片岩
板状雲母による特徴的な鱗片状の片岩構造を示す片岩

片岩（/ ˈ ʃ ɪ s t / SHIST ）は、頁岩などの細粒の堆積岩から一般的に生成される中粒の変成岩です。[ 1 ]顕著な片理を示します（岩石の名前にちなんで名付けられています）。これは、低倍率の手持ちレンズで簡単に見える鉱物粒子が、岩石が薄いフレークまたはプレートに簡単に分割できるように配置されていることを意味します。このテクスチャは、雲母、タルク、緑泥石、またはグラファイトなどの板状鉱物の含有量が多いことを反映しています。これらは、長石や石英などのより粒状の鉱物と交互に配置されていることがよくあります。

片岩は典型的には、造山運動に伴う広域変成作用の際に形成され、通常は中程度の変成作用を反映します。片岩は、泥岩などの堆積岩や凝灰岩などの火成岩など、多くの種類の岩石から形成されます。泥岩が変成した片岩は特に一般的で、雲母を非常に多く含む場合が多くあります（雲母片岩）。元の岩石（原岩）の種類が識別できる場合、片岩には通常、片岩質メタ砂岩など、その原岩を反映した名前が付けられます。そうでない場合は、石英長石黒雲母片岩のように、構成鉱物の名前が岩石名に含まれます。

片岩の基盤岩は、その顕著な弱点面のために土木工学上の課題となる可能性があります。

語源

片岩という言葉は、最終的にはギリシャ語のσχίζειν ( schízein )に由来し、「割れる」を意味し、[ 2 ]これは、板状の鉱物が横たわる面に沿って片岩が割れやすいことを指します。

意味

19 世紀半ばより前は、鉱業に携わる人々の間で、粘板岩、頁岩、片岩という用語は明確に区別されていませんでした。 [ 3 ]地質学者は、片岩をよく発達した片理を示す中粒の変成岩と定義しています。[ 4 ]片理とは、変成作用(葉理構造)によって生成された岩石の薄い層で、岩石は容易に 5 ～ 10 ミリメートル (0.2 ～ 0.4 インチ) 未満の薄片または板に分割できます。[ 5 ] [ 6 ]片岩の鉱物粒子の大きさは通常 0.25 ～ 2 ミリメートル (0.01 ～ 0.08 インチ)であるため、10 倍の拡大鏡で簡単に見ることができます。[ 8 ]通常、片岩の鉱物粒子の半分以上が優先配向を示しています。片岩は、組織によって変成岩の3つの区分のうちの1つを構成し、他の2つの区分は、片理があまり発達せず層が厚い片麻岩と、識別可能な片理がないグラノフェルです。 [ 5 ] [ 9 ]

片岩は、その組成に関係なく、その組織によって定義されます。[ 10 ] [ 5 ]ほとんどが中程度の変成作用の結果ですが、鉱物組成は大きく異なります。[ 11 ]しかし、片理は通常、雲母や緑泥石などの板状鉱物を豊富に含む岩石でのみ発達します。これらの鉱物の粒子は、片岩中で特定の方向に強く配向しており、非常に薄い平行層を形成することもよくあります。整列した粒子に沿って岩石が割れやすいことが、片理の原因です。[ 5 ]決定的な特徴ではありませんが、片岩には、ガーネット、スタウロライト、カイヤナイト、シリマナイト、またはコーディエライトなどの特徴的な鉱物の斑状変晶（通常とは異なる大きさの個々の結晶）が非常によく含まれています。[ 12 ]

片岩は変成岩の中でも非常に大きなクラスであるため、地質学者は、変成作用を受ける前の岩石の元々の種類（原岩）が不明で、その鉱物含有量がまだ決定されていない場合にのみ、正式に岩石を片岩と記述します。それ以外の場合は、より正確な種別名にschistoseという修飾語が付けられます。例えば、 schistose semipelite（岩石に中程度の量の雲母が含まれていることがわかっている場合）やschistose metasandstone（原岩が砂岩であったことがわかっている場合）などです。[ 13 ]原岩が堆積岩であったことだけがわかっている場合、片岩はparaschistと記述され、原岩が火成岩であった場合はOrthoschistと記述されます。[ 14 ]片岩に名前を付ける際には、鉱物修飾語が重要です。例えば、石英長石黒雲母片岩は、黒雲母、長石、石英を見かけ上の含有量の減少順に含む、不確かな原岩の片岩である。[ 15 ]

線状片岩は、片理がよく発達した岩石の中に強い線状の組織を持つ。[ 11 ]

形成

片理は、岩石が一方向に他の方向よりも強く圧縮されたときに（非静水圧応力）、高温で発達する。非静水圧応力は、造山運動が起こっている地域変成作用（造山帯）の特徴である。板状鉱物が回転または再結晶化して平行な層になるにつれて、片理は短縮方向とも呼ばれる最大圧縮方向に対して垂直に発達する。[ 16 ]板状または細長い鉱物は最も明らかに再配向されるが、石英や方解石でさえも優先配向をとることがある。[ 17 ]顕微鏡レベルでは、片理は、斑状変晶内の包有物が優先配向をとる内部片理と、周囲の中粒岩の粒子の配向である外部片理に分けられる。 [ 18 ]

