火成岩

火成岩は、発生モード、テクスチャ、鉱物学、化学組成、および火成岩体。

多くの種類の火成岩の分類は、それらが形成された条件に関する重要な情報を提供することができます。火成岩の分類に使用される2つの重要な変数は、冷却履歴に大きく依存する粒子サイズと岩石の鉱物組成です。長石、石英または準長石、かんらん石、輝石、角閃石、およびマイカはすべて、ほとんどすべての火成岩の形成において重要な鉱物であり、これらの岩石の分類の基本です。存在する他のすべての鉱物は、ほとんどすべての火成岩に必須ではないと見なされ、付属鉱物と呼ばれます。他の必須鉱物を含む火成岩の種類は非常にまれですが、必須炭酸塩を含む炭酸塩が含まれます。

簡単な分類では、火成岩の種類は、存在する長石の種類、存在に基づいて分類されます。または石英の不在、および長石または石英のない岩石では、存在する鉄またはマグネシウム鉱物のタイプ。石英（組成がシリカ）を含む岩石は、シリカが過飽和になっています。準長石は石英と安定して共存できないため、準長石を含む岩石はシリカが不飽和です。

肉眼で見るのに十分な大きさの結晶を持つ火成岩は、幻影と呼ばれます。結晶が小さすぎて見えないものは無顕晶質と呼ばれます。一般的に言えば、幻覚は侵入的な起源を意味します。非顕晶質の噴出岩。

細粒のマトリックスに埋め込まれた、大きくてはっきりと識別できる結晶を持つ火成岩は、斑岩と呼ばれます。マグマの主要な塊がよりきめの細かい均一な材料として結晶化する前に、一部の結晶がかなりのサイズに成長すると、火成岩のテクスチャが発達します。

火成岩は、テクスチャと組成に基づいて分類されます。テクスチャとは、岩を構成する鉱物の粒子または結晶のサイズ、形状、および配置を指します。

テクスチャ

テクスチャは火山岩の命名の重要な基準です。鉱物粒子のサイズ、形状、方向、分布、粒子間の関係など、火山岩のテクスチャによって、岩が凝灰岩、火砕溶岩、または単純溶岩と呼ばれるかどうかが決まります。ただし、テクスチャは火山岩の分類の下位部分にすぎません。ほとんどの場合、非常に細かい粒子の地塊を持つ岩や、火山灰から形成される可能性のある凝灰岩から収集された化学情報が必要です。

テクスチャ基準は、鉱物の大部分が裸眼で見える、または少なくともハンドレンズ、拡大鏡、または顕微鏡を使用して貫入岩を分類する場合、それほど重要ではありません。また、深成岩は、テクスチャの変化が少なく、独特の構造的なファブリックを示す傾向が少ない傾向があります。テクスチャ用語は、大きな貫入岩体のさまざまな貫入相を区別するために使用できます。たとえば、斑岩の縁から大きな貫入岩体、斑岩ストック、半深成岩脈などです。鉱物学的分類は、深成岩を分類するために最もよく使用されます。化学的分類は、斑晶種を接頭辞として使用して、火山岩を分類するために好まれます。 「かんらん石を含むピクライト」または「正長石-フィリック流紋岩」。

鉱物学的分類

IUGSは、可能な限り火成岩を鉱物組成で分類することを推奨しています。これは、粗粒の貫入岩の場合は簡単ですが、細粒の火山岩の場合は顕微鏡で薄片を調べる必要があり、ガラス質の火山岩の場合は不可能な場合があります。次に、岩石を化学的に分類する必要があります。

貫入岩の鉱物学的分類は、その岩石が超苦鉄質岩、カーボナタイト岩、またはランプロファイア岩であるかどうかを判断することから始まります。超苦鉄質岩には、普通角閃石、輝石、かんらん石などの鉄とマグネシウムに富む鉱物が90％以上含まれており、そのような岩石には独自の分類スキームがあります。同様に、炭酸塩鉱物を50％以上含む岩石はカーボナタイトに分類されますが、ランプロファイアはまれな超カリウム岩です。どちらも詳細な鉱物学に基づいてさらに分類されます。

