Sedimentology encompasses the study of modern sediments such as sand,[1] silt, and clay,[2] and the processes that result in their formation (erosion and weathering), transport, deposition and diagenesis.[3] Sedimentologists apply their understanding of modern processes to interpret geologic history through observations of sedimentary rocks and sedimentary structures.[4]
Sedimentary rocks cover up to 75% of the Earth's surface, record much of the Earth's history, and harbor the fossil record. Sedimentology is closely linked to stratigraphy, the study of the physical and temporal relationships between rock layers or strata.
今日の地球に影響を与えているプロセスは過去と同じであるという前提は、岩石記録における堆積性の特徴がどのように形成されたかを判定する基礎となります。地質学者は、今日の類似の特徴を岩石記録の特徴と比較することにより、例えば現代の砂丘と古代の風成砂岩に保存された砂丘を比較することにより、過去の環境を復元します。
堆積岩の種類
堆積岩には、砕屑岩、炭酸塩岩、蒸発岩、化学岩 の 4 つの主な種類があります。
- 砕屑岩は、前駆岩の風化と浸食によって生じた粒子で構成され、主に破片状の物質で構成されています。砕屑岩は、その主な粒径と組成によって分類されます。かつては「砕屑性堆積岩」という用語がシリカを多く含む砕屑性堆積岩を指して使用されていましたが、砕屑性炭酸塩岩を指す例も見られました。より適切な用語は「珪質砕屑性堆積岩」です。
- 有機堆積岩は、生物学的残骸の蓄積から形成された重要な堆積物であり、石炭やオイルシェールの堆積物を形成し、通常は砕屑性堆積岩の盆地内に見られます。
- 炭酸塩は、さまざまな有機および無機プロセスによって沈殿したさまざまな炭酸塩鉱物（ほとんどの場合、炭酸カルシウム（CaCO 3 ））で構成されています。
- 蒸発岩は地球の表面で水が蒸発することによって形成され、最も一般的には岩塩や石膏が含まれます。[5]
- 一部の炭酸塩を含む化学的堆積岩は、水溶液からの鉱物の沈殿によって堆積します。これにはジャスピライトやチャートが含まれます。
堆積岩の重要性
堆積岩は、現代社会および古代社会が利用してきたさまざまな製品を提供します。
- 芸術：大理石は変成 石灰岩であるが、堆積岩を美学と芸術の追求に利用した例である。
- 建築用途: 堆積岩由来の石材は、寸法石材や建築に使用され、特にスレート（変成頁岩）は屋根材に、砂岩は耐荷重バットレスに使用されます。
- 陶磁器および工業材料：レンガを含む陶器やセラミック用の粘土、石灰岩から得られるセメントおよび石灰。
- 経済地質学：堆積岩には、鉛、亜鉛、銀のSEDEX鉱床、銅の大規模な鉱床、金、タングステン、ウランの鉱床、その他多くの貴重な鉱物、宝石、重鉱物砂鉱床を含む工業用鉱物の大規模な鉱床があります。
- エネルギー：石油地質学は、堆積岩が石油の 鉱床を生成できる能力に依存しています。石炭とオイルシェールは堆積岩中に存在します。世界のウランエネルギー資源の大部分は、堆積層中に存在しています。
- 地下水：堆積岩は地球上の地下水帯水層の大部分を占めています。これらの帯水層の広がりや、そこからどれだけの水を汲み上げることができるかについての理解は、帯水層を囲む岩石（貯留層）に関する知識に大きく依存しています。
基本原則
堆積学、すなわち堆積物を研究する目的は、岩石単位を堆積させる堆積条件と、盆地内の個々の岩石単位の関係に関する情報を導き出し、堆積層と盆地の進化、ひいては地球の地質学史全体を首尾一貫して理解することです。[要出典]
その科学的根拠は斉一説の原理であり、古代の堆積岩内の堆積物は、現在地球の表面に堆積している堆積物と同じように堆積したというものである。[6]
堆積学的条件は堆積物が堆積するにつれて堆積物内に記録されます。現在の堆積物の形状は過去の出来事を反映しており、堆積物に影響を与えるすべての出来事、堆積物質の起源から続成作用後に堆積物に及ぼされた応力まで、研究に利用できます。[引用が必要]
重ね合わせの原理は堆積層の解釈に非常に重要であり、堆積物が激しく褶曲または変形していることが多い古い変成帯や褶曲帯および逆断層帯では、若い指標または等級化された層理を認識することが堆積層の解釈に重要であり、多くの場合、その地域の変形および変成構造の解釈にも重要です。[要出典]
堆積物の褶曲は、原初水平性の原理に基づいて解析されます。この原理は、堆積物はその安息角で堆積するものであり、ほとんどの堆積物の種類において、この安息角は基本的に水平であるとしています。したがって、若い方向が分かれば、岩石を「展開」し、そこに含まれる堆積情報に基づいて解釈することができます。
横方向連続性の原理によれば、堆積層は、物理的物体または地形によって遮られない限り、最初はあらゆる方向に横方向に広がっています。
横断関係の原則によれば、地層の層を横切ったり侵入したりするものはすべて、地層の層よりも新しいということです。
方法論
堆積岩の性質と堆積条件に関するデータと証拠を収集するために堆積学者が使用する方法には、次のものがあります。
- 岩石単位の露頭と分布を測定し、記述する。
- 岩石層の記述、厚さ、岩相、露頭、分布、他の層との接触関係を文書化する正式なプロセス
- 岩石単位の分布をマッピングする
- 岩石コア（炭化水素探査中に掘削され、井戸から抽出された）の説明
- シーケンス層序学
- 盆地内の岩石単位の進化を記述する
- 岩石の 岩相を説明する。
- 岩石の
地球化学分析
