ライオライト：形成と地質の種類

地質学的特徴

リオライトはフェルシックな火山岩で、一般的にシリカが高く、石英-長石化学組成が支配的です。花崗岩の火成岩に相当しますが、表面近くで冷却されるため、花崗岩の粗粒で相互に結晶が絡み合った構造ではなく、細粒、ガラス質、斑状、帯状、または火山砕屑質のテクスチャを発達させることが多いです。

典型的なリオライトは石英とアルカリ長石を含み、一般的にサンディンまたは正長石、斜長石、少量の黒雲母、角閃石、磁鉄鉱、ジルコン、アパタイト、その他の付加鉱物を含みます。その高いシリカ含有量は通常69～77重量パーセントのSiO₂、これが溶融物の粘性を高めます。この粘性がリオライトの特徴的な地質を大きく制御します：溶岩はゆっくりと動き、ガスは逃げにくく、噴火は鈍いドームと爆発的な破砕の間で交互に起こることがあります。

組成的位置

リオライトは一般的な火山岩の分類でシリカが豊富な側に位置します。ダサイトや安山岩よりも軽く、石英-アルカリ長石が豊富で、急冷するとガラスを含むことがあります。

テクスチャの範囲

アファニティック、斑状、流動帯状、球状、気泡状、アミグダロイド状、オブシディアン状、パーライト状、軽石状、または火山灰流溶結凝灰岩に溶結していることがあります。

なぜこのグループは広範囲なのか

オブシディアン、パーライト、軽石、ピッチストーン、イグニンブライト、溶結凝灰岩、サンダーエッグを含む母岩は、その化学組成と地質的文脈が適合すれば、すべてリオライト火山系の一部となり得ます。

リオライトの形成方法

リオライトは、マグマが高度に進化し、シリカが豊富で揮発性成分を含み、その後溶岩、ガラス、または火山灰流堆積物として冷却されると形成されます。源融解から完成した岩石に至る過程は、融解生成、貯留、噴火、冷却、変質の連続として要約できます。

フェルシックマグマが生成される

リオライトマグマは、大陸地殻の部分融解、よりマフィックなマグマの分別結晶、または結晶化と地殻同化の組み合わせによって生じることがあります。鉱物が溶融物から結晶化すると、残った液体はシリカ、アルカリ、水、フッ素、その他の不適合成分で濃縮されます。

マグマは浅い貯留層で進化する

石英や長石の斑晶は浅い地殻のマグマ溜まりや導管内で成長を始めることがあります。溶解した水やガスが蓄積し、マグマは粘性が高く、脱ガスが困難になります。この蓄えられたマグマは後にドーム、溶岩流、爆発的噴火、浅い斑岩体を供給することがあります。

噴火様式が記録を分ける

ガスが徐々に逃げる場合、リオライトはドームやクーレーとして噴出し、流動帯やガラス質の縁辺を保存することが多いです。圧力が激しく解放されると、マグマは灰、軽石、ラピリ、火砕流に断片化し、凝灰岩やイグニンブラとして地形を覆います。

冷却速度がガラスまたは結晶の組織を決定する

急冷により黒曜石や軽石質ガラスが生成されます。冷却が遅く、その後の脱晶過程により微結晶質の石英-長石基質、球状体、リトフィセ、パーライト状の割れ目が形成されます。溶結した火山灰は軽石片を平らにし、フィアメと呼ばれる筋状にします。

後の流体が岩石を変質させる

熱水流体や風化作用により、鉄酸化物で帯が染まったり、長石や黒色鉱物が変質したり、ガラスがパーライトに水和されたり、気泡が玉髄、石英、オパール、方解石、ゼオライトで満たされたりし、雷卵を含むリオライト母岩に見られるシリカで裏打ちされた空洞が形成されます。

地質環境

リオライトは、地殻融解、長寿命のマグマ溜まり、または広範な分別結晶作用によって進化したフェルシックマグマが生成される場所で最も一般的です。特に大陸火山地帯、カルデラシステム、一部のリフトやホットスポット環境に特徴的です。

