流紋岩
流紋岩
火成岩
構成
分類フェルシック
主要な石英とアルカリ長石（サニディンとナトリウム質斜長石）
二次黒雲母と角閃石
テクスチャガラス質または無顕晶質、時には斑状

流紋岩（りゅうもんがん、 / ˈ r aɪ . ə l aɪ t / RY -ə-lyte）[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]は、火山岩の中で最もシリカを多く含む。一般的にガラス質または細粒（無顕晶質）であるが、斑岩質となることもあり、細粒の基質の中により大きな鉱物結晶（斑晶）を含む。鉱物組成は主に石英、サニディン、斜長石からなる。これは花崗岩の噴出岩に相当する。

流紋岩質マグマはシリカ含有量が高いため、非常に粘性が高い。そのため、噴出性噴火よりも爆発性噴火が起こりやすく、このタイプのマグマは溶岩流よりも火砕岩として噴出することが多い。流紋岩質の灰流凝灰岩は、大陸火成岩の中で最も体積が大きいものの一つである。

流紋岩質凝灰岩は建築材料として広く利用されてきました。流紋岩質の火山ガラスである黒曜石は、非常に鋭い刃先に加工できるため、先史時代から現代に至るまで道具として利用されてきました。流紋岩質軽石は、研磨剤、コンクリート、土壌改良材として利用されています。

説明

流紋岩フィールドを強調したQAPF図
流紋岩フィールドを強調したTAS図

流紋岩は、シリカを豊富に含むマグマが火山の噴出口から噴出することで、地下ではなく地表で急速に冷却されて形成された噴出火成岩です。塩基性鉱物の含有量が少ないため、一般的に淡色で、非常に細粒（アファナイト質）またはガラス質です。[ 5 ]

噴出火成岩は、石英、アルカリ長石、斜長石( QAPF )の総含有量の 20% ～ 60% を石英が占め、アルカリ長石が総長石含有量の 35% ～ 90% を占める場合、流紋岩に分類されます。類長石は存在しません。そのため、流紋岩は花崗岩の噴出岩と同等といえます。しかし、IUGS は可能な限り鉱物組成に基づいて火山岩を分類することを推奨していますが、火山岩はガラス質であったり粒子が細かったりする場合が多く、鉱物の識別は実際的ではありません。その場合、岩石はシリカとアルカリ金属酸化物( K 2 OとNa 2 O ) の含有量に基づいて化学的に分類する必要があります。流紋岩はシリカと総アルカリ金属酸化物の含有量が高く、 TAS 図の R フィールドに配置されます。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] : 140–146

流紋岩中のアルカリ長石はサニディン、あるいは稀に正長石である。アノーソクレースであることは稀である。これらの長石鉱物は、斑晶として存在することがある。斜長石は通常、ナトリウムに富む（オリゴクレースまたはアンデシン）。クリストバライトとトリディマイトは、石英とともに存在することがある。黒雲母、オージャイト、ファイアライト、角閃石は、一般的な副次鉱物である。[ 5 ]

地質学

流紋岩質マグマはシリカの含有量が高く、鉄とマグネシウムの含有量が低いため、粘性の非常に高い溶岩を形成します。[ 9 ] : 23–26 結果として、流紋岩の噴火の多くは爆発性が強く、流紋岩は溶岩流としてよりも火砕岩として発生することが多くなります。[ 10 ] : 22 流紋岩質の火山灰流凝灰岩は、洪水玄武岩に匹敵する量を持つ唯一の火山噴出物です。[ 9 ] : 77 流紋岩は角礫岩として、または溶岩ドーム、火山岩栓、岩脈の中にも発生します。[ 11 ] [ 12 ] [ 9 ] : 71–72 流紋岩溶岩は800～1,000 °C（1,470～1,830 °F）という比較的低温で噴火し、通常1,100～1,200 °C（2,010～2,190 °F）の温度で噴火する玄武岩溶岩よりもかなり低温です。[ 9 ] : 20

流紋岩は急速に冷却されて結晶が成長しないため、天然ガラス、または黒曜石とも呼ばれるビトロファイアを形成します。[ 13 ]冷却が遅いと溶岩中に微細な結晶が形成され、流動葉理、球晶、結節、岩相構造などの組織が形成されます。流紋岩の中には、気泡の 大きい軽石もあります。[ 5 ]

過アルカリ性流紋岩（アルカリ金属を異常に多く含む流紋岩）には、コメンダイトやパンテレライトなどがある。[ 14 ]過アルカリ性は溶岩流の形態や鉱物学に大きな影響を与え、過アルカリ性流紋岩は典型的な石灰アルカリ性流紋岩よりも10～30倍も流動性が高いことがある。流動性の向上により、小規模な流動褶曲、溶岩洞、細い岩脈を形成できる。過アルカリ性流紋岩は1,200 °C（2,190 °F）を超える比較的高温で噴火する。ホットスポットやリフト（例：カナダ、ブリティッシュコロンビア州のレインボー山脈、イルガチュズ山脈、レベル山）では、バイモーダルシールド火山を構成している。[ 15 ]

