花崗岩
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花崗岩:大陸の結晶骨格
花崗岩は単一の結晶ではなく、石英、アルカリ長石、斜長石、雲母、角閃石、小さな副鉱物からなる相互にかみ合った岩石です。シリカ豊富なマグマから深部で結晶化し、大陸地殻の成長と再循環を記録し、山脈やバソリスを支え、ペグマタイトや熱水系を供給し、後にトール、ドーム、巨石群、粘土、石英豊富な砂へと風化します。目に見えるすべての粒子がその長い地質学的過程の一部を保存しています。
花崗岩の目に見えるモザイクは、不規則な石英、角ばった長石、小さな暗色の薄片や柱状結晶から構成されています。これらの粒子は、マグマの冷却体内で一緒に結晶化したため相互にかみ合っています。
クイックファクト
花崗岩は単一鉱物ではなく、粗粒の深成岩です。その特徴は石英、アルカリ長石、斜長石の割合に由来し、外観は黒雲母、角閃石、白雲母、酸化鉄、および少量ながら科学的に重要な副鉱物によって変化します。
| 特徴 | 典型的な表現 | なぜ重要か |
|---|---|---|
| 目に見える結晶 | 肉眼またはルーペで識別できるほど大きな相互にかみ合った粒子。 | 結晶化が深部で十分にゆっくり進行し、個々の鉱物粒子が成長したことを示します。 |
| 全体的に明るい色 | 白、銀灰色、クリーム色、淡いピンク、サーモン色、または淡い茶色で、通常は暗色鉱物の斑点があります。 | 黒色鉱物に対して石英と長石の割合が高いことを反映しています。 |
| 混合鉱物の硬度 | 石英はモース硬度7、長石は約6、一方、雲母や変質帯はより軟らかいです。 | 花崗岩は均一な硬度や研磨特性を持っているわけではありません。 |
| 低い一次多孔性 | 新鮮な花崗岩は通常密度が高いですが、微細な亀裂や変質により吸水率が増加することがあります。 | 風化、染み、密封の必要性、長期的な建築性能を制御します。 |
| 節理のある岩体 | 大きな露頭は垂直、水平、または曲線状の断層によって分割されています。 | 節理のパターンは崖、ドーム、採石場のブロック、地下水の流れ、斜面の安定性を支配します。 |
花崗岩とは何か?
一般的な言葉では、花崗岩は硬く、目に見える結晶があり、斑点模様の石を指すことが多い。地質学的な用法はより狭く、花崗岩はかなりの石英と主要な二つの長石族、アルカリ長石と斜長石を含む深成岩である。
正式な分類は石英、アルカリ長石、斜長石の相対的な割合を用い、通常Q、A、Pと略される。これら三成分を正規化した後、厳密な花崗岩領域の岩石は約20~60%の石英と、全長石の約35%から90%の範囲のアルカリ長石を含む。この領域にはモンゾ花崗岩とセノ花崗岩が含まれる。
花崗岩類はより広い総称である。花崗岩、花崗閃緑岩、トナライト、アルカリ長石花崗岩、およびいくつかの関連する粗粒の石英含有岩石を含む。山、バソリス、または商業用スラブが一般的に花崗岩と呼ばれる場合、複数の花崗岩類が含まれていることがある。
商業用石材の用語はさらに広範である。花崗岩として販売される装飾材料は、地質学的には花崗閃緑岩、石英モンゾナイト、片麻岩、斜長岩、閃緑岩、ドルライト、または他の耐久性のある結晶質岩石であることがある。商業的な使用ではQAPF分類よりも外観、研磨、工学的性能が優先される。
地質学的花崗岩
測定された鉱物の割合、組織、現地関係に基づいて分類される石英豊富な深成岩。
花崗岩類
いくつかの淡色で粗粒の石英含有の深成岩を含む総称。
商業用花崗岩
耐久性のある仕上げが可能な地質的に異なる岩石を含むことがある寸法石のカテゴリー。
鉱物組成と花崗岩のモザイク
新鮮な花崗岩の表面は鉱物の地図のようである。石英は不規則な空間を占め、長石はより塊状の粒を形成し、暗色の雲母や角閃石が小さな間隙を埋める。付属鉱物は小さいことが多いが、岩石の年代、微量元素、磁気、放射性の記録の多くを担っている。
- 石英 無色、スモーキー、淡灰色、青灰色、またはガラス状。劈開はなく、不規則で間隙を埋める形状をとることが多い。
- アルカリ長石 クリーム色、淡いピンク、サーモン色、レンガ色、または白色。正長石と微斜長石は通常、約90度近くで二つの劈開を示す。
- 斜長石 白色から淡灰色で、変質すると時に緑色がかる。適切な劈開面には細かい平行条線が現れることがある。
- バイオタイトとムスコバイト バイオタイトは茶黒色の弾性の薄片を形成し、ムスコバイトはより強く過アルミニウム性の花崗岩で淡い銀色の薄片を形成する。
- 角閃石 両面に角閃石の劈開を持つ暗緑色から黒色の柱状結晶。多くの弧状火山帯関連の花崗岩に一般的に見られる。
- 付属鉱物および変質鉱物 ジルコン、アパタイト、チタナイト、アラナイト、モナザイト、磁鉄鉱、イルメナイト、トルマリン、ガーネット、クロライト、エピドート、鉄酸化物が存在することがある。
| 鉱物 | 手持ち標本での外観 | 診断的特徴 | 地質情報 |
|---|---|---|---|
| 石英 | ガラス質で灰色または無色の不規則な斑点で、一貫した塊状の輪郭はない。 | モース硬度7、劈開なし、貝殻状破断。 | ケイ素に富む溶融物を示し、主な鉱物集合体の中で比較的遅く結晶化することが多い。 |
