[25地形・地質・岩石など]の記事一覧 | ★☆★学び活かすのブログ★☆★

ちょっと調べたシリーズ！土、泥、砂、石、岩などは何が違うの？

庭の土いじりをしていると、土に交じって小石、こぶし大の石と出会います。土にも粘土というものや泥といわれるものなど世界が広がります。また、近くの河川敷や海岸や砂丘(中田島砂丘など)には砂があり、ウォーキング途中には大きな石(岩石)などもあります。さらに、鉱物といわれるものなど地中、地表に散見されることがあります。ところで、それぞれよくわかっているかというと、なかなか説明ができません。そこで、ちょっと深堀して調べてみました。正確な定義や説明はなかなか難解ですが、わかりやすいサイトを見つけてご紹介しようと思います。どうしても、自分が理解できるサイトを集めた形となっており、わかりやすさ、専門性などにばらつきがあることをご容赦ください。調べた項目は、下記の通りとなります。① 土② 砂③ 粘土、磁器、陶器④ 石、岩石⑤ 泥⑥ 鉱石、鉱物＜まずは“土”です＞出典：キッズネットhttps://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science0298/(出典：キッズネット)土は岩と生き物からできています。岩は、長い年月の間に自然の力でくだかれたり、けずられたりして、細かくなっていきます。砂場（すなば）の砂なども、このようにもともと岩だったものがけずられてできたものです。しかし、岩がどんなに細かくなっても、それだけでは土にはなりません。土になるためには細かくなった岩に、生き物の力が必要なのです。細かくくだけた岩に、バクテリアがすみついたり、こけが生えたり、動物や植物の死がいがたまったりします。すると、だんだんと砂が土に変わっていくというわけなのです。こうしてできた土には栄養（えいよう）があります。花や木は、この栄養で育つのです。※岩石から削られた砂は、純粋に鉱物から構成されています。そこにバクテリア、地衣類、コケ類などが定住します。次に死んだ生物の分解によって、有機物と腐植物がたまってきます。その後、水や空気などの働きによって、鉱物質と有機物の複雑な混合物ができます。これが土壌、つまり土なのです。→ものすごい年月を経たうえで“土”がつくられているのですね。＜次は“砂”をみてみましょう＞(出典：JAMSTEC/Wikipedia)https://www.jamstec.go.jp/cdex/j/educators/sand/textbook/text02.html [砂と礫の分類]まず「砂」とは何かを説明しましょう。「そんなこと説明されなくても知っているよ。」と思われるかもしれませんが、地質学にはちゃんとした「砂」の定義があるのです。地質学の分類では、直径が2mmから1/16（0.0625）mmの堆積粒子を砂と呼ぶことになっています。これより粗いものは礫（れき）と呼ばれ、これより細かいものはシルトと呼ばれます。 ※シルトシルト（英: silt）あるいは日本語で沈泥（ちんでい）とは、砂より小さく粘土より粗い砕屑物のこと。地質学では、泥（粒径が1/16mm以下のもの）の中で、粘土（粒径が1/256mm以下）より粒が大きく粗いもの（粒径1/16mm - 1/256mm）をシルトと呼ぶ。シルトが続成作用によって堆積岩になったものをシルト岩という。 [砂とは何か？]砂を含めた多くの堆積粒子は、岩石が風雨にさらされて壊れた（風化作用）「かけら」からできています。一般には、はじめ大きな「かけら」（礫：れき）だったものが、河川によって下流に運ばれる途中でさらに細かく砕かれ、細かいものほどより遠くまで運ばれます。つまり、上流の河原では大きな礫（れき）が多く、中流、下流と下るにつれて、細かい礫（れき）から砂へと変化していくのです。