大陸火山弧

沈み込み帯の上では、水分を多く含むマグマが大陸地殻に上昇し、分別結晶や地殻融解によってデイサイトからリオライトのマグマが生成されます。安山岩やデイサイトの方が一般的かもしれませんが、特に進化が強い場合にリオライトが形成されます。

カルデラシステム

大規模なフェルシック貯留層は、膨大な量の火山灰流凝灰岩を噴出し、カルデラに崩壊し、その後再噴出ドーム、リングダイク、積み重なったイグニンブラ層を形成することがあります。イエローストーン、ロングバレー、トウポ火山帯は、リオライトカルデラ火山活動のよく知られた例です。

大陸リフトとホットスポット

伸張と高熱流は、コメンディットやパンテレライトのような過アルカリ性タイプを含むリオライトマグマを生成することがあります。これらは珍しいアルカリアンフィボールや輝石を含み、暗色ガラスや特徴的な化学的特徴を生み出すことがあります。

浅い火山下体

ダイク、シル、ラコリス、小規模貫入体はドームや火山灰堆積物に供給することがあります。これらのゆっくりした冷却は、クォーツと長石の斑晶が細粒のフェルシック基質に埋まるリオライトポーフィリーを生成します。

リオライト内の化学的範囲

すべてのリオライトが同じ化学組成を持つわけではありません。過アルミニウム性リオライトは比較的アルミニウムが豊富で、トパーズやフローライトのようなフッ素を含む鉱物と関連することがあります。過アルカリ性リオライトはナトリウムとカリウムがアルミニウムを超え、アイギリンやアルヴェドソナイトのような鉱物を含むことがあります。これらの区別は岩石学、野外解釈、産地比較で重要です。

噴出および堆積相

リオライト系は複数の岩体を生成します。野外でリオライトを読むとは、溶岩、ガラス、降下堆積物、火砕流、浅い貫入体、または後に変質した空洞を含む母岩のいずれとして形成されたかを識別することを意味します。

相	形成過程	典型的な野外表現
ドームとクーレ	非常に粘性の高い溶岩が噴出口からゆっくりと押し出され、源付近に堆積するか厚いローブ状の流れとして進みます。	急峻な塊、流動帯状構造、塊状の外皮、ガラス状の縁、角礫岩、局所的な黒曜石帯。
黒曜石の流動縁	リオライトの溶融物は急冷され、結晶成長が抑制され火山ガラスが保存されます。	光沢のある黒、灰色、茶色、またはマホガニー色のガラスで、貝殻状破断面と鋭い縁を持ちます。
軽石と軽石質火山灰	ガス豊富なマグマは爆発的噴火時に急速に膨張し、多孔質のガラスを生成します。	軽量で泡状の破片、軽石降下堆積物、軽石豊富な火山灰、またはイグニンブライト内の軽石レンズ。
火砕物の降下堆積物	火山噴煙柱から火山灰、軽石、ラピリが降下します。	層状の火山灰層、粒径のグラデーション、軽石ラピリ、広範囲にわたる空中降下堆積物。
イグニンブライトと溶結凝灰岩	高温の火砕密度流が火山灰と軽石を堆積させ、十分に高温であればガラス片と軽石が圧縮・溶結します。	ユータキシック構造、平坦化した軽石フラム、柱状節理、密な溶結帯、シート状堆積物。
リオライトポーフィリー	マグマは噴火の前または噴火なしで、浅い導管、ダイク、シル、または火山下体内で冷却します。	細粒の基質中にクォーツと長石の斑晶があり、局所的に冷却縁や変質ハローを伴います。
サンダーエッグを含む母岩	リオライト火山岩のガス空洞、リトフィサ、または結節は、後にシリカ豊富な流体によって裏打ちされたり充填されたりします。	リオライト母岩内にカルセドニー、アゲート、クォーツ、オパール、またはその他のシリカ鉱物を含む丸みを帯びた結節。

種類と関連するリオリティック形態

多くの名前の付いたリオリティック材料は、別の鉱物種ではなくテクスチャーによる種類です。同じフェルシックマグマシステムは、緻密なリオライト、ガラス、軽石、パーライト、溶結凝灰岩、空洞充填結節を生成できます。