| アルカリ長石 | ピンク、クリーム、白、または赤色の塊状粒子;局所的に非常に大きな斑晶を含む。 | 約90度の二つの劈開面;パーシティック条線が見えることがある。 | その豊富さが花崗岩と斜長石優勢の花崗閃緑岩やトーナライトを区別する。 |
| 斜長石 | 白色から灰色の粒子で、石英より不透明なことが多い。 | 二つの劈開面;細かい平行なアルバイト双晶条線が現れることがある。 | 帯状構造と変質がマグマや後の流体の化学変化を保存する。 |
| 黒雲母 | 黒から茶色の光沢のある薄片で、柔軟なシートに割れる。 | 完全な基底劈開と石英や長石に比べて低い硬度。 | 水、鉄、マグネシウム、フッ素、圧力・温度条件を記録する。 |
| 角閃石 | 暗緑色から黒色の細長い粒子または緻密な柱状結晶。 | 約60度と120度の二つの劈開面。 | 水を含む金属中性マグマや多くの大陸弧花崗岩に一般的。 |
| ジルコン | 通常は拡大や分離なしでは識別できないほど小さい。 | 非常に耐久性が高く、ウラン鉛年代情報を保持できる。 | 結晶化年代、受け継がれた古い地殻、マグマ源の同位体証拠を記録する。 |
花崗岩とその最も近い関連岩石
花崗岩質岩は連続的に変化する。主な命名の変化は、アルカリ長石が斜長石に置き換わるか、石英の量が減少する際に起こる。
- アルカリ長石花崗岩 ほぼすべての長石がアルカリ長石である石英豊富な岩石。
- シエノ花崗岩 斜長石よりも目に見えて多いアルカリ長石を含み、しばしばピンク色またはサーモン色の花崗岩。
- モンゾ花崗岩 アルカリ長石と斜長石の混合がよりバランスの取れた花崗岩。
- 花崗閃緑岩 斜長石がアルカリ長石を上回る石英含有花崗岩質岩。
- トーナライト 長石が圧倒的に斜長石である石英豊富な花崗岩質岩。
| ロック | 主要な組成の違い。 | 典型的な手持ち標本の印象。 |
|---|---|---|
| 花崗岩 | アルカリ長石と斜長石の両方を含むかなりの量の石英。 | 明るい色の相互に絡み合うモザイク状で、一般的にピンク、白、または灰色で暗色の斑点がある。 |
| 花崗閃緑岩 | 長石の中で斜長石が支配的。 | ピンク色の花崗岩よりも灰色が強く、塩胡椒模様が多いことが多い。 |
| トーナライト | 石英は存在するが、ほぼすべての長石が斜長石である。 | 通常は淡灰色から中灰色で、しばしば角閃石や黒雲母を含む。 |
| 石英モンゾナイト | 長石のバランスは良いが、花崗岩より石英が少ない。 | 慎重なモード推定をしなければほとんど区別がつかないこともある。 |
| 閃緑岩 | 石英がほとんどまたは全くなく、長石が支配的。 | 粗粒でしばしばピンク色だが、ガラス質の石英斑点はほとんどない。 |
| 閃緑岩 | 斜長石と暗色鉱物が豊富な中間組成で、通常は石英がほとんどない。 | 典型的な白黒の塩胡椒模様。 |
| 斑れい岩 | カルシウムに富む斜長石と輝石が支配する苦鉄質組成。 | 暗色で密度が高く、一般に目に見える石英を欠く。 |
| 流紋岩 | 大まかに似たフェルシックな化学組成だが、地表またはその近くで冷却された。 | 粗粒結晶ではなく、細粒、斑状、流動帯状、またはガラス質。 |
| 花崗岩片麻岩 | 変成変形によって再編成された花崗岩質物質。 | 鉱物は葉理や組成帯に沿って配列または分離している。 |
花崗岩の形成過程
花崗岩は融解、分離、上昇、貯留、結晶化、流体濃縮、隆起、侵食という連鎖した過程を経て形成される。異なる花崗岩は異なる起源物質からこの過程に入る。
起源岩石が融解を始める
マントル由来マグマの熱、地殻の肥厚、減圧、水分、または放射性熱生成が大陸地殻やその下部で部分融解を引き起こすことがある。
ケイ素に富む溶融物が分離して上昇する
溶融物は粒界、断層、割れ目を通って移動し、溶解した水分や微量元素を起源から運び出す。
マグマが地殻内に蓄積する
繰り返しの注入により岩室、ストック、深成岩体、大規模岩体が形成される。新しいマグマは古いマグマと混合したり周囲の岩石を取り込むことがある。
冷却中に結晶が絡み合う
長石、石英、雲母、角閃石、そして付加鉱物が共に成長する。最終的な粒径は核生成、成長速度、水分含有量、冷却履歴を反映する。
残留溶融物と流体が濃縮する
水、ホウ素、フッ素、リチウム、ベリリウム、リン、そして不適合元素が後期の溶融物、ペグマタイト、アプライト、熱水脈に濃縮される。
隆起と侵食により深成岩体が露出する
かつて地下数キロメートルで結晶化した岩石は、山の壁、採石場の崖、川の礫、砂質土壌、または磨かれた建築用石材になることがあります。
構造環境と花崗岩ファミリー
花崗岩は大陸弧、衝突帯、リフト、後造山帯、プレート内地域に見られます。鉱物学と化学組成は起源と構造環境の再構築に役立ちますが、すべての自然システムを網羅する単一のカテゴリーはありません。
| 広範なファミリー | 共通の起源または環境 | 典型的な特徴 | 解釈上の注意 |
|---|---|---|---|
| I型花崗岩類 | 一般に火成岩の原岩または大陸弧のマントル影響を受けた地殻から派生します。 | 角閃石と黒雲母が一般的で、岩石はしばしば金属アルミニウム性から弱い過アルミニウム性です。 | 多くの弧状プルトンは純粋な起源ではなく、地殻とマントルの混合履歴を持ちます。 |