ほとんどの場合、岩石はより典型的な鉱物組成を持ち、かなりの石英、長石、または準長石が含まれています。分類は、存在する他のすべての鉱物を無視して、これらの鉱物で構成される岩石の全部分に占める石英、アルカリ長石、斜長石、および準長石の割合に基づいています。これらのパーセンテージは、岩をQAPFダイアグラムのどこかに配置します。これにより、岩のタイプがすぐに決定されることがよくあります。 diorite-gabbro-anorthiteフィールドなど、いくつかのケースでは、最終的な分類を決定するために追加の鉱物学的基準を適用する必要があります。

火山岩の鉱物学を決定できる場合は、同じ手順ですが、フィールドが火山岩のタイプに対応する修正されたQAPF図を使用します。

化学分類と岩石学

火山岩を鉱物学で分類することが現実的でない場合、岩石は化学的に分類する必要があります。

重要な鉱物は比較的少ないです。鉱物が結晶化するマグマは特定の要素のみが豊富であるため、一般的な火成岩の形成：シリコn、酸素、アルミニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、鉄、マグネシウム。これらは結合してケイ酸塩鉱物を形成する元素であり、火成岩全体の90％以上を占めています。火成岩の化学的性質は、主要元素と微量元素、および微量元素で異なって表現されます。主要元素と微量元素の含有量は、従来、酸化物の重量パーセントとして表されます（たとえば、51％のSiO2と1.50％のTiO2）。微量元素の存在量は、通常、重量百万分率として表されます（たとえば、420 ppmNiおよび5.1ppm Sm）。 「微量元素」という用語は、通常、ほとんどの岩石に100 ppm程度未満の存在量で存在する元素に使用されますが、一部の微量元素は、1,000ppmを超える存在量で一部の岩石に存在する場合があります。岩石組成の多様性は、膨大な量の分析データによって定義されています。米国国立科学財団が後援するサイトを通じて、23万を超える岩石分析にWebでアクセスできます（EarthChemへの外部リンクを参照）。

単一の最も重要な成分は、石英として発生するか、長石または他の鉱物として他の酸化物と組み合わされるかにかかわらず、シリカ、SiO2です。貫入岩と火山岩はどちらも、総シリカ含有量によって化学的に幅広いカテゴリに分類されます。

• 珪長質岩はシリカ含有量が最も高く、主に珪長質鉱物である石英と長石で構成されています。これらの岩石（花崗岩、流紋岩）は通常淡い色で、密度は比較的低くなっています。
• 中間の岩石は中程度のシリカ含有量で、主に長石で構成されています。これらの岩石（閃緑岩、安山岩）は通常、フェルシック岩よりも色が濃く、やや濃いです。
• 苦鉄質岩はシリカ含有量が比較的低く、主に輝石、かんらん石、石灰質斜長石で構成されています。これらの岩石（玄武岩、ガブロ）は通常暗色で、珪長質岩よりも密度が高くなっています。
• 超苦鉄質岩はシリカが非常に少なく、苦鉄質鉱物（コマチイト、ダナイト）が90％以上含まれています。

この分類は次の表にまとめられています。

	構成
発生モード	珪長質 （> 63％SiO2）	中級 （52％〜63％SiO2）	マフィック （45％〜52％SiO2）	超苦鉄質 （< 45％SiO2）
侵入型	花崗岩	ジオライト	ガブロ	ペリドタイト
押し出し	ライオライト	アンデサイト	バサルト	コマタイト

アルカリ金属酸化物（Na2OとK2O）の割合は、化学的に分類するための重要性において、シリカに次ぐものです。火山岩。シリカとアルカリ金属酸化物のパーセンテージは、TASダイアグラムに火山岩を配置するために使用されます。これは、ほとんどの火山岩をすぐに分類するのに十分です。粗面安山岩フィールドなどの一部のフィールドの岩石は、カリウムとナトリウムの比率によってさらに分類されます（したがって、カリウム粗面安山岩はラタイトであり、ナトリウム粗面安山岩はベンモライトです）。より苦鉄質の分野のいくつかは、標準的な鉱物学によってさらに細分化または定義されており、化学組成に基づいて岩石の理想的な鉱物組成が計算されます。たとえば、バサナイトは、標準的なかんらん石含有量が高いことでテフライトと区別されます。

基本的なTAS分類のその他の改良点は次のとおりです。

古い用語では、シリカの過飽和岩は珪質またはSiO2が66％を超え、ファミリー用語のクォーツライトが最も珪質に適用された酸性。規範的な準長石は、岩石をシリカ不飽和として分類します。例はネフェリナイトです。