物質または種類	形成過程	テクスチャーの手がかり	地質学的解釈
流動帯状リオライト	粘性の溶岩がゆっくりと動く間にせん断、折りたたみ、伸長されます。	波状の帯、リボン、折りたたまれた層、酸化物の染み、淡色から錆色の色変化。	シリカ豊富な溶岩ドーム、クーレー、または浅い導管内の流れを記録します。
球状または球状リオライト	火山ガラスが放射状のクォーツ-長石束にデビトリファイします。	丸い斑点、球状、星状放射、ハロー、雪の結晶のようなテクスチャー。	冷却後に再結晶化したガラス豊富な物質を示します。
黒曜石	リオリティックまたはデイサイト質の溶融物が非常に急冷され結晶が成長できません。	ガラス光沢、貝殻状破断、鋭いエッジ、局所的な流動帯状構造。	リオリティックシステムの火山ガラスの終端成分を表します。
パーライト	リオリティックガラスの水和により曲線状の同心円状亀裂が形成されます。	玉ねぎの皮のような割れ目、淡灰色から黒色のガラス質テクスチャー、工業的加熱時の膨張挙動。	火山ガラスの冷却後の水和を示します。
軽石	ガス豊富なリオリティックマグマが爆発的噴火中に泡立ちます。	非常に多孔質で軽量、淡色、粗く多孔質。	急速な揮発性膨張とマグマの断片化を記録します。
イグニンブライトまたは溶結凝灰岩	火砕密度流からの熱い火山灰と軽石が圧縮され溶結します。	平坦化したフィアメ、火砕流の層理、ユータキシック葉理、溶結ガラス片。	広範囲の熱い火砕流堆積物を保存します。
トパーズ含有リオライト	フッ素豊富な進化したリオリティックマグマと後期蒸気相が空洞や付加鉱物を生成します。	淡色のリオライト、空洞、トパーズ、フローライト、クォーツ、および関連する後期鉱物。	高度に進化した過アルミニウム性またはフッ素豊富なフェルシックシステムを反映します。
過アルカリ性リオライト	リフトやホットスポットのマグマはナトリウムおよびカリウム豊富な組成へ進化します。	暗色のガラス、異常なアルカリ鉱物、緑がかったまたは茶色の色調、コメンディットまたはパンテレライトの類似性。	典型的なカルクアルカリ性リオライトとは異なるアルカリ豊富なフェルシックシステムを示します。
サンダーエッグの母岩リオライト	リオライト火山岩の空洞、リトフィサ、または結節にシリカ豊富な流体が充填されます。	アゲート、カルセドニー、クォーツ、オパール、または結晶質の内部を持つ丸みを帯びた結節。	火山ガスのテクスチャーと後の鉱化流体の両方を記録します。

組織と微細構造

流紋岩の組織は冷却、移動、破砕、水和、脱ガラス化、溶結、後の流体活動の記録である。色だけよりも診断的であることが多い。

流動帯状構造

帯状構造は微結晶の含有量、酸化、ガラス対結晶の比率、泡の豊富さ、またはわずかに異なるマグマの繰り返しの流入の変動を反映していることがある。手に取ると、折りたたまれたクリーム色、黄褐色、バラ色、赤錆色、灰色、または緑がかった層として現れることが多い。