| S型花崗岩 | 堆積物に富む地殻の部分融解、特に大陸衝突や地殻肥厚時に発生します。 | 白雲母、ガーネット、コーディエライト、トルマリン、またはアルミノケイ酸塩が見られ、組成は一般に過アルミニウム性です。 | 鉱物集合は母岩の組成、圧力、水分、融解度により変化します。 |
| A型花崗岩 | 伸張、後造山帯、またはプレート内環境で、しばしばより高温で比較的乾燥したマグマを伴います。 | アルカリに富み、鉄分が多く、選択された高場強度元素や希土類元素に富むことがあります。 | このカテゴリーには複数の岩石生成経路が含まれ、単一の起源として扱うべきではありません。 |
| M型花崗岩 | 特に海洋性または若い弧の環境で、より直接的にマントル由来のマグマ。 | 大陸花崗岩群では比較的まれです。 | 地殻との相互作用は、元々マントル由来の溶融物を急速に変質させることがあります。 |
| 混合およびハイブリッド花崗岩 | マグマの混合、同化、繰り返し注入、および複数の母岩の部分融解。 | 包有物、不平衡組織、帯状鉱物、対照的な岩脈、複雑な同位体組成。 | 多くの大規模なバソリスは、繰り返されるマグマの脈動によって組み立てられた複合系です。 |
大陸弧
沈み込みはマントル-地殻系に水と熱を導入します。繰り返されるマグマ生成は大陸縁辺に巨大な花崗岩質バソリスを形成します。
衝突帯
厚くなった大陸地殻は十分に加熱されて融解し、白雲母、ガーネット、トルマリン、またはコーディエライトを含む花崗岩を生成することがあります。
リフト帯およびプレート内領域
地殻の伸張とマントルの加熱は、活発な沈み込み帯から遠く離れたアルカリ性および微量元素に富む花崗岩群を生成することがあります。
組織、構造、および冷却の記録
組織は粒子の大きさ、形状、配列、相互成長を表し、マグマが均一に結晶化したか、新たな注入を受けたか、揮発性に富む溶融物が濃縮したか、対照的なマグマと混合したか、固化後に変形したかを明らかにします。
等粒状顕晶質
ほとんどの粒子は大まかに同じサイズ範囲にあります。岩石は細粒、中粒、または粗粒でありながら、全体的に結晶質であることが見て取れます。
斑状組織
大きな長石の斑晶がより粗い結晶質マトリックス内にあり、複数の結晶成長段階または速度があったことを示します。
グラフィック相互成長
石英とアルカリ長石が同時結晶化によって角ばった筆記体のようなパターンで相互成長しています。
ラパキビ組織
丸みを帯びたアルカリ長石の結晶は斜長石に覆われており、選ばれた原生代以降の花崗岩群で特徴的なリング状の卵形を形成します。
苦鉄質包有物
暗い細粒の斑点は、完全な結晶化前に冷たい珪長質マグマに注入されたより高温の苦鉄質マグマを表している可能性があります。
ゼノリス
古い周辺岩の破片が貫入体内に閉じ込められ、同化作用や接触変成作用の証拠を保存します。
ミアロリティック空洞
揮発性に富む溶融物や流体が自由な結晶面のための空間を残すと、よく形成された結晶で裏打ちされた開放空洞が発達します。
アプライトとペグマタイト
細粒の淡色アプライトや非常に粗粒のペグマタイトは、後期の岩脈、脈、または不規則な体として主花崗岩を切断することがあります。
火成または構造的片理
配列した長石と暗色鉱物はマグマの流れ、地域的なひずみ、または後の変形を記録することがあります。強い再結晶化した縞状構造は岩石を片麻岩に近づけます。
複合岩の物理的および光学的特性
花崗岩の特性は鉱物集合体の平均値です。粒径、鉱物の割合、風化、微細亀裂、片理、脈の含有量は、スラブや露頭ごとに性能を大きく変えることがあります。
| 特性 | 典型的な花崗岩の表現 | 解釈 |
|---|---|---|
| 組成 | 石英と長石に副次的な雲母、角閃石、付属鉱物が含まれます。 | 岩石全体に適用される固定の化学式はありません。 |
| 結晶系 | 複数の結晶系が共存します:三方晶系の石英、単斜晶系または三斜晶系の長石と雲母、そしていくつかの付属構造。 | 花崗岩は岩石全体で単一の結晶系を持ちません。 |
| 硬度 | 石英はモース硬度7、長石は約6、角閃石は約5~6、雲母はかなり柔らかいです。 | 柔らかい雲母や変質した長石が硬い石英の隣にある場合、研磨や摩耗は不均一になることがあります。 |
| 密度 | 一般的に約2.6~2.75 g/cm³です。 | 斜長石や鉄分の多い鉱物の割合が高いほど密度は一般的に増加します。 |
| 多孔性 | 通常は新鮮な岩石で低いですが、亀裂、粒界の変質、風化によって増加します。 | 水の吸収、染み、凍結耐性、および研磨面のシーリング効果を制御します。 |
| 劈開 | 岩石全体の劈開はなく、長石と雲母の粒子はそれぞれの劈開方向を保持します。 | 破壊は節理、脈、変質帯、粒界、または配列した弱い鉱物に沿って進みます。 |
| 破断面 | 岩石スケールで不規則、粒状、または塊状。 | 新鮮な割れ目は、風化した表面よりも個々の鉱物の光沢をより明確に露出させます。 |
| 光沢 | 混合:ガラス質の石英、真珠光沢の長石の劈開、反射性の雲母、鈍い変質粒子。 | おなじみの花崗岩の輝きは、単一の光学現象ではなく複合的な反射です。 |
| 光学的特徴 | 各鉱物はそれぞれ屈折率、複屈折、色、複色性を持っています。 | 薄片顕微鏡は、手持ち標本に隠れた光学的特徴を分離します。 |