マグマはさらに分割されます3つのシリーズに分けられます：

• ソレアイトシリーズ–玄武岩質アンデサイトとアンデサイト。
• カルクアルカリシリーズ–アンデサイト。
• アルカリシリーズ–サブグループアルカリ玄武岩とまれな、非常に高いカリウム含有（すなわちshoshonitic）溶岩の。

アルカリ系列はTAS図の他の2つと区別でき、総アルカリ酸化物が高い与えられたシリカ含有量ですが、ソレアイトとカルクアルカリ系列はTAS図のほぼ同じ部分を占めています。それらは、総アルカリと鉄およびマグネシウムの含有量を比較することによって区別されます。

これらの3つのマグマ系列は、プレートテクトニクスの設定の範囲で発生します。ソレアイト質マグマシリーズの岩石は、たとえば、中央海嶺、背弧海盆、ホットスポットによって形成された海洋島、島弧、大陸の巨大火成岩区などに見られます。

3つのシリーズはすべて比較的近くにあります。それらの分布が沈み込み帯の深さと年代に関連している沈み込み帯での互いに近接。ソレアイト質マグマ系列は、比較的浅い深さからのマグマによって形成された若い沈み込み帯の上によく表されています。カルクアルカリとアルカリ系列は成熟した沈み込み帯に見られ、より深いマグマに関連しています。安山岩と玄武岩質安山岩は、カルクアルカリ火成岩を示す島弧で最も豊富な火山岩です。いくつかの島弧は、火山岩がトレンチからの距離が増すにつれてソレアイト-カルクアルカリ-アルカリから変化する日本の島弧システムに見られるように、火山系列を分布しています。

分類の歴史

いくつかの火成岩の名前は、地質学の現代以前にさかのぼります。たとえば、溶岩由来の岩石の特定の組成の説明としての玄武岩は、1546年に彼の作品De NaturaFossiliumでGeorgiusAgricolaにさかのぼります。花崗岩という言葉は少なくとも1640年代にさかのぼり、フランス語の花崗岩またはイタリア語の花崗岩に由来します。これは単に「粒状の岩」を意味します。流紋岩という用語は、1860年にドイツの旅行者で地質学者のフェルディナントフォンリヒトホーフェンによって導入されました。新しい岩石の種類の命名は19世紀に加速し、20世紀初頭にピークに達しました。

火成岩の初期分類の多く地質年代と岩石の発生に基づいていました。しかし、1902年に、アメリカの岩石学者チャールズホイットマンクロス、ジョセフP.イディング、ルイスV.ピアソン、ヘンリースティーブンスワシントンは、火成岩の既存の分類をすべて破棄し、化学分析に基づく「定量的」分類に置き換えることを提案しました。彼らは、既存の用語の多くがいかに曖昧で、しばしば非科学的であるかを示し、火成岩の化学組成がその最も基本的な特徴であるため、それを最高の位置に上げる必要があると主張しました。

地質学的発生、構造、鉱物学的構成（これまで受け入れられてきた岩石種の識別基準）は、背景に追いやられていました。完成した岩石分析は、最初に、マグマが結晶化するときに形成されると予想される岩石形成鉱物、たとえば、石英長石、かんらん石、アケルマナイト、準長石、マグネタイト、コランダムなどの観点から解釈されます。岩石は、これらの鉱物の相互の相対的な比率に厳密に従ってグループに分けられます。この新しい分類スキームはセンセーションを巻き起こしましたが、フィールドワークでの有用性の欠如について批判され、分類スキームは1960年代に放棄されました。しかし、規範的な鉱物学の概念は存続し、クロスと彼の共同研究者の仕事は、新しい分類スキームの急増に影響を与えました。

これらの中には、火成岩を4つのシリーズに分割したMAピーコックの分類スキームがありました。 ：アルカリ、アルカリ-カルク、カルク-アルカリ、およびカルク系列。彼のアルカリ系列の定義、およびカルクアルカリという用語は、W.Q。とともに、広く使用されているIrvine-Barager分類の一部として引き続き使用されています。ケネディのソレアイトシリーズ。

1958年までに、12の個別の分類スキームと、少なくとも1637の岩石タイプ名が使用されていました。その年、Albert Streckeisenは、火成岩の分類に関する総説を書き、最終的に火成岩の分類学のIUGG小委員会の設立に。1989年までに単一の分類システムが合意され、2005年にさらに改訂されました。推奨される岩石名の数は316に減少しました。これには多くの新しい岩石が含まれます。小委員会によって公布された名前。