一次鉱物

一次鉱物とは、母岩で ある火成岩の結晶化過程で形成された鉱物であり、岩石を分類するために使用される必須鉱物と付随鉱物を含みます。[1]鉱床地質学では、深部堆積作用は地球の表面下深くで発生し、一次鉱物の堆積物を形成する傾向があります。一方、表面または表面付近で発生し、二次鉱物を形成する傾向がある深部堆積作用は、二次鉱物を形成する傾向があります。[2]

イギリス、ノッティンガムシャー州ガンソープ近郊の白い石膏（一次/二次硫酸塩鉱物）の鉱脈

原生岩の元素組成と鉱物組成は、その形成源となった火山活動やマグマの流れの化学組成によって決まります。噴出岩（玄武岩、流紋岩、安山岩、黒曜石など）と貫入岩（花崗岩、花崗閃緑岩、斑れい岩、ペリドタイトなど）には、石英、長石、斜長石、白雲母、黒雲母、角閃石、輝石、カンラン石などの原生鉱物が様々な濃度で含まれています。 [3]さらに、火成岩には原生硫酸塩鉱物が含まれます。原生硫酸塩鉱物は鉱脈中に産出する場合があり、以下の鉱物が含まれます。アウイナイト、ノーズライト、重晶石、無水石膏、石膏（一次鉱物と二次鉱物）、天青石、明礬石（一次鉱物と二次鉱物）、クリーダイト、ソーマサイト。[4]

一次鉱物は、地球化学的分散ハローや指標鉱物の分析に用いることができる。さらに、土壌中で最も優勢な一次鉱物はケイ酸塩鉱物である。[5]様々なシリカグループが発見されており、それらは結合配列とシリカ四面体によって制御されている。[5]

地球化学

地球化学的分散ハロー

一次鉱床には、一次分散現象として知られる地球化学的分散ハローを形成する可能性のある一次鉱石が含まれています。[6]「これらの一次分散現象は堆積時とほぼ同時に発生するため、鉱石形成時またはその前後に発生する可能性があります。」[6]一次鉱石現象は、母岩の変質作用を示す場合があります。これらの変質作用には、珪化作用、黄鉄鉱化作用、絹雲母化作用、緑泥石化作用、炭酸塩変質作用、トルマリン化作用、およびグライゼン作用が含まれます。[6]

指標鉱物

重質指標鉱物は、原始地質と鉱床の存在を概算することができます。原始指標鉱物は、金鉱床、キンバーライト、塊状硫化物鉱床の特定に用いられます。[7] さらに、指標鉱物は河川における拡散列を追跡するためにも用いられ、原始鉱石／鉱物の位置とその供給源を特定できる可能性があります。[7]

特徴

ブラジル、ミナスジェライス産のエルバイト（トルマリン）

土壌中の鉱物には、一次鉱物と二次鉱物の2種類があります。[5] 「一次鉱物は、冷却するマグマから結晶化して以来、化学的に変化していない鉱物です。」[5]さらに、一次鉱物は土壌中に存在するが土壌中で生成されない鉱物と定義され、二次鉱物は一次鉱物の風化によって生成されます。[8]後者は、ノースカロライナ州のブルーム博士によってさらに次のように定義されています。[9]一次鉱物の粒子サイズは主に2μm以上で、シルト、砂、砂利が含まれます。[5]土壌中で最も支配的な一次鉱物はケイ酸塩鉱物です。ケイ酸塩鉱物は、地殻の鉱物の90%以上を占めています。[5] 結合配列に基づいて、6つのシリカ鉱物グループとシリカ四面体があります。[5]シリカグループには、ネソケイ酸塩、ソロケイ酸塩、シクロケイ酸塩、イノケイ酸塩、フィロケイ酸塩、テクトケイ酸塩が含まれます。[5]テクトケイ酸塩には、石英やクリストバライトなどがあり、土壌によく見られます。[5]フィロケイ酸塩は層状ケイ酸塩として知られ、白雲母、黒雲母、粘土鉱物が含まれます。[5]シクロケイ酸塩は環状ケイ酸塩として知られ、トルマリンが含まれます。[5]イノケイ酸塩は単鎖/二重鎖ケイ酸塩として知られ、両輝石や輝石が含まれます。[5]ソロケイ酸塩には、ベスブ石などの二重シリカ四面体が含まれます。[5]ネソケイ酸塩には、オリビンなどの1つのシリカ四面体が含まれます。[5]

