地質学

はじめに

岩石には、火成岩、堆積岩、変成岩の3つのタイプがあります。 これらのタイプはそれぞれ、岩石サイクルの一部です。 条件の変化により、ある岩石種が別の岩石種になることがあります。

岩石とは

岩石は、自然に形成された、非生物的な地球の物質です。 岩石は、鉱物の粒が集まって固まったものです（図1）。

岩石と鉱物はどう違うのですか？ 岩石は鉱物からできています。 岩石の鉱物の粒は、顕微鏡で見ないとわからないほど小さいものもあれば、爪や指ほどの大きさのものもあります（図1）

図2.

岩石は、主に含有する鉱物とその質感によって識別される。 岩石の種類は、それぞれ特徴的な鉱物を含んでいます。 岩石は、珪岩のように、1種類の鉱物の粒でできていることもあります。 また、異なる鉱物が混在していることもよくあります。 鉱物の粒の大きさ、形、並び方を表すのが「テクスチャー」です。 図2の2つの試料は同じ種類の岩石でしょうか？ 同じ鉱物ですか？ 同じテクスチャ？

サンプル	鉱物	テクスチャ	Texture	Sample	Minerals	Mineral th	Formation	Rock type
Sample 1	plagioclase, quartz, hornblende, pyroxene	Crystals, visible to naked eye	Magma cooled slowly	Diorite
Sample 2	plagioclase, hornblende, pyroxene	Crystals are tiny or microscopic	Magma erupted and cooled quickly	Andesite

As seen in table 1, these two rocks have the same chemical composition and contain mostly the same minerals, but they do not have the same texture. Sample 1 has visible mineral grains, but Sample 2 has very tiny or invisible grains. The two different textures indicate different histories. Sample 1 is a diorite, a rock that cooled slowly from magma (molten rock) underground.

岩石の3大分類

岩石は、そのでき方によって大きく3つに分類されます。 岩石は、元の場所から移動させることができる手持ちのサンプルで調べることができます。

火成岩

火成岩は、マグマが冷えてできた岩石です。 地表に噴出するマグマは、図4のような溶岩です。

堆積岩

堆積岩は、砂利、砂、シルト、粘土などの岩石の破片である堆積物が圧縮されて固まることによって形成されます (図 5)。 これらの堆積物は、既存の岩石の風化や侵食によって形成されることがある。

変成岩

変成岩は、既存の岩石中の鉱物が地球内の熱や圧力によって変化することによって形成されます。

岩石は、常に起こっている自然のプロセスの結果として変化します。 ほとんどの変化は非常にゆっくり起こり、多くは地表の下で起こるので、私たちはその変化に気づかないかもしれません。

岩石サイクルの概念は、「地質学の父」とも呼ばれる 18 世紀の科学者、ジェームズ・ハットンによって初めて開発されました (図 7 を参照)。 ハットンは、地質学的なプロセスには「始まりもなければ、終わりの見込みもない」ことを認識していました。 岩石循環のプロセスは、数百万年かけて行われることが多いのです。

図8に示した岩石サイクルでは、火成岩、堆積岩、変成岩の3種類の主要な岩石が示されています。 3つの岩石を結ぶ矢印は、ある岩石が別の岩石に変化する過程を示しています。 このサイクルには、始まりと終わりがありません。 地球の奥深くにある岩石は、今まさに別の種類の岩石になっている。

岩石サイクルのプロセス

いくつかのプロセスによって、ある種の岩石が別の種の岩石に変わることがあります。

結晶化

マグマは地下または地表で冷え、固まって火成岩になります。 マグマが冷えると、温度によってさまざまな結晶ができ、晶析が起こります。 例えば、カンラン石という鉱物は、石英よりもずっと高い温度でマグマから晶出する。 結晶ができるまでの時間は、冷却速度で決まります。

侵食と沈殿

風化により、地表の岩石は小さく削られます。 その小さな破片を堆積物と呼びます。 流水、氷、重力はすべて侵食によって、これらの堆積物をある場所から別の場所に運びます。 堆積（たいせき）とは、土砂が積み重なることです。

変成

岩石が地球内の極度の熱と圧力にさらされ、溶けないとき、岩石は変成します。 変成作用により、岩石の鉱物組成や質感が変化することがあります。

レッスンのまとめ

• 岩石は、さまざまなサイズと種類の鉱物の集合体です。
• 3つの主な岩石の種類は、火成岩、堆積岩、変成岩です。
• 結晶、侵食と堆積、変成は、ある種類の岩を別のものに変え、または堆積物を岩に変えます。
• The rock cycle describes the transformations of one type of rock to another.

Reflection Questions

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