岩石の種類:火成岩、変成岩、堆積岩

岩石の 3 種類

地質学の授業で最初に学ぶことですが、ごく簡単に言うと、3 種類の岩石があります:

  • 火成岩 – 地球深部のマグマの冷却から形成されます。
  • 変成岩-火成岩と堆積岩が変化(変成)してできたもので、大きな結晶(肉眼で見ることができます)を持っています。
  • 堆積岩-堆積物の固化によって形成される。
  • 堆積岩-堆積物が固まってできたもので、有機物(石灰岩など)や他の岩石が固まってできたものです。
    さて、長い話ですが、これはもっと面白い話です。

さて、長い話ですが、これはもっと面白いです。

火成岩

ハワイでの溶岩流です。 溶岩はマグマに相当する噴出物である。 Image via Wiki Commons.

マグマは火成岩の心臓部である。 マグマは、溶けた岩石や半溶けた岩石と、ガスやその他の揮発性元素との混合物で構成されています。

ご存じのように、マグマは冷えると岩石になりますが、地中で高温(ただしマグマより低い温度)のまま冷えると、冷却が遅くなり、結晶が発達する時間が長くなります。 花崗岩のような大きな結晶を持つ岩石が見られるのは、マグマが冷える時間があったためです。

白いほぼ長方形の長石の結晶、灰色のほとんど形のない水晶、黒い結晶(黒雲母か角閃石)に注目してください。 Image modified from Eastern Illinois University.
白色のほぼ長方形の長石結晶、灰色のほぼ形のない石英結晶、黒雲母か角閃石の可能性のある黒い結晶に注目してください。

しかし、マグマが噴火したり、急速に冷却されたりすると、火山岩 (実際には火成岩ではなく、溶岩から派生したもの) が得られます。 この典型的な例が玄武岩で、小さな結晶がたくさんある場合と、大きな結晶がほとんどない場合があります。 火山岩は、貫入火成岩に対して、貫入火成岩とも呼ばれます。

Basalt – 目に見える結晶がほぼ完全にないことに注目してください。 今度は花崗岩と比較してみましょう。 Image via Georgia State University.
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すべてのマグマが同じようにできているわけではありません。マグマによって化学組成、ガスの量、温度が異なり、マグマの種類によって岩石の種類も違ってきます。 そのため、驚くほど多様な岩石ができるのです。 火成岩は7000種類以上あり、一般に岩石の中で最も硬く重い。 軽石は浮くこともあり、古代の船乗りは「海の泡」と呼んでいました。 軽石は、火山が激しく噴火し、岩石の中に空気のポケットができたときにできる。 The most common types of igneous rocks are:

  • andesite
  • basalt
  • dacite
  • dolerite (also called diabase)
  • gabbro
  • diorite
  • peridotite
  • nepheline
  • obsidian
  • scoria
  • tuff
  • volcanic bomb

Metamorphic Rocks

Here, the name says it all. These are rocks that underwent a metamorphosis; they changed. They were either sedimentary or igneous (or even metamorphic), and they changed so much, that they are fundamentally different from the initial rock.

Different types of metamorphism. Image via Tankon Yvtar.

There are two types of metamorphism (change) that can cause this:

  • contact metamorphism (or thermal metamorphism) — rocks are so close to magma that they start to partially melt and change their properties. 再結晶、結晶間の融合、その他多くの化学反応を起こすことができます。
  • 地域的変成作用 (または動的変成作用) – これは通常、岩石が地下深くにあるときに起こり、巨大な圧力にさらされます。
Folded foliation in a metamorphic rock from near Geirangerfjord, Norway…ノルウェーのガイランゲルフィヨルド付近の変成岩。 Image via Wiki Commons.