岩石の組成は、板状鉱物を豊富に形成できるものでなければならない。例えば、泥岩中の粘土鉱物は雲母に変成し、雲母片岩を形成する。[ 19 ]変成作用の初期段階では、泥岩は粘板岩と呼ばれる非常に細粒の変成岩に変化し、さらに変成作用が進むと細粒の千枚岩となる。さらに再結晶化が進むと、中粒の雲母片岩が形成される。変成作用がさらに進むと、雲母片岩は脱水反応を起こし、板状鉱物が長石などの粒状鉱物に変化し、片理が減少して片麻岩となる。[ 12 ]

片岩に含まれるその他の板状鉱物には、緑泥石、滑石、黒鉛などがあります。緑泥石片岩は、通常、超塩基性火成岩の変成作用によって形成され、[ 20 ] [ 21 ]滑石片岩も同様です。[ 22 ]滑石片岩も、熱水変質作用によって形成された滑石を含む炭酸塩岩の変成作用によって形成されます。[ 23 ]黒鉛片岩はまれですが、有機炭素を豊富に含む堆積層の変成作用によって形成されることがあります。[ 24 ]これは藻類起源である可能性があります。[ 25 ]黒鉛片岩は、例えばアンデス北部で緑色片岩相変成作用を受けたことが知られています。[ 26 ]

凝灰岩などの珪長質火山岩の変成作用により石英白雲母片岩が形成されることがある。[ 27 ]

  • 偏光下で薄片にしたガーネット雲母片岩の顕微鏡写真。石英と長石（白と灰色の粒）の母岩の中に大きなガーネット結晶（黒）と、雲母（赤、紫、茶色）の平行な繊維が見えます。
    偏光下で薄片にしたガーネット雲母片岩の顕微鏡写真。石英と長石（白と灰色の粒）の母岩の中に大きなガーネット結晶（黒）と、雲母（赤、紫、茶色）の平行な繊維が見えます。
  • カットされたガーネット・雲母・片岩の眺め
    カットされたガーネット・雲母・片岩の眺め
  • ニューヨーク州南東部のマンハッタン片岩
    ニューヨーク州南東部のマンハッタン片岩
  • ニューヨーク市のセントラルパークにあるマンハッタン片岩の露頭
    ニューヨーク市のセントラルパークにあるマンハッタン片岩の露頭
  • イタリア、ヴァッレ・ダオスタ州、サン・マルセル産の滑石片岩
    イタリア、ヴァッレ・ダオスタ州、サン・マルセル産の滑石片岩
  • フィリピンのベンゲット産の滑らかな側面を持つ角閃石緑簾石片岩。緑簾石レンズが見られる。
    フィリピン、ベンゲット産の滑らかな側面を持つ角閃石緑簾石片岩。緑簾石レンズが見られる。

エンジニアリング上の考慮事項

土質工学において、片理面はしばしば不連続面を形成し、トンネル、基礎、法面建設などの岩盤の機械的挙動（強度、変形など）に大きな影響を与える可能性があります。 [ 28 ]たとえ手つかずの地形であっても、危険が存在する可能性があります。1959年8月17日、モンタナ州ヘブゲン湖付近で発生したマグニチュード7.2の地震により、片岩からなる山の斜面が不安定化しました。この地震により大規模な地滑りが発生し、その地域でキャンプをしていた26人が死亡しました。[ 29 ]

ヴァディートグループの白雲母片岩に施された道路切土。切土は片理面とほぼ一致するように角度が付けられており、道路への落石を軽減しています。また、白雲母に太陽光が反射することで、光り輝く金属壁のように見えます。道路と切土はほぼ直線で、曲線に見えるのはパノラマ写真によるものです。

