玄武岩

玄武岩は、石灰質斜長石(通常はラブラドライト)、斜方輝石(オーガイト)、鉄鉱石(チタン磁鉄鉱)からなる非常にありふれた暗色の火成岩である。 玄武岩は、カンラン石、石英、角閃石、ネフェリン、斜方輝石などを含むこともある。 玄武岩は斑レイ岩に相当する火山物である。

玄武岩サンプル

玄武岩は細粒で暗い色をした岩石です。 黒色は輝石族鉱物である輝石鉱によってもたらされる。

玄武岩は通常黒色または暗灰色で、比較的特徴のない岩石である。 肉眼ではほとんど区別がつかない鉱物粒で構成されている。 玄武岩は火山性ガラスを含むこともあります。

玄武岩の黒色は輝石と磁鉄鉱によってもたらされる。 どちらも鉄分を含んでおり、これが黒色の理由である。 つまり、玄武岩の着色の原因は、これまた鉄なのである。 斜長石は、体積的には通常最も重要な構成要素であり、そのほとんどは淡灰色である。

Glowing pahoehoe lava flow

ハワイ(キラウエア火山、プウ・オオベント)で流れる玄武岩溶岩。

玄武岩はほぼすべての構造的環境で発生する主要な岩石タイプです。 玄武岩は明らかに地球上で最も一般的な火山岩で、玄武岩 (斑れい岩、ジアベース、およびそれらの変成岩を含む) は地殻内で最も一般的な岩石です2。 また、月や太陽系の岩石質の惑星にも玄武岩は多く存在する。

なぜ玄武岩が多いのでしょうか。 玄武岩は、他のほとんどの岩石が進化した地殻の元となった成分です。 玄武岩は、マントル岩石(かんらん岩)が溶け始めると形成されます。 岩石は不連続に溶ける。 岩石が不連続に溶けるとは、溶けた岩石が元の岩石と異なる組成を持つことを意味する。 もちろん、岩石が部分的にしか溶けない場合に限りますが、上部マントルではまさにこれが起きているのです。 玄武岩質のマグマは、部分的に溶融して密度が低くなり、上方に上昇して、海洋中央構造線、火山、貫入岩(ダイク、シリング)などで新しい海洋地殻を形成する。


ラ・パルマ島南端の玄武岩の小石は、火山性の海洋島特有の黒い砂にゆっくりと変化していきます。

北アイルランド、巨人のコーズウェイ近くで採取した玄武岩サンプルです。

斑レイ岩は玄武岩の粗粒(貫入岩)に相当するものである。 このはんれい岩のサンプルは、ラ・プラマで採取されたものです。 ラ・パルマ島は海洋島ですが、一部隆起しており、カルデラ・デ・タブリエンテのように島の内部を深く切り込む渓谷があり、はんれい岩のような貫入岩が露出するようになっているのです。

ダンライト輝石
玄武岩はマントルからの輝石を運ぶことがあります。 これはハワイの玄武岩の中にある鮮やかな緑色のダンライトのゼノリスです。


玄武岩は化学的に厳密な定義を持っています。 上に示したTASの図に定義されています。

玄武岩質安山岩、玄武岩、ピクライト(ピクロバサルト)、トラキバサルト、さらにはフォノテフライトや安山岩のような遠い岩石は、非常によく似た外観を持っており、多くの場合容易に玄武岩と間違われる可能性があります。

玄武岩は多くのテクトニック体制に広く分布していますが、化学組成にわずかな違いがあるため、より正確な分類が可能です。 MORB は “mid-ocean ridge basalt”、OIB は “oceanic island basalt” の頭文字を取ったものです。


安山岩は玄武岩に似ていますが、シリカを多く含み、一般に色は薄めです。 白い結晶は斜長石(フェノクリススト)であるが、玄武岩の斜長石よりCaが少なく、Naが多く含まれている。 安山岩は沈み込み帯火山の産物として非常に一般的である。 ギリシャ、サントリーニ島。

組成

玄武岩の平均化学組成は、玄武岩の3594の化学分析2によって決定された(数字は質量百分率、合計100%に揮発性フリー再計算):

SiO2 – 49.97
TiO2 – 1.87
Al2O3 – 15.99
Fe2O3 – 3.85
FeO – 7.24
MnO – 0.20
MgO – 6.84
CaO – 9.62
Na2O – 2.96
K2O – 1.12
P2O5 – 0.35

これらの化学元素(火成岩の化学成分は従来酸化物で表現されています)を宿す鉱物としては、輝石、斜長石およびチタン磁性鉱石があります。


スコットランド、マル島の玄武岩ポルフィライトは、多くの斜長石フェノクリストを含んでいます。 岩の長さは8cm。

テネリフェ島の斑晶質玄武岩。 単結晶は斜長石(白)と輝石(黒)。

磁鉄鉱の結晶は玄武岩では常に微小であるが、明るい色の砂の中に黒い縞模様を作っていることがある。 これは玄武岩の風化の残滓としての重鉱物(ほとんどが磁鉄鉱)である。 北アイルランドのホワイトパークベイ。

ラ・パルマ島、カルデラ・デ・タブリエンテの玄武岩(玄武岩と思われる)です。 黒色は輝石輝石、オレンジ色はカンラン石、正確にはその残骸である。 オレンジ色の斑点はカンラン石の結晶で、現在はケイ酸塩と酸化鉄の混合物であるイディングサイトとして知られています。 カンラン石は、多くの玄武岩に含まれる一般的な鉱物である。