変成岩には、最初の岩石の結晶や鉱物だけでなく、変成の過程で生じた新しい鉱物も含まれていることがあります。 しかし、いくつかの鉱物は、変成過程の明確な指標となる。

同様に重要なのは、機械的転位(岩石や一部の鉱物が物理的に変化すること)と化学的再結晶(温度と圧力が変化すると、一部の結晶が安定せず、別の結晶に変化すること)の2つの変成過程をもたらす化学環境の変化である。

大理石は無葉状変成岩のひとつです。

多くのカテゴリーに分けられますが、一般的には次のように分けられます:

  • 有孔変成岩 – 圧力によって結晶が絞り込まれたり伸ばされたりして、優先的にはっきりと配列されるようになりました。
  • 非有孔変成岩 – 結晶の優先的な配列がない。

変成岩は、さまざまな温度 (最高 200 ℃) や圧力 (最高 1500 バール) など、異なる条件下で形成されます。 十分に深く、十分に長い時間埋まることによって、岩石は変成します。 大陸の衝突などの地殻変動により、水平方向の圧力、摩擦、歪みが生じてできるものと、地球内部からのマグマの侵入により岩石が加熱されてできるものがある。

最も一般的な変成岩は

  • 角閃岩
  • 片岩(ブルーシスト、グリーンシスト、マイカシストなど)
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    マイカシストである。 暗褐色の丸みを帯びた鉱物はガーネットで、白っぽく見えるものはすべて雲母である。 赤みがかった部分は錆びた雲母。 画像はWillowleaf Mineralsより改変。
  • eclogite
  • gneiss
  • hornfels
  • marble
  • migmatite
  • phyllite
  • quartzite
  • serpentinite
  • slate

Sedimentary Rocks

Sedimentary rocks are named as such because they were once sediment. Sediment is a naturally occurring material that is broken down by the processes of weathering and erosion and is subsequently naturally transported (or not). Sedimentary rocks form through the deposition of material at the Earth’s surface and within bodies of water.

A conglomerate — a rock made from cemented gravel. Image via Earth Physics Teaching.

堆積岩は、いくつかの異なる定義品質(化学組成、沈殿プロセス、有機物/無機物)を持っているので、分類が非常に困難です。

  • clastic堆積岩-小さな岩片(多くのケイ酸質)、液体(水、ベッドフロー)によって運ばれて堆積したものです。 これらの岩石は、堆積岩に含まれる砕屑性結晶の大きさと組成によってさらに分類されます(多くの場合、石英、長石、雲母、粘土)。
  • 礫岩(および角礫岩)-礫岩は主に丸い礫で構成され、角礫岩は角張った(より尖った)礫で構成されています。
  • 砂岩 – その名の通り、多くの砂サイズの鉱物や岩石粒からなる岩石です。 砂岩の最も支配的な鉱物は石英で、これは地表の地殻に最も多く含まれる鉱物であるためです。
    古い、赤い砂岩です。 Image via Ian Hopkinson.
  • 泥岩-また、名前がすべてを語っています-それは、泥が固まってできた岩石です。 通常、非常に細かい粒子を含み、水や空気の乱流によって浮遊粒子として運ばれ、流れが落ち着くと沈殿します。
  • 生化学的岩石 – 地球上のほとんどの石灰岩が生物学的起源であることを知ったら、おそらく驚かれることでしょう。 言い換えれば、今日見られるほとんどの石灰岩は、珊瑚、軟体動物、有孔虫などの生物の骨格に由来しています。
  • 化学的岩石 – 石膏や塩 (ハライト) などがあり、主に水の蒸発によって形成されます
塩は鉱物ですが、非常に美しいものです。

他にも特殊な堆積岩というのがあって、たとえば温泉でできたものなどがありますね。

生化学的な岩石の話もしましたが、化石がやがて岩石になることもあります。

生化学的な岩石の話でも触れましたが、化石がやがて岩石になることもあり、下の写真のように、山全体がサンゴ礁でできていることもあるのです。 Image via MP Interactiv

一般的な堆積岩をいくつか挙げます。

  • argillite
  • breccia
  • chalk
  • chert
  • claystone
  • coal
  • conglomerate
  • dolomite
  • limestone
  • gypsum
  • greywacke
  • mudstone
  • shale
  • siltstone
  • turbidite