| 磁気反応 | 磁鉄鉱やその他の鉄を含む鉱物によって変動します。 | 一部の花崗岩は強い磁石に弱く引き寄せられたり、磁性の付属鉱物を含むことがありますが、他はほとんど非磁性です。 |
| 酸反応 | 新鮮な石英と長石は希薄な酸に目に見える発泡を示さない。 | 発泡がある場合は通常、方解石で満たされた亀裂、炭酸塩の変質、または関連する岩石から来る。 |
| 熱的挙動 | 個々の鉱物は加熱時に異なる膨張をする。 | 繰り返される熱サイクルは、特に大きな石英粒や露出した端部の周囲で微細な亀裂を広げることがある。 |
現地での識別
花崗岩は新鮮な表面で石英を認識し、可能な限り二つの長石の種類を分け、暗色鉱物の種類を観察し、粒子がかみ合っているか配列しているかを判断することで最もよく識別される。
目に見える相互にかみ合う粒子を確認する
花崗岩は肉眼で見える結晶質。岩石の大部分が均一で細粒に見える場合は、流紋岩、珪長質火山岩、溶結凝灰岩、または変質した火山岩を考慮する。
石英を見つける
ガラス質で灰色、煙色、または無色の粒子で、不規則な境界を持ち明らかな劈開がないものを探す。
長石を分ける
アルカリ長石は一般的にピンク色またはクリーム色でペルサイトを示すことがあり、斜長石は一般的に白色または灰色で平行双晶条線を示すことがある。
暗色粒子を調べる
薄片状の反射粒子は黒雲母を示唆し、細長い緑黒色の粒子で角閃石の劈開を持つものは角閃石を示唆する。
片理と帯状構造を確認する
強い配列や交互の淡色と暗色の層は、変形していない花崗岩よりも片麻岩、混合岩、または変形した花崗岩類を示すことがある。
文脈を利用する
接触帯、岩脈、包有体、節理、採石場の面、関連する変成岩、地域地図は、単一の緩い破片よりも診断に役立つことがある。
| 似た外観の可能性 | なぜ花崗岩に似ているのか | 有用な区別点 |
|---|---|---|
| 花崗閃緑岩 | 粗粒で淡色、石英を含む深成岩。 | 斜長石がアルカリ長石を明確に支配し、しばしばより灰色がかった外観を作る。 |
| 閃緑岩 | 長石と暗色鉱物が混ざった粗い塩胡椒状の組織。 | 通常、石英がはるかに少なく、暗色鉱物の割合が大きい。 |
| 斑れい岩 | 粗粒の相互にかみ合う火成岩の組織。 | 暗色の苦鉄質組成で、一般的に輝石を含み、石英はほとんどまたは全く含まれない。 |
| 閃緑岩 | 粗粒で、一般的にピンク色または淡色の長石が豊富な岩石。 | 石英をほとんどまたは全く含まない。 |
| 片麻岩 | 同じ石英-長石-雲母鉱物を含むことがある。 | 変成作用によって生じた鉱物の配列、片理、または組成の帯状構造を示す。 |
| 石英岩 | 硬く、淡色で、石英が豊富で耐久性がある。 | 主に融合した石英粒でできており、目立つ長石-雲母モザイクがない。 |
| 大理石 | 淡い結晶質の外観。 | 炭酸塩鉱物が支配的で、希薄な酸に反応しやすく、ガラス質の石英粒がない。 |
| 商業的な「黒花崗岩」 | 磨かれた耐久性のある寸法石で、花崗岩カテゴリーで販売されている。 | しばしば地質学的には閃緑岩、ドルライト、斜長岩、または他の暗色結晶質岩石。 |
顕微鏡下の花崗岩
薄片では、一見単純な斑点状の岩石が結晶成長、マグマ化学、変形、冷却、流体変質の記録となる。
石英
無色で平行光下では低い浮き彫り、交差偏光下では低い一次干渉色。波状消光はひずみを記録し、サブグレインと再結晶化した縁は変形を示す。
斜長石
多重合成アルバイトツインは交差偏光下で繰り返す明暗縞を生じる。組成のゾーニングとセリサイト変質は成長中および後の流体移動の変化を保存することができる。
アルカリ長石
マイクロクリンはタータンツインを示すことがあり、パーサイトは冷却中にカリ長石内に析出したアルバイト豊富なラメラまたは斑点として現れる。
黒雲母
強い茶色、緑茶色、または赤みがかった多色性がステージ回転で現れる。劈開、ジルコンのハロー、クロライト変質、酸化物析出が見られることがある。
角閃石
緑から茶色の多色性、高い浮き彫り、両長石と区別される角閃石の劈開。
副産鉱物粒子
ジルコン、アパタイト、チタナイト、アラナイト、モナザイト、磁鉄鉱、イルメナイト、トルマリン、ガーネットは微小だが地球化学的に重要な集団として存在することがある。
| 顕微鏡的組織 | 外観 | 可能な解釈 |
|---|---|---|
| 半自形粒状組織 | 部分的に良好に形成された粒子と不規則に絡み合った粒子の混合。 | 冷却中の深成マグマ内で鉱物が空間を競い合いながら典型的に結晶化する様子。 |
| パーサイト | アルカリ長石内の細かいまたは粗いアルバイト豊富な共生体。 | かつてより均質だった高温長石からの冷却中の析出。 |
| ミルメカイト | アルカリ長石の隣にある斜長石中のミミズ状石英共生体。 | 置換、析出、変形、または結晶粒界反応の連動。 |
| グラフィック組織 | 長石と共生する幾何学的な石英の棒状またはくさび状結晶。 | 石英と長石の同時の後期結晶化。 |
| 反応縁 | 一つの鉱物が別の鉱物集合体に部分的に囲まれている。 | マグマの化学組成、圧力、温度、酸化状態、流体条件の変化。 |
| 破砕帯または再結晶帯 | 破砕粒子、モルタル状の質感、サブグレイン、新しい細かい石英。 | 結晶後の変形は断層、せん断帯、または地域的な構造に沿って起こる。 |