砂粒は多くの場合、鉱物結晶１個（鉱物単結晶）からできています。岩石はさまざまな鉱物の集合体ですが、これが壊れて運ばれる過程で鉱物単位に分離され、砂サイズになるとほぼ１個の鉱物から成る粒子になります。しかし中には（特にやや粗い砂には）、まだ完全に単結晶にまで分離しきれていない複合粒子もあり、これを岩片と呼んでいます。また、原岩が非結晶質の岩石（泥岩やチャートなど）の場合にも、壊れたかけらは鉱物ではなく岩片になります。それから、鉱物ではありませんが、火山ガラスのかけらなども同様に壊れて砂粒になることがあります。また、海岸では炭酸塩や珪酸塩の殻を持った生物の死骸（化石）が砂として溜まっているものがあります。有名な「星砂」はこの例です。→ちょっと専門的になってきましたが、もう少し頑張って深堀してみます。※チャートチャート（英: chert）あるいは角岩（かくがん）は、堆積岩の一種。主成分は二酸化ケイ素（SiO2、石英）で、この成分を持つ放散虫・海綿動物などの動物の殻や骨片（微化石）が海底に堆積してできた岩石（無生物起源のものがあるという説もある）。断面をルーペで見ると放散虫の殻が点状に見えるものもある。非常に硬い岩石で、層状をなすことが多い。釘などで削ってもほとんど傷がつかない。チャートには赤色、緑色、淡緑灰色、淡青灰色、灰色、黒色など様々な色のものがある。暖色系のものは、酸化鉄鉱物に起因し、暗色系のものは硫化鉄や炭素化合物に起因する。緑色のものは、緑色の粘土鉱物を含むためである。これらは、堆積した環境によって変わると考えられている。 (出典：wikipedia　チャート/角岩)[砂による地形のいろいろ]砂が広がり植物が極端に少ない地形を「砂漠」と呼ぶ。世界的に見れば砂より岩石や礫が多い。砂の堆積する海岸を「砂浜」と呼ぶ。珊瑚礁などに見られる砂浜などは珊瑚の破砕物である。砂が丘状に堆積する地形を「砂丘」と呼ぶ。砂が海に堆積してできる、くちばし型の地形を「砂嘴」と呼ぶ。砂が海に細長く堆積して出来る地形を「砂州」と呼ぶ。＜粘土とは、磁器、陶器との関係は＞(出典：コトバンク)https://kotobank.jp/word/%E7%B2%98%E5%9C%9F-111710一般語としては、きわめて微細な風化物の粒からなる可塑性と粘性に富んだ物質のことで、砂粒との違いが容易に認識されやすい。岩石の風化物として地質学的に定義すれば、粒径256分の1（2-8）ミリメートル以下の土状沈殿物（海底または湖底の）をいい、地層の間では粘土層あるいは礫(れき)や砂と混在した状態をなしている。粘土の属性として共通の特性は、その化学組成が岩石の風化過程で生成したケイ酸アルミニウムの結晶構造を主体としていることである。※この構造は100ナノメートル～1マイクロメートルの単位で測られるようなコロイド粒子であって、電子顕微鏡で明らかにされた。化学組成の違いによって何種類もの粘土が分類されるが、代表的なものはカオリナイトである。その結晶構造はケイ素四面体（ケイ素原子を中心に置き、四つの酸素原子をその周りに配した立体）が前後左右に連結した結晶板と、アルミニウム八面体（アルミニウム原子の周りに6個の酸素原子を配したもの）が1対1の基本構造をもって連結した結晶板が、上下に何枚も重なり合って1粒の粘土粒子をつくっていると解釈されている。またケイ素四面体とアルミニウム八面体が2対1で重なり合うタイプにはバーミキュライトなどがある。これら粘土の表面や結晶板構造の内面にマイナス荷電が生じ、これにプラスのイオン（カリウムやカルシウム、ときには水素）が吸着されて安定する。また水の分子も吸着されるので、粘土は吸湿性をもつ。さらに粘土粒子どうし、あるいは粗粒の砂やシルト粒子を結合させる力があり、土壌粒子全体に集合体（団粒など）を形成させる効果を現す。