石の見方 萩谷 宏(武蔵工業大学) 2006.5.11 / 2007.8.24改訂.

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第 10 章 循環を確立する プレートテクトニクス. 静的な地球の問題点 なぜ造山帯があるのか? 地球の表面は,大陸と海洋に 分かれており,ふたこぶの高 度分布を示すのはなぜか? 地震と火山は,なぜそこで起 こるのか? アフリカ大陸と南アメリカ大 陸がジグソーパズルのピース のようにぴったりと合うのは.
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石の見方 萩谷 宏(武蔵工業大学) 2006.5.11 / 2007.8.24改訂

惑星科学と岩石 地球型惑星は、岩石がかなり共通 月面の岩石:角れき岩、玄武岩、斜長岩、はんれい岩、かんらん岩など 隕石衝突・クレーター形成の際に掘り返され、深部の岩石も破片となって飛散 火星表面の岩石も玄武岩~安山岩  火星由来の隕石には、はんれい岩もある。

月の岩石の特徴 地球の玄武岩やはんれい岩とほぼ同じ 酸素分圧が異常に低い。金属鉄を含む。 揮発性元素に乏しい 斜長岩、かんらん岩など‥初期のマグマ・オーシャンが成層構造を形成 年代が古い。30億年前以前のもの。 分化していない。(花こう岩がない)

地球の岩石の特徴 分化した火成岩が多い -大陸地殻の存在、重力による結晶分化 特定の成分の濃集-水循環と生物の関与 年代の新しい岩石が多い  -大陸地殻の存在、重力による結晶分化 特定の成分の濃集-水循環と生物の関与 年代の新しい岩石が多い  ー継続するマグマ活動 堆積岩、変成岩の存在  -地表での風化、浸食とプレート運動

花こう岩 地球を特徴づける岩石 密度小(2.7g/cm)、石英+長石類+雲母類 海洋から飛び出した陸地-花こう岩を主体とする大陸地殻の存在が不可欠 生成に水が必要 ープレートの沈み込み 地球最古の岩石:40.3億年前・カナダ 石材としての利用:“御影石”

角れき岩 円磨をうけていない粒子の集合 隕石衝突のクレーター形成や、火山活動によって形成されやすい(堆積岩/火成岩) 粒子の大きさがそろっていない-水や空気で運ばれる際の選別を受けていない 月面には非常に多い。地球では火山や大きな断層で角れき岩がふつうに見られる。

斜長岩 月の形成初期、マグマ・オーシャンの痕跡 放射年代:44億年前   放射年代:44億年前 厚さ1000kmに達するマグマの海で、結晶化した斜長石が浮上し、原始地殻をつくる。 その後、隕石衝突で破壊され、火山活動で上塗りされ、見えなくなる。 地球にも存在。大規模なはんれい岩体などに伴う。32億年前~12億年前

岩石とは いくつかの鉱物やガラスの集合体 できかたによって、火成岩、堆積岩、変成岩などに大きく分類される 地球型惑星をつくる主要な構成物質  (金属鉄の核、岩石のマントル、地殻)

鉱物とは ある特定の化学組成を持つ ある特定の規則的な原子配列(結晶格子)を持つ ‥そのような固体物質をさす 特殊例   ‥そのような固体物質をさす 特殊例 A)化学組成は同じ、原子配列が異なる(同質異像) B)結晶格子は同じ、化学組成は連続的に変化(固溶体)

同質異像 化学組成は同じなのに、原子の配列が異なるので性質が異なる鉱物 例: ダイヤモンドと石墨(C) 石英とトリディマイト、クリストバライト(SiO2) 紅柱石、珪線石、藍晶石(Al2SiO5)

固溶体 ほとんどの造岩鉱物がこの性質を持つ 例 かんらん石(Mg2SiO4~Fe2SiO4) 輝石(MgSiO3~FeSiO3~CaSiO3) 斜長石(NaAlSi3O8~CaAl2Si2O8)  他にも角閃石、雲母類、緑泥石など。

岩石の一般的性質 ほとんどが数種類の鉱物からなる おおもとはすべて火成岩 化学組成の複雑さ-固溶体のしくみで吸収してしまう 特定の有用な成分の濃集→鉱床 酸化物、特に珪酸塩を主体とする。 炭酸塩岩、チャートなど、生物がつくるものもある