手持ち標本では、花崗岩はモザイク状である。交差偏光下では、そのモザイクが成長、析出、置換、ひずみ、破砕、再結晶化という一連の過程として現れ、同じ岩石の異なる層に現れる。
風化、土壌、花崗岩の地形
花崗岩は人間の時間尺度では耐久性があるが、地表では化学的に不安定である。水、酸素、温度変化、根、塩分、応力解放、重力が徐々にその相互に絡み合った粒子を分離する。
長石は粘土になる
加水分解により長石は粘土鉱物に分解され、溶解したシリカ、カリウム、ナトリウム、カルシウムが地下水に放出される。
石英は砂になる
石英は長石よりも化学的風化に強く、岩石が崩壊した後に耐久性のある砂粒として蓄積する。
暗色鉱物は酸化する
黒雲母と角閃石がクロライト、粘土、酸化鉄、その他の二次鉱物に変質し、茶色の染みと弱まった粒界を生じる。
グルスが形成される
深く風化した花崗岩は、元の結晶輪郭と節理パターンを保ちながら、緩い角ばった砂礫に分解することがある。
コアストーンとトーが現れる
風化は節理に沿って最も速く進み、地下の保護された岩塊を丸くする。後の侵食で柔らかい基質が除去され、巨石や積み重なったトーが露出する。
剥離がドームを形作る
曲がったシート節理は、地域的な応力、荷重解除、熱効果、風化により表面近くで発達する。スラブは露頭面に平行に剥がれる。
| 地形または物質 | 形成過程 | 目に見える特徴 |
|---|---|---|
| グルス | 長石と雲母の変質により粒界が弱まり、粒状分解が進む。 | 石英、長石の断片、粘土を含む緩いざらざらした堆積物。 |
| 剥離ドーム | 曲がったシート節理が露出した岩面近くで開き風化する。 | 斜面に平行に剥がれるスラブを持つ丸みを帯びた一枚岩の丘。 |
| トー | 深い節理制御の風化の後、風化した花崗岩が除去される。 | 高地の表面にある耐久性のある岩塊の積み重ねや塔。 |
| インゼルベルクまたはボルンハルト | 差別的侵食により、周囲の地形よりも耐久性のある花崗岩の塊が残る。 | 大きな孤立したドームまたは急斜面の基盤岩の丘。 |
| 氷河舗装 | 動く氷が露出した花崗岩の基盤岩を擦り減らし磨く。 | 滑らかな表面、溝、擦痕、ロッシュ・ムートネーの形状。 |
| 節理制御の崖 | 垂直および水平の亀裂が氷、水、重力による岩塊の除去を導く。 | 切り立った壁、直方体の棚、亀裂、分離した岩塊。 |
花崗岩、ジルコン、そして深い時間
微小な付属結晶により、花崗岩は地質学で最も精密な大陸成長、地殻リサイクル、マグマ組成、変形、隆起の記録の一つとなる。
ウラン鉛ジルコン年代測定
ジルコンは結晶化時にウランを取り込みやすく、初期の鉛はほとんど受け入れない。親子同位体を測定することで、結晶化の時期を高精度で特定できる。
受け継がれたジルコンコア
新しい花崗岩は、古い母岩から受け継がれたジルコンの断片を含むことがある。その年代はマグマ形成以前に存在した地殻を明らかにする。
繰り返されるマグマの脈動
バソリスは、単一の瞬間に凍結した一つの岩体ではなく、数百万年にわたって配置された複数の岩体を含むことがある。ゾーン化したジルコンは複数の成長エピソードを保存できる。
同位体トレーサー
ハフニウム、酸素、ストロンチウム、ネオジム、鉛の同位体は、新生マントルの付加物と古代大陸物質のリサイクルを区別するのに役立つ。
| 鉱物または方法 | 保存される情報 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| ジルコンU-Pb | 結晶化年代、受け継がれたコア、変成被覆、鉛損失の履歴。 | 貫入年代と源岩の遺伝の確立。 |
| モナザイトU-Th-Pb年代測定 | 融解、結晶化、変成反応中の成長。 | 過アルミニウム花崗岩と関連変成作用の年代測定。 |
| チタン石U-Pb年代測定 | 結晶化、冷却、熱水再結晶化。 | 深成岩の貫入と後の熱的または流体イベントの関連付け。 |
| 黒雲母または長石のArシステム | 低温閉鎖条件を通る冷却。 | 結晶化後の冷却と隆起の再構築。 |
| 全岩および鉱物の同位体 | 源の特性、地殻滞留、汚染、マグマ混合。 | 大陸地殻生成とリサイクルのモデル検証。 |
ペグマタイト、熱水流体、鉱床
花崗岩マグマ活動の最終段階では、水分と初期の長石、石英、雲母、角閃石に入りにくい元素が濃縮される。これらの後期流体とマグマは、花崗岩に関連する最大の結晶と最も多様な鉱物集合体を生み出す。
ペグマタイト
石英、長石、雲母が支配的な極めて粗粒な体。ベリル、トルマリン、スポジュメン、トパーズ、ガーネット、リン酸塩鉱物、タンタル-ニオブ鉱物、希土類相を含むものもある。
アプライト
進化した珪長質マグマから形成された淡色の細粒岩脈。隣接するペグマタイトと比べて結晶サイズが非常に小さい。
ミアロリティックポケット
浅い花崗岩やペグマタイト内の空洞は、終末結晶の石英、長石、雲母、蛍石、トパーズ、その他の結晶のための開放空間を提供する。
熱水脈
水分豊富な流体が結晶化中の貫入岩から離れ、周囲の断層に石英、蛍石、トルマリン、硫化物、炭酸塩、変質鉱物を沈殿させる。
接触変成作用
熱と流体が近接する頁岩、石灰岩、ドロマイト、火山岩を角閃岩、変成大理石、スカルン、鉱化反応帯に変える。
鉱石の関連