流紋岩溶岩の噴火は、珪長質でない溶岩の噴火に比べると比較的まれである。20世紀初頭以降、流紋岩の噴火はわずか4回しか記録されていない。パプアニューギニアのセント・アンドリュー海峡火山、アラスカのノヴァルプタ火山、チリ南部のチャイテン火山とコルドン・カウジェ火山である。[ 16 ] [ 17 ] 1912年のノヴァルプタ火山の噴火は20世紀最大の火山噴火であり、[ 18 ]爆発的な火山活動で始まり、後に噴出的な火山活動へと移行し、火口に流紋岩ドームを形成した。[ 19 ]

岩石生成

無顕晶質流紋岩

流紋岩マグマは、塩基性（シリカに乏しい）マグマの火成作用、分別結晶作用、あるいは溶融した地殻岩石（アナテクシス）の同化作用によって生成されます。安山岩、デイサイト、流紋岩が類似した地殻構造と化学組成で共存していることから、流紋岩はマントル起源の玄武岩マグマが浅い深度で分化作用を起こして形成されたと考えられます。また、流紋岩は地殻堆積岩の溶融によって形成されたと考えられます。[ 10 ]：21 水蒸気は珪長質岩の融点を下げる上で重要な役割を果たしており、[ 10 ]：43 流紋岩マグマの中には、水分含有量が7～8重量％にも達するものもあります。[ 20 ] [ 21 ]：44

高シリカ流紋岩（HSR）は、シリカ含有量が75～77.8% SiO 2で、流紋岩の中でも特徴的なサブグループを形成しています。HSRはすべての火成岩の中で最も進化した岩石であり、その組成は水飽和花崗岩共晶に非常に近く、ほとんどの不適合元素が極めて豊富です。しかし、ストロンチウム、バリウム、ユーロピウムは著しく減少しています。これらは、地下で花崗岩が繰り返し溶融と凍結を繰り返した結果として生じたものと考えられています。HSRは通常、大規模なカルデラ噴火で噴出します。 [ 22 ]

発生

スペリオル湖の流紋岩のビーチ

流紋岩は、収束型プレート境界沿いによく見られます。収束型プレート境界では、海洋リソスフェアのスラブが、その上にある海洋リソスフェアまたは大陸リソスフェアの下で地球のマントルに沈み込んでいます。このような状況では、流紋岩が主要な火成岩となることもあります。流紋岩は、上にあるリソスフェアが海洋リソスフェアよりも大陸リソスフェアである場合に多く見られます。大陸地殻が厚いほど、上昇するマグマが地殻岩石を分化・同化する機会が多くなります。[ 23 ]

流紋岩は陸地から遠く離れた島々でも発見されているが、海洋でこのようなものが発見されることは稀である。[ 24 ]アイスランドのような海洋火山島で噴出するソレアイト質マグマは、流紋岩まで分化することがあり、アイスランドの火山岩の約8%は流紋岩である。しかし、これは稀なケースであり、例えばハワイ諸島では流紋岩の発見は知られていない。海洋火山島のアルカリ性マグマは、ごく稀に過アルカリ性流紋岩まで分化することはあるが、通常は粗面岩で分化が終わる。[ 25 ]

洪水玄武岩の発達後期や中央火山群が発達した場所では、少量の流紋岩が洪水玄武岩と関連して噴火することがあります。 [ 26 ]

名前

流紋岩という名称は、1860年にドイツの旅行家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地質学に導入されました[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]。これはギリシャ語のrhýax（「溶岩の流れ」）[ 30 ]と岩石名の接尾辞「-lite」に由来しています[ 31 ] 。

用途

北米の先史時代、現在のペンシルベニア州東部では流紋岩が広く採掘されていました。主要な採石場の一つに、アダムズ郡のカーボー・ラン流紋岩採石場がありました。流紋岩の採掘は11,500年前から始まりました。[ 32 ]流紋岩は粉砕しても鋭い先端を保ち、槍の穂先や矢じりを作るのに使われたため、デルマーバ半島全域で何トンもの流紋岩が取引されました。[ 32 ]

黒曜石は通常、流紋岩の組成を持ち、先史時代から道具として使用されてきました。[ 34 ]黒曜石のメスは、繊細な手術に使用するために研究されてきました。[ 35 ]軽石も、典型的には流紋岩の組成を持ち、研磨剤、コンクリート、[ 36 ]および土壌改良剤として重要な用途があります。[ 37 ]流紋岩凝灰岩は、古代ローマの建設に広く使用され、 [ 38 ]現代ヨーロッパの建設にも使用されています。[ 21 ] : 138

参照

参考文献

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