粘土にはほかにモンモリロナイト、イライト、ハロイサイト、ベントナイトなどの種類があり、吸湿性の強さには違いがみられる。アロフェンとよばれる粘土鉱物は火山灰の風化過程で生ずるもので、粘土としては例外的に結晶構造をもたない、いわゆる非晶質粘土である。これは有機質コロイド粒子である腐植と結合しやすいという特性をもっている。粘土を土壌の生成過程でみると、風化作用に伴って生ずる二次的生成物であるから、その鉱物成分を二次鉱物といい、あるいは粘土鉱物ともよんで、土壌の生成論、分類論の展開のうえに重要な役割を与えている。［浅海重夫氏・渡邊眞紀子氏］[磁器・陶器](出典：相馬焼)http://soma-yaki.com/news/ygceramics.html日本の焼き物ですと陶器には大堀相馬焼や信楽焼が、磁器には有田焼や九谷焼がありますね。国内外問わず、現在使われている食器類は磁器のものが比較的多いようです。さて、この二つの大きな違いを一言でいえば原材料の違いです。陶器も磁器も珪石と長石という鉱物を含んだ粘土を使うのですが、磁器の方がより長石の割合が高い特別な粘土を使い、焼く時も磁器の方がより高温です。陶器のほうが重厚感を感じる、とか、磁器のほうが透明感を感じる、のようなイメージを持っている方も多いかと思いますが、実はこれらのイメージも原材料と焼成、つまり焼く時の温度の違いによるものです。そもそも陶磁器が焼くことによって固まるのは熱によって粘土内に含まれる長石が溶け、珪石と土をつなぐ接着剤のような役目を果たすからです。陶器の場合、900度程度で焼くのが一般的とのことですが、この状態だと吸水性が極めて高く、水が染みてしまうため、ガラス質の釉薬をかけてもう一度焼くことで表面がつるつるしたものになります。また、低温で焼いているため土と珪石の結び付きが磁器より弱く、器としての硬さも磁器よりは脆いため、割れにくいよう比較的厚めに作られているものが多いです。＜石・岩石とは＞(出典：キッズネット)https://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science0257/岩というのは、大きな石のことですから、岩も石も大きさがちがうだけで同じものであるといえます。そこで、理科の勉強では、岩や石のことをまとめて「岩石」といいます。[岩石の3つの分類]この岩石は、そのでき方から大きく３つに分類されています。まず第１番目は「火成岩（かせいがん）」とよばれる岩石です。火成岩は、火山が作った岩石、と考えればいいでしょう。地面の下には、熱くてドロドロにとけたマグマというものがあるところがあります。これがふき出してくるところが火山です。火成岩は、このマグマが火山からふき出したあと、地表でかたまったり、また、ふき出す前に地下でゆっくりとかたまったりしてできた岩石のことです。２番目は、「堆積岩（たいせきがん）」とよばれる岩石です。堆積岩というのは、何百万年、何千万年、何億年というはるか大昔に、海や湖の底にたまったどろや砂、小石などが長い年月の間に上からの重みなどにおされて、かたまってできた岩石です。３番目は、「変成岩（へんせいがん）」とよばれる岩石です。変成岩というのは、火成岩や堆積岩が、地下のマグマの熱や、地面の中ではたらくおしつぶす力などによって、すがたや性質が変わってしまった岩石のことです。火成岩や堆積岩が熱や圧力で変身したものといえるでしょう。＜“泥”という存在＞地質学における泥とは、岩石が風化・浸食・運搬され生じた陸源の砕屑物のうち、礫や砂よりも細かいものをいう。その分類は粒子の粒径によって決められており、1/16mm以下のものを泥と呼ぶ。泥は必要に応じてさらに細かく分類され、1/16mm（62.5µm）〜1/256mm（4µm）のものをシルト、それ以下のものを粘土と呼ぶ。