岩石の分類 <大分類> 火成岩(マグマが冷え固まった岩石) 堆積岩(地表で既存の岩石が再構成) 変成岩(地表付近の岩石が地下の温度圧力条件下で再結晶)  →どうやって成因を読み取るか

火成岩 火山岩(玄武岩、安山岩、流紋岩‥) マグマが地表付近で急冷されてできる 深成岩(はんれい岩、閃緑岩、花こう岩‥)  マグマが地表付近で急冷されてできる 深成岩(はんれい岩、閃緑岩、花こう岩‥)  マグマが地下深くで徐冷されてできる 冷却の具合は岩石の組織に現れる   斑状組織‥火山岩   等粒状組織‥深成岩

火成岩の分類 化学組成-SiO2の量比 組織:等粒状または斑状組織 等粒状(深成岩) ←はんれい岩(52%)閃緑岩(66%)花こう岩→ 斑状(火山岩) ←玄武岩(52%)安山岩(66%)流紋岩→

堆積岩 既存の岩石が壊され、再構成されてできた岩石 粒子の種類、大きさで分類 通常の砕屑粒子-大きさが問題 礫岩、砂岩、シルト岩、粘土岩  礫岩、砂岩、シルト岩、粘土岩 火山砕屑物-凝灰岩  凝灰質れき岩、凝灰質砂岩‥

堆積岩(2) 化学的沈殿岩 例:蒸発岩 岩塩、カリ岩塩、石膏岩‥ 縞状鉄鉱層、熱水堆積物‥ 生物岩 生物の遺骸が集積して形成  例:蒸発岩 岩塩、カリ岩塩、石膏岩‥    縞状鉄鉱層、熱水堆積物‥ 生物岩  生物の遺骸が集積して形成  例:珪藻土、石炭、チャート、石灰岩‥

堆積岩の分類 粒子の種類 粒子の直径 砕屑岩 ←粘土岩(1/256mm)シルト岩(1/16mm)砂岩(2mm)レキ(礫)岩→ 砕屑岩以外  ○○質砂岩、△△質レキ岩、‥ 特殊なもの:生物岩、化学沈殿岩は別扱い

変成岩 広域変成岩-プレートの沈み込みに関係 接触変成岩-上昇・貫入マグマの影響 組織:片状組織、片麻状組織→広域変成  等粒状、片麻状組織 →接触変成  #両者の変成作用は連続的でありうる 片状組織→結晶片岩 片麻状→片麻岩 (疑似)等粒状→ホルンフェルス  #変成鉱物の識別が重要

岩石の識別 岩石は、構成鉱物の種類と量比が重要 →化学組成を反映する 主要な構成要素(鉱物、粒子)を識別する 岩石の持つ組織を読み取る  →化学組成を反映する 主要な構成要素(鉱物、粒子)を識別する 岩石の持つ組織を読み取る  ‥組織と構成鉱物(粒子)が識別できれば、どんな岩石でも名前がつけられる。

岩石の名前(例) 等粒状組織ー石英・長石・雲母から構成 →花こう岩 斑状組織ーかんらん石と斜長石の自形結晶(斑晶)→玄武岩  →花こう岩 斑状組織ーかんらん石と斜長石の自形結晶(斑晶)→玄武岩 片状組織ー少量のざくろ石と黒雲母が主体  →ざくろ石黒雲母片岩 層理(堆積構造)を持ち、円磨された1mm径の石英粒子を主とする→石英質粗粒砂岩 ガラス質の熔岩、黒色半透明、まれに斜長石の自形結晶を含む→黒曜岩

多摩川の河原の岩石 火成岩と堆積岩、変成岩も少しある 上流域の地質を反映 岩質の硬軟も下流では影響する 砂になりやすい岩石、レキとして残りやすい岩石 -砂も重要 人工物も混じる

河原の石でストーリーを語ろう 課題(5/18) 石ころ(河床レキ)5つを選んで、その石が語るストーリーを説明する 午前中は二子玉川で採集・観察 午後は記載練習とストーリーの発表 注)河床レキは産状の情報を持たないが、代わりに広域的な地質分布を表現する。‥いわば、大縮尺の地図。