岩石と鉱物　Rocks and Minerals　…記載岩石学、記載鉱物学

鉱物とは

　…(1)ある特定の化学組成を持ち、

(2)ある特定の規則的な原子配列（結晶構造）

をもつ物質のまとまり

　（調べ方…化学組成を測る、結晶構造を測る、結晶構造に由来する結晶外形を調べる…）

　a)同じ化学組成でも結晶構造が異なると、別の鉱物（例：石墨とダイヤモンド）

　　　同質異像（多形）…温度圧力条件の指標となりうる

　b)結晶構造が同じでも、連続的に化学組成が変化できる場合がある。（固溶体）

　　→複雑な化学組成を、わずか数種類の鉱物でカバーできる秘密

　珪酸塩鉱物…マグマは水溶液に似ている…珪酸のネットワークが作る鉱物

　　化学組成…珪酸のネットワークと陽イオンの組み合わせ…電気的中性を保つ

岩石　…１種類以上の鉱物の集合体。（ガラスの場合も含む…黒曜岩）

＊岩石の分類

…(1)構成鉱物の種類　と　(2)岩石の組織　がわかれば分類できる。

　火成岩　…構成鉱物の種類と量比…もとのマグマの化学組成を反映する…SiO2量の分類

　　　　　急冷による斑状組織、徐冷による等粒状組織。→（火山岩／深成岩）

　堆積岩　…構成粒子の種類と粒度

　　　　　通常の砕屑粒子であれば、粒度により、礫岩、砂岩、シルト岩、粘土岩に。

　　　　　材料が特殊な場合は、凝灰岩、石灰岩、岩塩、石炭、チャート、…

　変成岩　…組織と構成鉱物（特徴的な変成鉱物）

鉱物　性質と利用

　物理的性質の均一性　工業原料、水晶発振子、宝石・・・

水循環システムと地表の改変　…海洋学、気象学、陸水学

他の惑星と大きく異なる地球の特徴　表面に大量の水（＝水圏の存在）

水のはたらき

１）熱を運ぶ役割（状態変化、潜熱輸送）：比熱大、水蒸気は温室効果気体

２）ものを溶かす能力：風化作用、イオンとして物質輸送　生命活動にも重要

３）ものを運ぶ能力（流水）：浸食、運搬、堆積…地表の改変

　固体表面での水の動き　水の三態変化

熱輸送…表面環境をマイルドに保つ　気候への影響

生命活動を支える　…光合成に水を利用、水溶液として消化・吸収、排泄

　高いところを削り、低いところを埋め、特有の地形をつくる。扇状地、平野、三角州、etc.

河川

水の循環　蒸発、降水、地表の水が海へ戻るまでの過程…河川

　蒸発量、降水量、海洋の塩分濃度

水の動きに伴う物質の動き

・水に溶ける物質　…ミネラルウォーターの成分表示　ミネラルとは？

・溶存物質の移動　陸上生態系を支えるもの。岩石→（風化）土壌→水→生物

・砕屑粒子の移動　浸食と運搬、堆積　…低地の埋め立て、陸域の拡大

VTR：

・地球大紀行DVD特典映像#9「世界の砂漠」

・NHKジュニアスペシャル　#33「河川」

参考書：

・水と空気の100不思議　左巻健男編、東京書籍

・地下水の世界　榧根勇　NHKブックス

・おいしい水の探求　小島著　岩波新書

・改訂　海の科学−海洋学入門　

・大気・河川と海洋の化学　ホランド著　山形訳　産業図書

・水の科学　北野　康著　ＮＨＫブックス

砂とミネラルウォーター　…堆積学、陸水学

砂のできかた　…砂は岩石のなれのはて

　数種類の鉱物からなる岩石…鉱物によって風化に対する強さが異なる

　石英を除くほとんどの造岩鉱物は、高温（多湿）環境で分解されていく

　温度差による膨張・収縮や、摩擦、風や水、氷による機械的破壊も進行する

　→岩石を構成する鉱物のすき間から、だんだんに壊れ、分解していく　…砂の生産

　水に溶ける成分（塩類）：水によって流されていく。降水量が少ない地域では、土壌に蓄積。

　ミネラルウォーターの成分表示：ミネラル（鉱物質）とは、水に含まれる様々な陽イオンをさす。岩石の風化によって溶け出した成分。砂は風化の“のこりもの”

砂漠の砂

　砂漠の砂は風でよりわけられる（細かいものは遠くまで、粗いものは供給源の近くに）…粒子がそろう。

風による移動：粒子が互いにぶつかる機会が多い　　…粒子が丸く円磨されている。表面がなめらか。

　風化を受け続ける　　…石英がほとんど。

他にジルコンなどの風化に強い鉱物、酸化鉄（水に溶けないFe3+）など　←着色

通常の砂

　水で運ばれる。粒子は丸くなるが、砂漠ほどではない。

　完全に分解が進まないうちに水で運ばれる　…一般に粒子の中で石英の割合が低い。

　安定大陸の場合は、砂漠の砂が水で運ばれたり、時間をかけて風化して、石英の割合の多い成熟した砂になることが多いが、日本のような変動帯では、火山活動や隆起によって、浸食が早く、化学的風化が進行しないうちに砂として運び去られるので、石英分が増加しない、未成熟な砂になる。（砂はもとの岩石の組成をかなりよく反映する。）

　→回覧物（サハラ砂漠西部＝セネガルの砂漠砂）

　砂の生産　1012〜1013kg/year（現在の推定）　…10億年で大陸地殻を削り尽くす勢い。

　現在、ヒマラヤの形成などで浸食が早いことと、砂のリサイクルの効果（付加体）がある。

地球規模の物質循環（鉱物の旅）

・マントルから玄武岩質マグマが浮上し地殻（玄武岩やはんれい岩）をつくる。

・地殻の再融解で花こう岩マグマができ（大陸衝突や海嶺沈み込み）、地殻上部へ浮上する。

・地表に露出した花こう岩が、水の作用などで風化し、砕かれ、石英だけが残る

・石英の粒子が風で飛ばされ、風下にたまる。（砂の砂漠形成）

・石英の砂が陸成層として保存される。あるいは海に運ばれ、海成層になる。

VTR：

・NHKジュニアスペシャル　#32「移動する大砂漠」

・NHK科学デジタル質問箱「地球のふしぎ１」から、「ダイヤモンドのできかた」

参考書：

・一般地質学I,II,III　ホームズ著、河野他訳　東大出版会

・砂の科学　シーバー著　東京化学同人

・宝石は語る　砂川一郎　岩波新書　\430　1983