泥が続成作用により固結してできた堆積岩を、泥岩あるいは泥質岩といい、これには構成粒子のサイズや構造の違いによって、シルト岩と粘土岩、頁岩などと呼ばれるものが含まれる。＜“”鉱石“鉱物”とは＞(出典：wikipedia)①鉱物 - その組成がほぼ単一なもので、なおかつ単結晶であるもの。組成が単一であっても複数の結晶を含む場合は岩石として扱われる。大理石は方解石の結晶により構成されるが、その組成は単結晶ではなく複数の結晶の集合体であるため鉱物ではなく岩石である。②岩石 - 組成が非均質であり、鉱物の集合によって構成されているもの。花崗岩は石英、長石、雲母などの鉱物の集合からなっているため、鉱物ではなく岩石である。③鉱石 - 鉱物や岩石を資源として扱う場合に用いられる通称である。鉄鉱石、硫化鉄鉱、ろう石、石灰石など。 [地質学の鉱物とは]https://www.geolab.jp/science/2003/04/science-007.php地質学の鉱物とは、以下の条件を全て満たさなければなりません。1.結晶質の固体であること。2.自然に生成されること。3.無機物であること。4.ある特定の化学組成を持つこと。5.特有の物理的性質を持つこと。～あとがき～最初は”土”を調べたかったのですが、砂、石・岩石、粘土、磁器・陶器、鉱物・鉱石などと広範囲になってしましました。やはり、個々の定義はなかなか難解で結果的によく理解できずに、恐縮ですがそのまま紹介するだけに終わってしまいました。今回感じたのは。”土”は大変貴重なもので、想像できないくらい長い間をへて作られ、存在する物資であること、まさに「歴史的産物」とも言えますね。”土”がないと、人間にとって必要な野菜もお米も麦もできません。さらにいえば、植物も木々も育ちません。まさに、いきものが生きていくための必要不可避なもののひとつであると認識を新たにしました。以上

2020.10.11

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岩石の世界です、大げさですが地球との対話ですNo.2

前回(昨日11/18)のおさらいをしますと、岩石は大きく分けて、堆積岩、火成岩、変成岩に分類されます。堆積岩とは、水中で（主として海中、まれに湖や河川敷などのこともある）砂や泥などが堆積したものが、長い時間をかけて押し固められて岩石になったものです。火成岩は、マグマが冷え固まってできた岩石で、地上もしくは比較的浅い地下で固まった火山岩と、地下深い所で固まった深成岩に大別されます。変成岩は、もともと堆積岩や火成岩であったものが、高温や高圧などの条件にさらされて、鉱物組み合わせや組織が変化したものです。それでは、それぞれの「岩」について深堀をしてみます。内容は「JAMSTEC」のサイトの転載です。 (出典）JAMSTEC（国立開発研究法人海洋研究開発機構）https://www.jamstec.go.jp/cdex/j/educators/sand/textbook/text04.html＜堆積岩(たいせきがん)＞＜火成岩（かせいがん）＞火山岩と深成岩は組織で区別されます。火山岩は急冷されてできたため、細粒な基質（石基）の中に、比較的早い時期にマグマから結晶化した一部の鉱物結晶（班晶）が浮いているような組織（斑状組織）が特徴的です。石によっては、班晶が全く認められないものもあります。深成岩は、地下深い所でゆっくりと冷え固まったため、すべての鉱物が大きく成長している（等粒状組織）のが特徴です。また、火山岩、深成岩それぞれについて、化学組成（シリカの含有量）によって、酸性岩、中性岩、苦鉄質岩に分類され、この順にシリカの含有量は少なくなります。また、色はシリカの含有量が多いほど白く、少なくなると黒に近づきます。この色の変化は，色指数（しきしすう）いう数値で表すこともできます。