選ばれた花崗岩系はスズ、タングステン、モリブデン、リチウム、タンタル、ウラン、希土類元素、銅、その他の鉱化と関連する。関連は源岩の化学組成と流体の進化に依存する。
| 物質または帯 | 質感 | 一般的な鉱物 | 地質学的意味 |
|---|---|---|---|
| 単純ペグマタイト | 非常に粗粒な石英-長石-雲母岩。 | マイクロクリン、アルバイト、石英、白雲母、黒雲母。 | 揮発性豊富な後期マグマで元素の移動性が高まる。 |
| 希元素ペグマタイト | 帯状、粗粒、局所的に空洞があり鉱物組成が多様。 | スポジュメン、レピドライト、ベリル、トルマリン、トパーズ、リン酸塩、タンタル-ニオブ鉱物。 | 強い化学的分別と不適合元素の濃縮。 |
| アプライト | 細粒で淡色、砂糖のような質感。 | 石英と長石、暗色鉱物はほとんど含まれない。 | 豊富な核生成を伴う進化した珪長質マグマの結晶化。 |
| グライゼン | 断層やカップラ周辺の雲母-石英豊富な花崗岩の置換体。 | クォーツ、白雲母、トパーズ、フローライト、トルマリン、カスチライト、ウォルフラム鉱。 | 錫・タングステン系に多い強い後期熱水変質。 |
| スカルン | 炭酸塩母岩近傍の粗粒カルシウム珪酸塩置換。 | ガーネット、輝石、エピドート、ベスビアナイト、ウォラストナイト、硫化鉱物。 | 貫入流体と石灰岩またはドロマイト間の化学交換。 |
花崗岩景観と代表的地域
有名な花崗岩景観は単なる組成だけで作られることは稀です。プルトンの形状、節理、隆起、氷河作用、気候、風化が、花崗岩体が滑らかなドーム、垂直壁、トール群、アルパインスパイア、広大なムーアランドになるかを決定します。
| 地域 | 岩石の文脈 | 地質学的意義 |
|---|---|---|
| ヨセミテとシエラネバダ、アメリカ合衆国 | 花崗岩、グラノジオライト、トナライトおよび関連花崗岩類を含む複合バソリス。 | 氷河侵食、シートジョイント、垂直亀裂系により磨かれたドームと巨大な壁が形成されました。 |
| コロラド州、パイクスピーク地域 | 顕著なピンク色の中期原生代花崗岩と関連ペグマタイト。 | 大きな長石、スモーキークォーツ、アマゾナイト、フローライト、ベリルを含むペグマタイト系で知られています。 |
| コルヌビアン・バソリス、イングランド南西部 | ダートムーア、ボドミンムーア、ランドズエンドおよび隣接地域の下にある複数の花崗岩プルトン。 | 古典的なトールを形成し、重要な錫、タングステン、銅に関連する熱水鉱床を支えました。 |
| ジョージア州、ストーンマウンテン | 一般的に花崗岩と呼ばれる大きなクォーツモンゾナイト体。 | 曲面の剥離面を示し、商業用語や景観用語と厳密な岩石分類の違いを説明しています。 |
| チリ、トーレス・デル・パイネ | 古い堆積岩に貫入した若い花崗岩質貫入複合体。 | 氷河侵食により鋭い接触面、淡色の貫入岩塔、劇的な明暗の岩石関係が露出しました。 |
| モンブラン山塊、ヨーロッパアルプス | アルプス山脈形成時に隆起した花崗岩と変成基盤岩。 | 高いレリーフ、氷河の彫刻、亀裂、アルパイン鉱脈が深部地殻の岩石を地表に露出させています。 |
| エジプト、アスワン地域 | ピンクから赤色の花崗岩質岩石の古代採石場。 | オベリスク、建築要素、容器、彫刻用の記念碑用石材を供給し、初期の大規模採石と輸送を示しています。 |
建築、工学、日常生活における花崗岩
花崗岩は圧縮強度、低い多孔性、耐摩耗性、視覚的多様性、複数の表面仕上げを受け入れる能力を兼ね備えています。これらの特性により、記念碑、建物、舗装、縁石、橋、階段、彫刻、作業台、破砕骨材に重要な素材となりました。
寸法石材
大きな採石場のブロックはスラブ、タイル、階段、柱、外装材、舗装材、記念碑に切り出されます。ブロックの品質は節理間隔、隠れた亀裂、変質、結晶組織に依存します。
研磨面
研磨は長石の色を深め、石英を明瞭にし、暗色鉱物との強いコントラストを作り出します。樹脂は一部のスラブの小さな穴や亀裂を埋めるために使用されることがあります。
ホーニング、フレーミング、テクスチャー仕上げ
ホーニングは反射を和らげ、フレーミングは熱膨張の差により粗い滑り止め面を作り、ブッシュハンマーやサンドブラストは追加の建築的テクスチャーを生み出します。
記念碑と彫刻
花崗岩の耐久性は屋外の記念碑や大きな彫刻作品を支えますが、混合鉱物の硬度が大理石や石灰岩の彫刻よりも手間を要します。
骨材
砕いた花崗岩は、コンクリート、アスファルト、路盤、鉄道バラスト、排水、造園に使用され、地域の工学的特性が適している場合に利用されます。
歴史的な石工技術
古代および後の建築者は、自然の亀裂、ハンマー打ち、火、くさび、摩耗、研磨を利用して、現代のダイヤモンドソーが登場するずっと前から花崗岩を形作ってきました。
| 仕上げ | 表面の特徴 | 典型的な効果 |
|---|---|---|
| 研磨仕上げ | 滑らかで非常に反射性の高い表面。 | 色の飽和、粒のコントラスト、見かけの深さを最大化します。 |
| ホーニング仕上げ | 滑らかだがマットまたは低光沢の表面。 | 静かな外観を生み出し、鋭い反射を抑えます。 |
| フレーム仕上げ | 制御された熱処理によって作られた粗い結晶質の表面。 | 屋外での滑り止め効果を高め、鉱物の質感を強調します。 |