カンラン石を多く含む玄武岩(化学的にはおそらく小玄武岩)です(生のカンラン石は明るい緑ですが、風化するとだんだん黄色になります)。 ハワイ、オアフ島。

野外の玄武岩

海成玄武岩は溶岩流や火砕場、円錐丘を形成します。 玄武岩質の溶岩流には、主にaa溶岩とpahoehoe溶岩の2種類があります。

Aa溶岩は粗い屑状の不規則な地殻であるのに対し、pahoehoeは滑らかな地殻である。

溶岩の地殻は、aa型が粗く擦れた不規則な地殻であるのに対し、pahoehoe型は滑らかである。 溶岩流はどちらも地殻の下に塊があり、この塊の内部は柱状になっていることがある。 柱状節理は、玄武岩質のマグマが冷却されて収縮することによってできる細い割れ目によって互いに分離されている。 亀裂は表面から始まり、溶岩が冷えるにつれて深部へと伝播する。 海底玄武岩は、通常、柱状になる。 枕状玄武岩は、非常に急速に冷却された結果、形成される。 枕の外側は冷たい海水で急速に冷却され、内側は溶けた溶岩で満たされる。

玄武岩はマグマの中でも粘性が低く、爆発的な火山噴火を起こさないため、溶岩流を形成することがほとんどですが、マグマに火山性ガスが多く含まれると火砕物を形成することがあります。 玄武岩質の岩石は、ラピリ(単数形:lapillus)や火山弾として火口から投げ出されることがある。 玄武岩質の火山は、ダイク(固化したときに他の岩石を切り裂く平面状の貫入岩体)とシル(ダイクに似ているが、一般に既存の敷設面に平行)により供給されている。

ハワイ・キラウエア火山の玄武岩質溶岩流'i
ハワイ・キラウエア火山の玄武岩質溶岩流。

前方はアヤメの溶岩流です。 カナリア諸島ラ・パルマ島。

Pahoehoe lava(バラ状の溶岩)。 La Palma, Canary Islands.

Columnar basalt at Giant's Causeway's Causeway

Basalt columns.(玄武岩の柱) 。


キプロス、トロドスオフィオライト、ファソウラ付近の枕状溶岩。 ピロー溶岩は地球上で非常によく見られるものですが、そのほとんどが海底にあるため、見つけるのは困難です。

イタリアのエトナ山で採取された珪藻土のラピルス(Scoriaceous lapillus)。 幅5cmにもかかわらず重さが15gしかないのは、ガスの気泡(小胞)で満たされているから。

珪藻土の岩盤は互いに接近し、露頭全体が珪藻土で構成されていることがある。

堤防は玄武岩と珪藻土で構成されています。 そのため、このような「震災」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」「原発事故」。 これは、キプロスの玄武岩(左)と珪藻土の接点です。

玄武岩の柱状節理は、冷却前線に対して垂直であるため、冷却前線に沿った柱状節理となります。 この場合、玄武岩が管(充填溶岩トンネル)を形成していたことがわかる。 このような導管は火山島でよく見られる現象で、マグマが固まる前にこのような熱的に絶縁された管の中を長距離流れることができるので、火山が自ら拡大する方法を提供する。

堤防や砂嘴はしばしば地表に現れ、注目すべき地形となることがあります。

変成と風化

玄武岩は、風化に対する抵抗力が弱い鉱物で大部分を構成しています。 したがって、玄武岩全体としても、花崗岩や他のフェルシック岩種より早く崩壊する傾向がある。 磁鉄鉱は玄武岩に含まれる最も耐性のある一般的な鉱物の一つで、重鉱物砂の大部分を形成している。 他の鉱物は分解してイオンとして水中に放出されたり、粘土鉱物を形成したりする。

玄武岩は、圧力、温度、および玄武岩中の鉱物と反応する揮発性化合物の性質によって、多くの異なるタイプの岩石に変成します。

玄武岩を原岩とする変成岩には、緑泥石片岩、角閃岩、ブルーシスト、エクロジャイトなどがある。


火山島では、石英や生物起源粒子が得られないときに黒砂が形成されます。 これはカナリア諸島のラ・パルマ島の玄武岩質の崖と黒砂です。

クライト片岩は低級変成火成岩で、玄武岩質の原岩を持つことが多いです。 鉄分を含む緑色板状珪酸塩鉱物である緑泥石は、岩石に縞状の劈開を与える。

語源

「玄武岩」という言葉は古代にすでに使われており、「basalt」はおそらく玄武岩の誤った転写である。 1546年に初めて「玄武岩」に言及したのは、ドイツの学者アグリコラ(ゲオルク・バウアー)でした。 彼はシュトルペン(ドイツのドレスデン近郊)の黒い柱状岩に言及しましたが、これは現代の分類原則に照らしても、確かに玄武岩です1。 Tomkeieff, S. I. (1983). Petrology.Dictionary of Petrology(岩石学辞典). John Wiley & Sons.
2. Best, Myron G. (2002).岩石学辞典. Igneous and Metamorphic Petrology, 2nd Edition. Wiley-Blackwell.
3. Le Maitre, R. W. (2005). Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms: を参照),第2版. ケンブリッジ大学出版局