色指数とは、岩石に含まれる有色鉱物の体積比を表したもので、黒い岩石ほど値が大きく、白い石ほど小さくなります。※シリカ：珪石（けいせき、英: silica stone）は、ケイ酸質の鉱物や岩石を資源として扱うときの鉱石名。鉱物としては石英、岩石としてはチャート、珪質砂岩、珪岩、石英片岩（珪質片岩）などがある。外観は白っぽいものが多い。SiO2(二酸化ケイ素)（出典：Wikipedia）[火成岩のシリカの科学組成による分類]＜火成岩＞火山岩＞＜火成岩＞深成岩＞＜変成岩（へんせいがん）＞岩石（火成岩、堆積岩）に熱や圧力が加わることによって、構成鉱物の組合せやその鉱物化学組成が変化する現象（再結晶化）を被った岩石のことを変成岩と呼びます。また、高温・高圧下で再結晶化を起こす現象を変成作用といいます。大きく分けると、接触変成岩と広域変成岩に分けられ、高温のマグマが岩石中に貫入した際に、その周囲の岩石が高温を被って変成作用を受けた岩石を接触変成岩と呼び、岩石が地殻変動により深部に埋没し、広域に高温、高圧に晒され、変成作用を受けた岩石を広域変成岩と呼びます。広域変成岩は、再結晶化の程度により、結晶片岩、片麻岩などにさらに分類されます。～あとがき～岩石や石はいつごろ、どのようにできたのだろうと思います。タイムマシーンみたいな過去にさかのぼれる「マシン」があれば、いろいろな過去の歴史がわかるでしょうね。昔、「タイムマシーン」「タイムトラベル」などのTV番組があって、どきどきしてみたことがありました。ある意味で、岩石や石は地球の誕生からの歴史の証人ともいえるかもしれません。いつごろ、どのように発生して、その後のプロセスの中で、鉱山としての金山・銀山・銅山、お城などの城郭や建築に使われた御影石や大谷石など、またセメントの材料となった石灰岩などを考えるとまさに地球との対話になります。また土地の造成時にみられる石の形状や、土、粘土などじっくり見ると、いろいろなことに気付かされます。ちょっと興味を持つだけでいろいろと見えるもので楽しいですね。以上

2019.11.20

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”ブラタモリと“岩石の世界は奥が深い☆彡

TVの番組で「ブラタモリ」という番組があります。番組紹介によれば「街歩きの達人・タモリさんが、“ブラブラ”歩きながら知られざる街の歴史や人々の暮らしに迫る。話題の出来事や街に残された様々な痕跡に出会いながら、街の新たな魅力や歴史・文化などを再発見します。」となっています。タモリさんとNHKのアナウンサー、現在は三代目の林田理沙さんが各地を訪れて、「観光地の紹介、旅行記」との紹介とはちょっと異なる視点で取り上げている面白い番組です。わたしは、その土地の地質、地形などの特徴を歴史も交えながら街歩きの達人・タモリさんが、“ブラブラ”歩きながら知られざる街の歴史や人々の暮らしに迫っていくのが実に楽しく毎回見ています。話題の出来事や街に残された様々な痕跡に出会いながら、街の新たな魅力や歴史・文化などを再発見します。特に、岩石などについてもタモリさんは造詣が深く、自分のことで恐縮ですが、子どものころに埼玉県秩父の武甲山に小学生の遠足で行った時に、めずらしい石や岩にであって興味を持ったことを思い出しました。そこで、昔に戻ってタモリさんみたいに、岩石についてちょっとだけ勉強したいと思いました。 (出典：ちょこたび埼玉)武甲山の山開き＜遠足で行った「武甲山」＞秩父のシンボルである武甲山の山開き。山頂で祭典が行われます。標高1,304mで、登山道も整備されており、毎年、初心者からベテランまで多くの登山客で賑わいます。天気のいい日は遠くの山々まで見渡すことができます。人気が高く、年々登山者は増加しています。