参照

参考文献

  1. ^ 「片岩」 .地質学辞典. 2024年11月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年6月15日閲覧。
  2. ^ "schist" . Lexico UK English Dictionary . Oxford University Press . 2020年1月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^ Raymond, RW (1881). 「スレート」 .鉱業および冶金用語集. アメリカ鉱山技術者協会. p. 78.
  4. ^英国地質調査所 1999年、3ページ。
  5. ^ a b c d Schmid, R.; Fettes, D.; Harte, B.; Davis, E.; Desmons, J. (2007). 「変成岩の命名方法」. 『変成岩：分類と用語集：国際地質科学連合変成岩体系小委員会勧告』（PDF） . ケンブリッジ：ケンブリッジ大学出版局. p. 7. 2021年6月24日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2021年2月28日閲覧。
  6. ^ Robertson, S. (1999). 「BGS Rock Classification Scheme, Volume 2: Classification of metamorphic rocks」（PDF） .英国地質調査所研究報告書. RR 99-02: 5. 2018年4月3日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2021年2月27日閲覧。
  7. ^英国地質調査所 1999年、24ページ。
  8. ^ブラット、ハーヴェイ、トレイシー、ロバート・J. (1996). 『岩石学：火成岩、堆積岩、変成岩』（第2版）. ニューヨーク: WHフリーマン. p. 360. ISBN 0-7167-2438-3。
  9. ^英国地質調査所 1999年、5～6ページ。
  10. ^ジャクソン、ジュリア・A.編 (1997). 「片岩」.地質学用語集（第4版）. アレクサンドリア、バージニア州: アメリカ地質学研究所. ISBN 0-922152-34-9。
  11. ^ a b英国地質調査所 1999年、5ページ。
  12. ^ a b Blatt & Tracy 1996、365ページ。
  13. ^英国地質調査所 1999年、3～4頁。
  14. ^英国地質調査所 1999年、5～7頁。
  15. ^英国地質調査所 1999年、8ページ。
  16. ^ Blatt & Tracy 1996、359ページ。
  17. ^ Yardley, BWD (1989).変成岩石学入門. ハーロウ, エセックス, イギリス: ロングマン・サイエンティフィック・アンド・テクニカル. pp.  168– 169. ISBN 0-582-30096-7。
  18. ^ヤードリー 1989、171ページ。
  19. ^ポッター, ポール・エドウィン; メイナード, J. バリー; プライアー, ウェイン・A. (1980). 『頁岩の堆積学：学習ガイドと参考文献』 ニューヨーク: シュプリンガー・フェアラーク. p. 17. ISBN 0-387-90430-1。
  20. ^ Nokleberg, Warren J.; Jones, David L.; Silberling, Norman J. (1985年10月1日). 「アラスカ州東部アラスカ山脈、マクラーレン・ランゲリア地帯の起源とテクトニック進化」. GSA紀要. 96 (10): 1251– 1270. Bibcode : 1985GSAB...96.1251N . doi : 10.1130/0016-7606(1985)96<1251:OATEOT>2.0.CO;2 .
  21. ^エステバン、JJ;クエバス、J.トゥビア、JM。リアティ、A.スワード、D.ゲバウアー、D. (2007 年 11 月)。 「ロンダかんらん岩（スペイン南部、ベティックコルディリェラ）におけるジルコンを含む緑泥石片岩の時期と起源」。リトス。99 ( 1–2 ): 121–135 . Bibcode : 2007Litho..99..121E。土井：10.1016/j.lithos.2007.06.006。
  22. ^ウォギア、DL;フェイゲル、N.ピラード、E.グルフィ、A.ンゴ・ビジェック、LM;エル・ウアハビ、M. (2021 年 6 月) 「カメルーン中央部のタルク片岩堆積物：鉱物学的および物理化学的特徴付け」。アフリカ地球科学ジャーナル。178 104182. Bibcode : 2021JAfES.17804182W。土井：10.1016/j.jafearsci.2021.104182。hdl : 2268/258382。S2CID 233704877。 
  23. ^ Prochaska, W. (1989年9月). 「オーストリアタルク鉱床の地球化学と成因」.応用地球化学. 4 (5): 511– 525. Bibcode : 1989ApGC....4..511P . doi : 10.1016/0883-2927(89)90008-5 .
  24. ^ Ukar, E.; Cloos, M. (2016年4月). 「カリフォルニア州サンシメオン、フランシスカン・メランジュの黒鉛片岩ブロック：高圧変成作用の証拠」. Journal of Metamorphic Geology . 34 (3): 191– 208. Bibcode : 2016JMetG..34..191U . doi : 10.1111/jmg.12174 . S2CID 131721852 . 
  25. ^ Lumpkin, B.; Stoddard, E.; Blake, D. (1994). 「ローリー黒鉛片岩」.ノースカロライナ州ローリー変成帯西側、地質学およびフィールドトリップガイド. カロライナ地質学会フィールドトリップガイドブック(PDF) . ローリー、ノースカロライナ州：ノースカロライナ地質調査所. pp.  19– 24. 2021年1月23日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2021年7月22日閲覧。
  26. ^ Bustamante, C.; Cardona, A. 「コロンビア中央山脈はグラファイトの潜在的供給源か？：コロンビアのエネルギー転換への影響」アンデス地質学51 ( 2): 413– 420. doi : 10.5027/andgeoV51n2-3728 .
  27. ^ Bauer, Paul W. (2004). 「ニューメキシコ州ピクリス山脈、ピラール断崖の原生代岩石」(PDF) .ニューメキシコ地質学会フィールドカンファレンスシリーズ. 55 : 193–205 . 2021年7月22日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2020年4月15日閲覧。
  28. ^ Zhang, Xiao-Ping; Wong, Louis Ngai Yuen; Wang, Si-Jing; Han, Geng-You (2011年8月). 「石英雲母片岩の工学特性」.工学地質学. 121 ( 3–4 ): 135– 149. doi : 10.1016/j.enggeo.2011.04.020 .
  29. ^ 「1959年8月17日モンタナ州ヘブゲン湖地震」米国地質調査所専門論文専門論文435 1964年doi : 10.3133/ pp435
ウィキメディア コモンズには、片岩に関連するメディアがあります。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schist&oldid=1326300772」より取得