続成作用

続成作用（/ ˌ d aɪ . ə ˈ dʒ ɛ n ə s ɪ s /）は、堆積物の堆積後に水と岩石の相互作用、微生物の活動、および圧縮によって最初に引き起こされる物理的および化学的変化を説明するプロセスです。圧力と温度の上昇は、堆積物が地球の地殻のより深いところに埋もれるにつれて、初めて役割を果たし始めます。[ ^1]初期段階では、不十分に固められた堆積物が堆積岩に変化すること（石化）は、単に多孔性の低下と水の排除（粘土堆積物）を伴うだけで、主要な鉱物学的組み合わせは変化しません。岩石がさらに上の堆積によってより深く運ばれるにつれて、その有機成分は徐々にケロゲンとビチューメンに変換されます。

続成作用のプロセスには、表面の変質（風化）と深部変成作用は含まれません。続成作用と変成作用の間には明確な境界はありませんが、後者はより高い温度と圧力で発生します。熱水溶液、天水、岩石の多孔度、浸透性、溶解/沈殿反応、および時間はすべて影響を与える要因です。

堆積後、堆積物は堆積物の連続層の下に埋もれ、溶液から沈殿した鉱物によって固められるため圧縮されます。堆積物の粒子、岩石の破片、化石は、続成作用の過程で他の鉱物（方解石、菱鉄鉱、黄鉄鉱、白鉄鉱など）に置き換わることがあります。鉱物の溶解やドロマイト化などのまれなケースを除き、通常、続成作用の過程で多孔性は減少します。

岩石の続成作用の研究は、岩石が受けてきた地質学的歴史と、岩石中を循環してきた流体の性質と種類を理解するために使用されます。商業的な観点からは、このような研究は、さまざまな経済的に実現可能な鉱物や炭化水素の鉱床が見つかる可能性を評価するのに役立ちます。

骨組織の分解においては、続成作用も重要な役割を果たしている。^[2]

ディアジェネシスという用語は、文字通り「世代を超えて」を意味し、^[3]地質学で広く使用されています。しかし、この用語は人類学、考古学、古生物学の分野に浸透し、骨格（生物）材料に発生する変化や変質を説明しています。具体的には、ディアジェネシスは「累積的な物理的、化学的、生物学的環境であり、これらのプロセスは有機物の元々の化学的および/または構造的特性を変更し、保存または破壊の観点からその最終的な運命を決定します」。^{[4] [5]考古学的または}化石 骨に対するディアジェネシスの潜在的な影響を評価するには、骨とそれを包む土壌の元素および鉱物学的組成、および地元の埋葬環境（地質学、気候学、地下水）から始めて、多くの要因を評価する必要があります。 ^[5]

骨は、3分の1が有機質（主にタンパク質 コラーゲン）で、3分の2がミネラル（主にハイドロキシアパタイトの形態をとるリン酸カルシウム）からなる複合的な性質を持っているため、骨の変成作用はより複雑です。^[6]変化は、分子の損失と置換から、結晶の再編成、多孔性、微細構造の変化、そして多くの場合、完全な単位の崩壊まで、あらゆる規模で発生します。^[7]骨の変成作用の一般的な経路は3つ特定されています。

1. 有機相の化学的劣化。
2. 鉱物相の化学的劣化。
3. 複合体に対する（ミクロ）生物学的攻撃。^[8]

それらは次のとおりです。

1. コラーゲンの溶解は、時間、温度、環境pHに依存します。^[8]高温ではコラーゲンの損失速度が加速され、極端なpHはコラーゲンの膨張と加速した加水分解を引き起こす可能性があります。^[8]コラーゲンの損失による骨の多孔性の増加により、骨は加水分解浸潤の影響を受けやすくなり、アミノ酸との親和性を持つハイドロキシアパタイトが内因性および外因性の荷電種を定着させます。^[2]
2. 加水分解活性は、コラーゲンを加速された化学的および生物学的分解にさらすミネラル相転移において重要な役割を果たしている。^[8]化学変化は結晶性に影響を与える。^{[2] [9] F-}またはCOの吸収などの化学変化のメカニズム^{2−3 （}
   _2−3）再結晶化を引き起こし、ハイドロキシアパタイトが溶解して再沈殿し、外因性物質の取り込みまたは置換が可能になる可能性がある。^{[2] [9]}
3. 埋葬されると、骨の劣化の最も一般的なメカニズムである微生物の攻撃が急速に起こります。^[8]この段階では、骨のコラーゲンの大部分が失われ、多孔性が高まります。^[2]低pHによって引き起こされるミネラル相の溶解により、細胞外微生物酵素がコラーゲンにアクセスし、微生物の攻撃が可能になります。^[8]

動物や植物の物質が堆積中に地中に埋まると、構成有機分子（脂質、タンパク質、炭水化物、リグニン-腐植化合物）が温度と圧力の上昇により分解します。この変化は地中深く数百メートルの深さで起こり、ケロゲンとビチューメンという2つの主要な生成物が生成されます。

炭化水素はこれらのケロジェンの熱変化によって生成されると一般に考えられています (生物起源説)。このように、特定の条件 (主に温度依存) が満たされると、ケロジェンはクラッキングまたはカタジェネシスと呼ばれる化学プロセスによって分解され、炭化水素を形成します。

実験データに基づく運動モデルは、続成作用における重要な変化のほとんどを捉えることができ、^[10]圧縮多孔質媒体における数学モデルは溶解沈殿メカニズムをモデル化することができます。^[11]これらのモデルは集中的に研究され、実際の地質学的応用に適用されてきました。

続成作用は炭化水素と石炭の生成に基づいて、エオディアジェネシス（初期）、メソディアジェネシス（中期）、およびテロディアジェネシス（後期）に分けられます。初期またはエオディアジェネシス段階では、頁岩の間隙水が失われ、炭化水素はほとんどまたはまったく生成されず、石炭は亜炭から亜瀝青炭まで変化します。中期ディアジェネシスでは、粘土鉱物の脱水が起こり、石油生成の主な発達が起こり、高揮発性から低揮発性の瀝青炭が形成されます。テロディアジェネシスでは、有機物が分解され、乾燥ガスが生成され、半無煙炭が生成されます。^[12]

新しく形成された水生堆積物の初期続成作用は、微生物が代謝の一環としてさまざまな電子受容体を使用することによって媒介されます。有機物は鉱化され、間隙水中にガス状の二酸化炭素（CO ₂）を放出します。これは条件に応じて水柱に拡散します。この段階での鉱化のさまざまなプロセスには、硝化と脱窒、酸化マンガンの還元、水酸化鉄の還元、硫酸塩の還元、発酵があります。^[13]

骨の変成作用は、環境条件、特に湿気にさらされた骨の有機コラーゲンと無機成分（ハイドロキシアパタイト、カルシウム、マグネシウム）の割合を変化させます。これは、天然の骨成分の交換、空隙または欠陥への沈着、骨表面への吸着、骨からの浸出によって行われます。^{[2] [14]}

• カルセドニー – シリカの微結晶
• チャート – 隠微晶質シリカからなる硬くて細粒の堆積岩
• フリント – 鉱物石英の隠微結晶形態
• コンクリーション – 粒子間の鉱物セメントの沈殿によって形成される密集した塊
• 化石 – 過去の地質時代から保存された生物の遺物または痕跡
• 岩石生成 – 岩石を形成するプロセス