- 同位体地球化学、放射年代測定法の使用を含む、岩石の年代と起源地域との類似性を決定する
最近の動向
インディアナ大学（ブルーミントン）とマサチューセッツ工科大学の地質学者たちは、泥岩の形成過程に関する長年の理解に疑問を投げかけています。2007年12月14日発行の『サイエンス』誌に掲載されたこの研究は、泥は水の流れが遅いか静止している場合にのみ沈殿するという地質学者の一般的な見解に反論し、「泥は流れが速い場合でも堆積する」ことを示しています。この研究は、一部の泥岩が流れの速い水域で形成された可能性があることを示しており、「泥岩は一般に想定されているよりもエネルギーの強い条件下で堆積する可能性があり、多くの地質学的記録の再評価が必要である」と述べています。[7]
マッククエイカーとボハックスは、シーバーらの研究をレビューし、「これらの結果は、これまで静水下で継続的に堆積したと解釈されてきたすべての泥岩の批判的な再評価を要求している。このような岩石は、過去の気候、海洋の状態、軌道の変動を推測するために広く用いられている」と述べている。[8]
泥岩に関する最近のかなりの研究は、シェールガスとタイトオイル（またはライトタイトオイル）の両方で、非在来型貯留層として泥岩から炭化水素を商業的に生産しようとする最近の取り組みによって推進されてきた。[9]
オーストラリアの堆積学者ドゥトキエヴィッチ氏による最近の研究では、地殻循環が地球の気温と気候変動にどのように関連しているかが明らかにされています。この研究では、炭素と水の循環、そして熱が海洋による炭素吸収能力の現在および将来に与える影響について説明されています。 [10]
参照
- 砕屑岩 – 鉱物や岩石の破片からできた堆積岩リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
- 石炭 – 主に炭素からなる可燃性の堆積岩
- 地質学 – 地球の物理的構成に関する科学的研究
- 火星の鉱物学
- オイルシェール – ケロゲンを含む有機質に富んだ細粒堆積岩
- 鉱石の起源 – 地球の地殻内でさまざまな種類の鉱床がどのように形成されるか
- 岩の形成
- シーケンス層序学 – 堆積性堆積物のグループの研究と分析
- 植生による堆積構造
参考文献
- ^ レイモンド・シーバー『サンド』 、サイエンティフィック・アメリカン・ライブラリー、ニューヨーク（1988年）、 ISBN 0-7167-5021-X。
- ^ Georges Millot, translated [from the French] by W.R. Farrand, Helene Paquet, Geology Of Clays - Weathering, Sedimentology, Geochemistry Springer Verlag, Berlin (1970), ISBN 0-412-10050-9.
- ^ Gary Nichols, Sedimentology & Stratigraphy, Wiley-Blackwell, Malden, MA (1999), ISBN 0-632-03578-1.
- ^ Donald R. Prothero and Fred Schwab, Sedimentary Geology: An Introduction to Sedimentary Rocks and Stratigraphy, W. H. Freeman (1996), ISBN 0-7167-2726-9.
- ^ Edward J. Tarbuck, Frederick K. Lutgens, Cameron J. Tsujita, Earth, An Introduction to Physical Geology, National Library of Canada Cataloguing in Publication, 2005, ISBN 0-13-121724-0
- ^ Kravitz, Gadi (November 2014). "The Geohistorical Time Arrow: From Steno's Stratigraphic Principles to Boltzmann's Past Hypothesis" (PDF). Journal of Geoscience Education. 62 (4): 691–700. Retrieved 18 February 2025.
- ^ Juergen Schieber, John Southard, and Kevin Thaisen, "Accretion of Mudstone Beds from Migrating Floccule Ripples," Science, 14 December 2007: 1760-1763.
See also "As waters clear, scientists seek to end a muddy debate," at PhysOrg.com (accessed 27 December 2007). - ^ Joe H. S. Macquaker and Kevin M. Bohacs, "Geology: On the Accumulation of Mud," Science, 14 December 2007: 1734-1735.
- ^ Robert G. Loucks, Robert M. Reed, Stephen C. Ruppel, and Daniel M. Jarvie "Morphology, Genesis, and Distribution of Nanometer-Scale Pores in Siliceous Mudstones of the Mississippian Barnett Shale", Journal of Sedimentary Research, 2009, v. 79, 848-861.
- ^ "Global warming speeds up currents in the ocean's abyss". Samachar Central. 2022-03-25. Retrieved 2022-04-16.[dead link]
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