地球科学入門II/2.「堆積物と堆積岩」 - 化学科メタラーのメモ

「堆積物と堆積岩」
1.岩石の種類
　鉱物(mineral)：天然に産出する無機質の均質物質で規則的原子配列をもちほぼ一定の化学組成をもつもの
・火成岩(igneous rock)：マグマの固結によってできた岩石（地殻の95%）
・堆積岩(sedimentary rock)：堆積物が固結してできた岩石
　・砕屑性堆積岩、砕屑岩(clastic sedimentary rock)：砕屑物で構成される堆積岩
　・科学的堆積岩(chemical sedimentary rock)：液体に溶けていた物質が沈殿もしくは水分の蒸発によってできる堆積岩 CaCO₃
　・生物学的堆積岩(organic sedimentary rock)：生物の遺骸やその構成物からなる堆積岩
・変成岩(metamorphic rock)：変成作用をうけた岩石

2.砕屑性堆積岩
分類
・粒度(particle size)：粒子の大きさ⇒粒子を運んだ力を反映（河口からの距離）
・分級度、淘汰度(sorting)：粒子の大きさの揃い具合（分級が良い/悪い）⇒粒子を運んだ媒体や距離（流体からうけたエネルギー）を反映
・円磨度(roundness/angularity)：粒子の角の取れ具合
・球形度(sphericity)：粒子の丸さ
種類
　砕屑岩
　　泥岩(mudstone)-シルト岩(siltstone)-砂岩(sandstone)-れき岩(conglomerate)、角れき岩(breccia)
　火山砕屑岩
　　凝灰岩(tuff)-凝灰角れき岩(tuff breccia)-火山角れき岩(pyroclastic breccia)
　頁岩(shale)：泥岩のうち層状に薄く割れやすい性質（へき開性）があるもの

3.化学的堆積岩
石灰岩(limestone)：石灰石（鉱物）、方解石（鉱石）CaCO₃を50%以上含む岩石
　水から炭酸カルシウムが化学的に沈殿 Ca²⁺+2HCO₃^-→CaCO₃+H₂O+CO₂
　　石灰華、石灰棚、洞くつ生成物など
苦灰岩(dolostone)：苦灰石CaMg(CO₃)₂からなる岩石
　石灰岩中のCaがMgに置換（続成作用）
蒸発岩(evaporite)：水分の蒸発によって沈殿した岩石
　石こう(gypsum CaSO₄･2H₂O)、硬石こう(anhydrite CaSO₄)、岩塩(halite NaCl)
　海水が蒸発すると、石灰岩→岩こう→岩塩

4.生物学的堆積岩
チャート(chert)：二酸化ケイ素、石英(SiO₂)からなる岩石(>90%)、固く緻密なものが多い
・放散虫(radiolaria)やケイ藻(diatom)の遺骸が沈殿
・石灰岩や砂粒を含まない→遠洋性（深海）堆積物
石炭(coal)：植物起源の固体炭化水素
・有機物の脱水、脱炭酸、脱メタン反応
・炭田→植物の分解が遅い高緯度地域（寒冷湿潤）、古生代後期（石炭紀、二畳紀）
石油(oil/petroleum)ガス(gas)：海や湖で繁殖したプランクトンや藻類の生物体の遺骸が化石化し、ケロジェン（油母）を生成、ケロジェンが熱分解して石油系炭化水素を形成（ケロジェン根源説、有機成因説）
　Type I 高H/C 低O/C（藻類）→石油
　Type II低H/C 高O/C （陸上高等植物）→ガス
　有機物が酸化分解しにくい還元的な環境
　白亜紀、ジュラ紀の地層に発達

5.堆積構造
地層の形成
　地層は水平に堆積
　地層は側方に連続
　古い地層の上に新しい地層が堆積
単層(stratum)-地層(strata)：層理面で抉られる一連の連続性、均質性をもつ堆積物
　泥岩→清水環境（湖、河口から遠い海底）
　砂岩、れき岩→流れのある環境
堆積構造(sedimentary structure)：堆積環境を反映
　タービダイト(turbidite)：浅い沿岸域に堆積した土砂が混濁流(turbidity current)によって再堆積したもの→タービダイト砂岩、砂泥互層
斜交葉理：水流の速さや方向が変化
　リップルマーク：波の影響をうける海底
　火炎構造：未固結泥層の上に砂層が堆積
　生物擾乱：底生生物の活動痕