球状体

球状体は石英と長石の放射状の相互成長で、ガラスの脱ガラス化に伴い一般的に形成される。雪の結晶、球状、ヒョウ柄、星形の模様を作ることがある。

パーライト状の割れ目

水和した火山ガラスは曲がった玉ねぎの皮状の割れ目を形成することがある。これはパーライトの特徴であり、変質した黒曜石質流紋岩にも見られることがある。

フィアメ

溶結凝灰岩では、軽石の破片がレンズ状の筋状に平らになり、フィアメと呼ばれる。これらは熱い火山砕屑物堆積物内の圧縮、溶結、流動組織を示す。

空隙とアミグダロイド

ガス泡が空隙を作る。後に鉱物が充填してアミグダロイドを形成し、しばしばシリカ、玉髄、石英、オパール、方解石、ゼオライト鉱物を含む。

リトフィセ

リトフィセは酸性火山岩中の空洞または部分的に充填された球状空隙である。石英、玉髄、オパール、その他の二次鉱物で裏打ちされることがある。

斑状組織

石英または長石の斑晶は細かいまたはガラス質の基質中に浮かんでいることがある。石英は部分的にマグマと反応して丸みを帯びたり、凹状になったりすることがある。

脱ガラス化した基質

ガラスは地質学的時間で不安定であり、細かい石英-長石の集合体に再結晶し、光沢、色、硬度、岩石の研磨性を変えることがある。

鉱物の組み合わせと変質

流紋岩の鉱物集合は通常、石英と長石から始まり、その後、付加鉱物、脱ガス、脱ガラス化、酸化、水和、熱水変質を経てより複雑になる。

カテゴリー	一般的な鉱物または材料	それらが示唆すること
主要な酸性鉱物	石英、サンジン、正長石、斜長石	流紋岩から花崗岩の化学組成で、斑晶と基質が冷却速度を記録する。
苦鉄質および付加相	バイオタイト、ホルンブレンド、磁鉄鉱、ジルコン、アパタイト、チタナイト、アラナイト	マグマの組成、酸化状態、結晶化の履歴、ジルコンを用いた地質年代測定の可能性。
過アルカリ性の指標	エギリン、アルフベドソナイト、アルカリアンフィボールおよび輝石	アルカリを豊富に含む進化した流紋岩、しばしばリフトやホットスポット環境で見られる。
フッ素を豊富に含む後期相	トパーズ、フローライト、石英、蒸気相鉱物	高度に進化し揮発性が豊富なマグマで、後期の空洞や空隙の鉱物化。
二次ケイ素充填物	玉髄、アゲート、オパール、石英	気泡、リトフィサ、亀裂、またはサンダーエッグの空洞を満たすケイ素豊富な循環流体。
変質生成物	粘土、クロライト、エピドート、酸化鉄、ゼオライト、方解石	風化、熱水変質、酸化、水和、または後の流体循環。

現地の手がかりと識別

流紋岩は他のフェルシックまたはケイ素豊富な岩石に似ることがあるため、識別には色、質感、斑晶、組織、密度、酸反応、地質的文脈を組み合わせるべきです。

石英と長石を探す

石英斑晶は透明、スモーキー、丸みを帯びたものや侵食されたものがあります。長石斑晶はしばしば淡色で板状、より角張っています。これらの存在は流紋岩を多くの非火山性類似岩から区別するのに役立ちます。

組織を読み取る

流れ帯、球状体、フラム、パーライト状の亀裂、ガラス質の縁、軽石片はすべて流紋岩の火山起源を示します。

流紋岩とデイサイトを区別する

デイサイトは一般的にケイ素含有量が少なく、斜長石が多く、角閃石や輝石を多く含むことがあります。手持ち標本の境界は岩石薄片や化学分析なしでは不確かです。

流紋岩とトラキ岩を区別する

トラキ岩はアルカリ長石が豊富ですが、石英はほとんどまたは全く含まず、整列した長石の板状結晶を示すことがあります。流紋岩は一般的に石英とよりケイ素が豊富なガラス質または基質を含みます。

流紋岩とジャスパーを区別する

ジャスパーは微結晶質の石英で、火山性の斑晶、気泡、フラム、結晶周囲の流れ帯を欠くことがあります。ジャスパーと呼ばれる一部の模様のある商用材料は実際には流紋岩質または珪化火山岩です。

酸への反応を注意深く確認してください

流紋岩はケイ酸塩岩であり、一般的に冷たい希薄な酸には不活性です。局所的な泡立ちは流紋岩自体ではなく、脈や空洞内の二次方解石によることがあります。

地質学に基づくケア

緻密な流紋岩は一般的に耐久性がありますが、流紋岩の材料は非常に多様です。密な流れ帯状のスラブ、多孔質の軽石片、ガラス質の黒曜石の縁、空洞を含むサンダーエッグのスライスはそれぞれ異なる取り扱いが必要です。

