火成岩 (火山岩と深成岩、SiO₂含有量による分類)
マグマが固結してできた岩石を火成岩といいます。冷却速度と化学組成(特に SiO₂ 含有量)によって、火成岩の種類・組織・鉱物組成が大きく異なります。
基本知識
マグマが地表や地表近くで急冷すると火山岩、地下深部でゆっくり冷却すると深成岩になります。火山岩は結晶が育つ前に固まるため、細粒の石基の中に班晶が混在する斑状組織を示します。深成岩は大きな結晶が均一に詰まった等粒状組織(完晶質)を示します。
SiO₂含有量による分類(SiO₂の多い順):
・酸性岩(SiO₂ > 66%):火山岩=流紋岩、深成岩=花崗岩。淡色・粘性高・爆発的噴火
・中性岩(52〜66%):火山岩=安山岩、深成岩=閃緑岩
・塩基性岩(45〜52%):火山岩=玄武岩、深成岩=斑れい岩。暗色・粘性低・穏やかな噴火
・超塩基性岩(SiO₂ < 45%):かんらん岩。マントルの主要岩石
SiO₂が少なくなるほど、Fe・Mg に富む暗色の有色鉱物(輝石・かんらん石)の割合が増え、岩石は暗くなります。日本の火山の多くは安山岩質マグマを噴出します。
例題
花崗岩と玄武岩の SiO₂ 含有量・色・主要鉱物・産状の違いを説明しなさい。
解答: 花崗岩:SiO₂ > 66%(酸性岩)・淡色(白〜灰)・石英・カリ長石・斜長石・黒雲母が主体・深成岩(等粒状組織)。玄武岩:SiO₂ 45〜52%(塩基性岩)・暗色(黒〜暗緑)・輝石・かんらん石・斜長石が主体・火山岩(斑状組織)。
花崗岩と玄武岩の SiO₂ 含有量・色・主要鉱物・産状の違いを説明しなさい。
解答: 花崗岩:SiO₂ > 66%(酸性岩)・淡色(白〜灰)・石英・カリ長石・斜長石・黒雲母が主体・深成岩(等粒状組織)。玄武岩:SiO₂ 45〜52%(塩基性岩)・暗色(黒〜暗緑)・輝石・かんらん石・斜長石が主体・火山岩(斑状組織)。
ポイント
- 火山岩(急冷):斑状組織(班晶+石基)
- 深成岩(緩冷):等粒状組織(大結晶が均一)
- 酸性岩(SiO₂ > 66%):流紋岩・花崗岩・淡色・粘性高
- 中性岩(52〜66%):安山岩・閃緑岩
- 塩基性岩(45〜52%):玄武岩・斑れい岩・暗色・粘性低
- 超塩基性岩(< 45%):かんらん岩・マントル主成分
- 日本の火山:多くが安山岩質マグマ
注意点
① 酸性・塩基性はここでは化学的酸性度ではなくSiO₂の多少を指す地質学的用語。② 花崗岩(深成岩)と流紋岩(火山岩)は同じ組成だが組織が異なる(対応関係を覚える)。③ 玄武岩は海洋地殻・ハワイ式噴火など、流紋岩は陸地・爆発的噴火と対応する。
練習
- 花崗岩はどの分類(火山岩/深成岩)でSiO₂含有量はどの範囲か。
- 火山岩が斑状組織を示す理由を答えなさい。
- SiO₂含有量の少ない(塩基性)マグマの粘性の特徴を述べなさい。