| ブッシュハンマー仕上げ | 均一に凹凸のある機械的テクスチャー。 | 強い滑り止め効果を持つ堅牢な建築仕上げを作り出します。 |
| レザー仕上げまたはブラッシング仕上げ | 鉱物粒に沿った低光沢のテクスチャー表面。 | 鏡面のような研磨を抑えつつ触感の変化を保持します。 |
| 自然割れ | 継ぎ目、粒界、採石場の亀裂に沿った不規則な表面。 | 壁、階段、造園用石材により地質学的な外観を保ちます。 |
手入れ、清掃、保存
花崗岩は耐久性がありますが、仕上げ面、継ぎ目、樹脂充填、変質した粒子、薄いエッジ、付着した鉱物は、新しい岩石自体よりも敏感な場合があります。
研磨された室内石材
柔らかい布、ぬるま湯、pH中性の石用クリーナーまたはマイルドな石鹸で拭いてください。油分や強い色のついたこぼれは、表面に残る前に取り除きましょう。
酸とアルカリ性洗剤
花崗岩は大理石よりも酸に強いですが、強い酸や強アルカリ性の製品は、研磨面、樹脂、シーラー、変質した長石、金属鉱物、近くの目地に影響を与えることがあります。
熱と衝撃
非常に熱い調理器具の下には鍋敷きを使用してください。集中した熱とエッジの衝撃は、鉱物が傷に強くても隠れた微細な亀裂を広げることがあります。
シーリング
シーリングは必ずしも必要ではありません。必要性は吸収性、仕上げ、亀裂、樹脂、使用状況、製造者の推奨に依存し、石の色だけで決まるわけではありません。
屋外の花崗岩
排水を確保し、可能な限り融雪塩の使用を避けてください。水、凍結融解サイクル、生物の成長、錆びた付属品、塩の結晶化は節理や孔隙を利用します。
地質標本
柔らかいブラシや手動エアバルブでほこりを払ってください。標本に壊れやすいコーティング、可溶性脈鉱物、不安定なマトリックス、ラベル、古い接着剤がない場合のみ、軽い石鹸で短時間清掃してください。
| リスク | 可能な影響 | 予防的アプローチ |
|---|---|---|
| 研磨粉や粗いパッド | 光沢の喪失、鈍い石英、傷ついた樹脂、不均一な反射。 | 柔らかい布と非研磨の石材用クリーナーを使用してください。 |
| 強酸または強アルカリ | 関連鉱物のエッチング、シーラーの損傷、変色、目地の劣化。 | 中性製品を使用し、誤って付着した場合はすぐに洗い流してください。 |
| 集中熱 | 熱応力、樹脂の変色、微細亀裂の拡大。 | 鍋敷きを使用し、直接の火炎や急激な温度変化を避けてください。 |
| エッジの衝撃 | シンクの切り欠き、角、ドリル穴、段差、薄い突起部の欠け。 | 脆弱なエッジを保護し、集中荷重を避けてください。 |
| 屋外の停滞水 | 凍結融解による拡大、生物による染み、塩の移動。 | 適切な場合は排水を維持し、開いた節理を修理してください。 |
| 由来の喪失 | 地質学的、建築的、歴史的文脈の喪失。 | 産地、採石場、建物、仕上げ、処理、修復の記録を保持してください。 |
象徴的かつ省察的意味
花崗岩には文化を超えて共有される単一の古代象徴体系はありません。現代の省察的使用において、その地質学的特性は基盤、集合的強度、連続性、忍耐強い形成、耐久性と変化の関係というテーマを支えます。
基盤
花崗岩は地殻深部で形成され、しばしば山の構造的核となります。目に見える作業が始まる前に安定すべきものに注意を払うことを象徴できます。
集合的強度
単一の粒が花崗岩ではありません。強さは異なる形状の鉱物が絡み合い、一つの一貫した組織を形成することで生まれます。
忍耐強い形成
花崗岩の目に見える粒は、瞬間的な表面現象ではなく、冷却系内での持続的な成長を記録しています。
境界と節理
強い岩石でさえも亀裂によって形作られます。花崗岩は、応力が破壊に至る前に構造的限界を認識する重要性を象徴できます。
風化と再生
長石は粘土に、石英は砂に、巨大な岩石は土壌になります。耐久性と変化は対立するものではありません。
長期的視点
ジルコン、隆起、侵食、採石、建築は、一つの岩石を非常に異なる複数の時間スケールに位置づけます。
省察的実践
これらの演習は、花崗岩の粒構造、節理、そして長い地質学的連続性を実践的な省察の枠組みとして利用しています。
相互にかみ合う粒子の計画
- 花崗岩の表面で三つの目に見える異なる鉱物を観察してください。
- 現在のプロジェクトの各部分に一つずつ鉱物を割り当ててください:構造、柔軟性、支援。
- 各部分から必要な一つの行動を書いてください。
- 三つの行動が接続すべき場所を特定してください。
- まずその接続を強化する行動を完了してください。
基礎監査
- 構築しようとしている結果を名前で示してください。
- その下で安定を保つべき条件をリストアップしてください。
- 一つの弱い接合部をマークしてください:情報不足、時間、資金、技術、または支援。
- その接合部の圧力を減らす修理を一つ選んでください。
- 基礎がしっかりするまで装飾的な改善は遅らせてください。
長期冷却の見直し
- 緊急ではないが差し迫った決定を選んでください。
- 今結晶化すべきものと追加の時間が必要なものを分けてください。
- すでに得られている証拠を記録してください。
- 即時の確実性を強いるのではなく、次の見直しの具体的な日時を設定してください。
- 将来の選択肢を保つために一つの可逆的な行動を取ってください。
よくある質問
花崗岩は鉱物ですか?