緻密な流紋岩

柔らかい布で拭き、必要に応じて中性石鹸とぬるま湯で短時間洗浄してください。強い酸、研磨粉、繰り返しの熱衝撃は避けてください。

ガラス質のゾーン

黒曜石質またはパーライト質の部分は鋭く欠けることがあり、曲がった亀裂のネットワークが見られることがあります。縁を保護し、衝撃を避けてください。

多孔質および軽石質の材料

軽石、気泡状流紋岩、および弱い凝灰質のゾーンは水、汚れ、油分、残留物を閉じ込めることがあります。壊れやすいまたは多孔質の部分は浸さないでください。

空洞を含む部分

サンダーエッグのスライス、リトフィサエ、アミグダロイドの破片は下から支える必要があります。薄い橋状部分、開いた空洞、または結晶の内側に圧力をかけないようにしてください。

よくある質問

黒曜石はリオライトとは別の岩石ですか？

黒曜石は火山ガラスであり、多くの黒曜石はリオライトまたはデイサイト組成です。主にテクスチャで異なり、黒曜石は結晶が成長する前に急冷されたのに対し、緻密なリオライトは部分的またはほぼ完全に結晶化しています。

なぜリオライトは長く流れる溶岩流ではなくドームを作るのですか？

リオライトマグマはシリカが多く非常に粘性が高いです。流れにくく、ガスを閉じ込め、長く流れる溶岩流ではなく、厚いドーム、クーレー、ガラス状の縁、または爆発的な火山灰堆積物を形成する傾向があります。

リオライトの球状または「ヒョウ柄」模様は何によって作られるのですか？

多くの球状模様はスフェルライトによって作られます。これは火山ガラスが脱ガラス化する際に形成される放射状の石英-長石の成長です。酸化ハローや変質色により、球体は斑点状や輪状に見えることがあります。

溶接凝灰岩はどのようにして硬い岩石になるのですか？

高温の火山灰流堆積物は、ガラス片や軽石の破片が圧縮、変形、溶接されるのに十分な高温で堆積することがあります。これにより、平らに潰れたフィアメと縞模様の組織を持つ密なイグニンブライトが生成されます。

「レインフォレストリオライト」は本当にリオライトですか？

その名前で販売される材料は一般的に模様のあるリオライト岩で、しばしば緑色の色調や球状または球状結晶のテクスチャを持ちます。また、ジャスパーのような名前で販売されることもあるため、テクスチャと地質的文脈の方が商標名よりも信頼できます。

軽石とパーライトの違いは何ですか？

軽石は、ガスを多く含むリオライトマグマが爆発的噴火時に泡立つことで形成され、非常に軽い多孔質のガラスを作ります。パーライトは、リオライトガラスが冷却後に水和され、曲がった玉ねぎの皮のような割れ目が発達することで形成されます。

なぜサンダーエッグはリオライトと関連しているのですか？

多くのサンダーエッグは、空洞、リトフィサエ、または結節が後にシリカ豊富な流体で満たされるリオライト火山岩中で形成されます。その内部にはカルセドニー、アゲート、石英、オパール、または混合シリカ鉱物が含まれていることがあります。

締めくくりの視点

リオライトは、進化したフェルシックマグマによって生成されるテクスチャのファミリーとして最もよく理解されます。同じ高シリカ系のマグマは、帯状の溶岩として冷却されたり、黒曜石として急冷されたり、パーライトに水和されたり、軽石に泡立ったり、灰に破砕されたり、イグニンブライトに溶接されたり、アゲートで満たされたサンダーエッグを宿したりします。したがって、その地質学は冷却速度、粘度、ガスの挙動、脱ガラス化、溶接、そして後の流体作用の研究です。リオライトの一片は単なる模様のある石ではなく、シリカ豊富なマグマがどのように動き、破砕し、冷却し、変化したかの保存された記録です。

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