（ちょこたび埼玉）崇神天皇の御代、知知夫国の祖神であった、知知夫彦命の霊を、この武甲山に奉祀して以来今日まで、神奈備山（神様のこもる山）として山麓の人々に崇められて参りました。信仰の山としての山塊であるばかりではなく、自然科学から見ても地質、動物、植物など、秩父の山塊のうち他にその類を見ない貴重な存在でした。北面及び頂上の石灰岩採掘によって山容は変貌し、自然科学としての価値も消失して行きます。今ここに失われていく資料を蒐集し、当時の武甲山の全貌を後世に伝えるために、資料館を設立いたしました。なお入り口のコルトンボックスの写真2枚のうち昔の武甲山というのが昭和35年頃、入口の武甲山は平成10年頃のものであり、台石は石灰岩を切断し、磨いて作ったものです。(武甲山資料館)＜岩石について調べた＞ネットで調べていて、よくまとめられていてわかりやすいサイトがありましたので引用、転載をさせていただきご紹介いたします。 JAMSTEC（国立開発研究法人海洋研究開発機構）https://www.jamstec.go.jp/cdex/j/educators/sand/textbook/text04.html＜岩石の種類＞岩石は大きく分けて、堆積岩、火成岩、変成岩に分類されます。堆積岩とは、水中で（主として海中、まれに湖や河川敷などのこともある）砂や泥などが堆積したものが、長い時間をかけて押し固められて岩石になったものです。火成岩は、マグマが冷え固まってできた岩石で、地上もしくは比較的浅い地下で固まった火山岩と、地下深い所で固まった深成岩に大別されます。変成岩は、もともと堆積岩や火成岩であったものが、高温や高圧などの条件にさらされて、鉱物組み合わせや組織が変化したものです。岩石の表面は、風化による変質や汚れで見にくくなっていることがよくあるので、鑑定の際にはハンマーなどで割った新鮮な面を観察するようにすると良いでしょう。 •ハンマーを使用する際には、周りに人がいないかよく確認しましょう。•岩石用ハンマーのヘッドは片側が平らで反対側が尖っていますが、通常は平らな方の面で叩きます。•岩石が割れた瞬間に小さなかけらが跳ねて飛ぶことがありますので、気をつけましょう。特に目に入ると危険なので、使用時には眼鏡をかけると良いでしょう（安全眼鏡=ゴーグルが有ればさらに良い）。また、頸動脈も同様に危険なので、首にもスカーフやタオルを巻いておくと安全です。 •岩石を割る際にはハンマーを持っていない方の手や足で、割ろうとする岩石を固定すると割りやすくなりますが、この時手足の指を叩かないよう、十分注意しましょう。万一叩いた時にダメージを最小限にする為に、手袋や、先端の硬い靴（安全靴など）を装着するようにしましょう。•岩石を割るにはコツがあります。岩石の平らな面を上にして、その真ん中辺りにハンマーの角の部分を当てるような感じで鋭く振ると、比較的上手く割れます。以下に、それぞれの代表的な岩石を紹介されています。中に出てくる鉱物名については「代表的な鉱物の種類」の章を参照してください。次回は、堆積岩、火成岩、変成岩、カンラン岩などの説明となります。出典は（国立開発研究法人海洋研究開発機構）さんからの転載です。～あとがき～小さいころに、異常に石や鉄鉱に興味があった時期がありました。石には、河原の様々な石、金色や銀色、青色、緑色などの色の混じった石や、金属をみるとドキドキしたものです。また、形のきれいな方解石などは実に不思議で魅力あふれるものでした。ブラタモリでは、火山、マグマ、火砕流、地層の変化など地球の内部の営みや、地表に見られる岩石をわかるように説明してくれるので、実に楽しいものです。知ったからどうなるのと言われてもわかりませんが、知らないことを知るよろこびは大きいですね。これからも、見ていきたいと思っています。以上

2019.11.18

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