いいえ。花崗岩は主に石英、アルカリ長石、斜長石からなるいくつかの鉱物でできた火成岩で、少量の雲母、角閃石、付加鉱物を含みます。
なぜ一部の花崗岩はピンク色なのですか?
ピンク、サーモン、赤色の色調は通常、特にマイクロクリンや正長石のアルカリ長石に由来します。酸化鉄の染みが色を深めることがあります。
なぜ他の花崗岩は灰色や白色なのですか?
淡色の斜長石、無色または灰色の石英、白色のアルカリ長石、そして色の濃い長石の割合が低いことで、白色または灰色の種類が作られます。
黒色花崗岩は地質学的に花崗岩ですか?
通常は違います。多くの商業用黒色花崗岩は、ガブロ、ドレライト、斜長岩、または寸法石材カテゴリーで販売される他の暗色結晶質岩石です。
花崗岩と花崗閃緑岩の違いは何ですか?
どちらも豊富な石英を含みますが、花崗岩はより多くのアルカリ長石を含みます。花崗閃緑岩は斜長石が優勢で、一般的により灰色に見えます。
花崗岩と片麻岩の違いは何ですか?
花崗岩は相互にかみ合う粒状の組織を持つ深成火成岩です。片麻岩は変成岩で鉱物の配列や組成の帯状構造を示します。いくつかの片麻岩は元々花崗岩でした。
花崗岩と流紋岩の違いは何ですか?
それらは大まかに似たフェルシックな化学組成を持つことがあります。花崗岩は深部でゆっくり結晶化し粗粒ですが、流紋岩は地表またはその近くで冷却し、細粒、斑状、またはガラス質です。
ペグマタイトは花崗岩の一種ですか?
ペグマタイトは非常に粗粒の火成岩の組織的および地質学的なカテゴリーです。多くのペグマタイトは花崗岩組成ですが、ペグマタイトは花崗岩と同義ではありません。
花崗岩には必ず石英が含まれていますか?
地質学的な花崗岩はかなりの量の石英を含みます。石英がほとんどまたは全く含まれていない粗粒の長石豊富な岩石は、シエナイトやその他の関連岩石に分類されます。
花崗岩の硬さはどのくらいですか?
花崗岩には単一のモース硬度はありません。石英粒子はモース硬度7、長石は約6、角閃石は約5~6、雲母はかなり柔らかいです。
花崗岩は酸に反応しますか?
新鮮な石英と長石は通常の希薄な酸では目に見える泡立ちはしません。泡立ちは通常、方解石の脈、炭酸塩の変質、または異なる岩石を示します。
花崗岩はどのくらい古いですか?
花崗岩は地球の歴史の多くの時期にわたって存在します。いくつかの深成岩体は数十億年前のものであり、他は数百万年前に形成されました。ジルコン年代測定で特定の岩体の年代が決定されます。
花崗岩はどのくらいの深さで形成されますか?
花崗岩質マグマは、浅い深成環境から深い地殻環境までの深さで地殻内に結晶化します。正確な深さは鉱物の平衡状態、圧力に敏感な組織、周囲の岩石から再構築されます。
花崗岩に宝石は含まれますか?
花崗岩に関連するペグマタイトや空洞には、ベリル、トルマリン、トパーズ、スポジュメン、ガーネット、石英、フローライトなどの収集可能な鉱物が含まれることがあります。一般的な花崗岩には宝石品質の結晶はほとんど含まれません。
花崗岩に化石は含まれますか?
真の化石は通常、溶融と結晶化の過程で残りません。花崗岩は古い母岩の破片を包み込むことがありますが、その中に認識可能な化石があることは稀で、多くは熱によって変質しています。
なぜ花崗岩は丸みを帯びたドームを形成するのですか?
曲がった層状接合、地域的な応力、風化、侵食、荷重解除が相互作用して、表面に平行なスラブを除去し、剥離ドームを形成します。
なぜ花崗岩は砂状になるのですか?
長石と雲母は風化して粘土や鉄分を含む二次鉱物になり、粒界を弱めます。耐性のある石英と長石の破片はグルスや砂として残ります。
すべての花崗岩の作業台はシーリングが必要ですか?
いいえ。シーリングは吸収率、亀裂、仕上げ、樹脂処理、使用状況に依存します。密度が高く吸収率が低い材料はほとんど処置を必要としませんが、多孔質または亀裂のある石材は適切なシーラーの恩恵を受けます。
花崗岩は熱で損傷しますか?
花崗岩の鉱物は高温に耐えますが、急激または局所的な加熱は粒子間に応力を生じさせ、微細な亀裂を広げ、樹脂、シーラー、周囲の建材に影響を与えることがあります。
磨かれた花崗岩を掃除する最良の方法は何ですか?
ぬるま湯、マイルドな石鹸またはpH中性の石材用クリーナー、柔らかい布を使用してください。研磨剤、強酸、強アルカリ、繰り返しの熱衝撃は避けてください。
最終的な考察
花崗岩はしばしば永続性の象徴とされますが、その深い物語は動きの物語です。母岩が溶け、マグマが上昇し、結晶が成長し、流体が逃げ、山が隆起し、亀裂が開き、長石が粘土になり、石英粒子が砂として旅を続けます。
その強さは均一性から来るものではありません。石英、長石、雲母、角閃石、そして副成分鉱物は、それぞれ異なる構造と特性を保ちながら、一つの絡み合った組織を形成します。この鉱物の多様性が、花崗岩に大陸の形成と変化の非常に完全な記録を保持させています。
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