地殻と土壌は、主にケイ酸とNa、Al、K、Ca、Fe、Oイオンの組み合わせで構成されています。これらの元素は一次鉱物の成分であり、一次鉱物は母岩の成分です。一次岩は一次鉱物と一次水の源です。一次鉱石の起源に関する古典的な議論については、2つの出版物『鉱床』（1903年と1913年）を参照してください。[10] W・A・ター（1938年）によると、一次鉱床は直接的なマグマ作用の結果であり、マグマの分裂によって、一方ではマグマ中の最初の結晶化によって形成された塩基性火成岩とそれに付随する副次鉱物群が、他方では残留母液からの沈​​殿によって形成された酸性火成岩と副次鉱物群が生成されると述べています。[11]

一次鉱石の選鉱

一次硫酸塩鉱物の浸出は、一次硫化物鉱石を分離するためのバイオリーチングのプロセスによって行われます。 [12]一次鉱石は、粒子内の比重の変化によって脈石を除去する技術である高密度媒体分離（DMS）によっても抽出されます。 [12]一次鉱石を含む高密度の鉱物（高比重）は沈み、より軽い脈石鉱物は表面に浮きます。[12] DMSプラントは、スポジュメンとして知られる主要なリチウム含有鉱物などのペグマタイトからリチウム含有鉱石を選鉱するなど、さまざまな鉱業用途に広く使用されています。[12]もう1つの選鉱方法は、磁気分離によるものです。磁気分離は、ヘマタイトなどの鉄含有脈石を分離します。[13]ヘマタイトは、選鉱なしでは鉄鋼業界では使用できません。[13]シデライトやヘマタイトなどの低品位の一次鉱石は焙焼され、さらにマグネタイトが形成されます。[13]酸化鉄の転化が起こると、磁気分離によって磁性鉱石が抽出される。[13]さらに、一次鉱石に使用される別の選鉱技術はフロス浮選である。[13] フロス浮選は一次鉱石の焙焼後に使用され、磁鉄鉱（またはその他の一次鉱石）がさらに分離されて濃縮物が形成される。[13]

参考文献

  1. ^ Ailsa AllabyとMichael Allaby。「一次鉱物」『地球科学辞典』1999年。Encyclopedia.com。 2016年10月1日。
  2. ^ ラコヴァン、ジョン (2003). 「賢者への一言：深成岩と超成岩」.岩石と鉱物. 78 (6): 419. doi :10.1080/00357529.2003.9926759. S2CID  128609800.
  3. ^ 「一次鉱物と二次鉱物」Lawr.ucdavis.edu . 2020年1月30日閲覧。
  4. ^ バトラー、バート（1919年12月1日）「鉱床中の一次（深成）硫酸塩鉱物」経済地質学誌14 ( 8): 581–609 . doi :10.2113/gsecongeo.14.8.581 – GeoscienceWorld経由。
  5. ^ abcdefghijklmn 南城、菅野、正美、仁 (2018).土壌中の無機成分. シンガポール: Springer Nature Singapore Pte Ltd. pp.  11– 14. ISBN 978-981-13-1214-4。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  6. ^ abc マックイーン、ケネス (2005).鉱床の種類とその一次式 ベントレー、ワシントン州: CRC LEME. p. 3. ISBN 9781921039287。
  7. ^ ab Bowell, Cohen, RJ, DR (2014). Treatise on Geochemistry (Second Edition) Chapter 13.24 Exploration Geochemistry . Amsterdam ; San Diego, CA, USA.: Elsevier Ltd. p. 635. ISBN 9780080983004。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  8. ^ 「サビーネ・グルンワルド - 土壌・水科学科 - フロリダ大学、食品農業科学研究所 - UF/IFAS」 Soils.ifas.ufl.edu. 2019年7月31日. 2020年1月30日閲覧。
  9. ^ “Topic 4 Rocks and Minerals”. 2016年10月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年10月20日閲覧。
  10. ^ Rickard, TF; Ore Deposits: Engineering and Mining Journal, 1903; および Emmons, SF; Ore Deposits: AIME, 1913: pp. 837-846。
  11. ^ Tarr, WA; 1938: Introductory Economic Geology; McGraw-Hill Book Co., Inc., p. 31.
  12. ^ abcd Tadesse, Makuei, Albijanic, Dyer, Bogale, Fidele, Boris, Laurence (2019). 「硬岩鉱石からのリチウム鉱物の選鉱：レビュー」.鉱物工学. 131 : 170–184 . doi :10.1016/j.mineng.2018.11.023. S2CID  105940721.{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  13. ^ abcdef Yu, Han, Li, Gao, Jianwen, Yuexin, Yanjun, Peng (2017). 「磁化焙焼と磁気分離による鉄鉱石微粉の選鉱」 . International Journal of Mineral Processing . 168 : 1. doi :10.1016/j.minpro.2017.02.001 – Elsevier Science Direct経由.{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

参考文献

  • Tarr、ワシントン州、1938年：Introductory Economic Geology、McGraw-Hill Book Co.、Inc.
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