岩石学

岩石単位の岩相とは、露頭、手持ちまたはコアサンプル、あるいは低倍率の顕微鏡で観察できる物理的特性の記述である。物理的特性には、色、質感、粒径、組成などがある。^{[1] [2] [3]}岩相は、これらの特性の詳細な記述、または岩石の大まかな物理的特性の要約のいずれかを指す場合がある。後者の意味での岩相の例には、砂岩、粘板岩、玄武岩、石灰岩などがある。^[4]

岩相学は、地図作成や地域間の相関関係の把握を目的として、岩石層を個々の岩相層序単位に細分化するための基礎です。現場調査などの特定の用途では、岩相学は欧州地質工学規格Eurocode 7などの標準用語を使用して説明されます。

岩石学の名称は岩石の種類に基づいて付けられます。3つの主要な岩石の種類は、火成岩、堆積岩、変成岩です。火成岩は、溶融岩、溶解ガス、固体結晶の混合物であるマグマから直接形成されます。堆積岩は、地球の表面に集まり、岩石化した鉱物または有機粒子から形成されます。変成岩は、高熱または高圧の条件下で既存の固体岩石が再結晶化することによって形成されます。^[5]

火成岩はさらに3つの広いカテゴリーに分類されます。火山活動によって直接生成された壊れた岩石の破片（テフラ）で構成される火成岩は、火砕岩に分類されます。火砕岩は、平均破片（クラスト）サイズと、破片が主に個々の鉱物の結晶、火山ガラスの粒子、または岩石の破片であるかどうかによってさらに分類されます。^[6]化学組成などによる分類もさらに適用される場合があります。^{[7] [8]目に見える鉱物粒子（}顕微岩）を持つ火成岩は貫入岩に分類され、ガラス質または非常に細かい粒子（無顕微岩）の火成岩は噴出岩に分類されます。貫入火成岩は通常、石英、アルカリ長石、斜長石、および長石質の相対的な含有量に基づくQAPF分類を使用して分類されます。超塩基性岩や炭酸塩岩など、珍しい組成の火成岩には特別な分類法があります。可能であれば、噴出火成岩も噴出QAPF分類法を用いて鉱物含有量で分類されますが、鉱物組成の判定が困難な場合は、TAS分類法を用いて化学的に分類されることがあります。これは、シリカとアルカリ金属酸化物の総含有量やその他の化学的基準に基づいています。^{[9] [10] [11]}

堆積岩は、珪質岩か炭酸塩岩かによってさらに分類されます。珪質堆積岩は、粒度分布と石英、長石、岩石片の相対的な割合に基づいてさらに細分化されます。^[12]炭酸塩岩は、炭酸塩岩の成分に応じて、ダナム分類法またはフォーク分類法で分類されます。 ^[13]

変成岩の命名は、原岩、鉱物組成、組織、または変成相に基づいて行うことができます。組織と泥質岩（例：頁岩、泥岩）原岩に基づく命名は、粘板岩と千枚岩を定義するために使用できます。組織に基づく名前は、片岩と片麻岩です。粘板岩から片麻岩までのこれらの組織は、変成作用の継続的に増加する範囲を定義します。^[14]変成相は、特定の鉱物が形成される圧力-温度場によって定義されます。^{[15]変成岩には、}緑色片岩（変成した玄武岩やその他の噴出火成岩）や珪岩（変成した石英砂）など、他にも名前があります。 ^[16]

火成岩と変成岩では、粒度は岩石中の結晶の大きさの尺度です。火成岩では、これは物質が冷却された速度を決定するために使用されます。大きな結晶は通常、貫入火成岩を示し、小さな結晶は岩石が噴出岩であったことを示します。^{[17]珪岩や}大理石など、主に単一の鉱物で構成される岩石の変成により粒度が大きくなる可能性があります (粒成長)。一方、剪断された岩石の変成により粒度が小さくなる場合があります (構造同時再結晶)。^[18]

砕屑性堆積岩では、粒度は岩石を構成する粒子や礫の直径である。これらは、岩石の命名システム（例：礫岩、砂岩、泥岩）を決定するために使用される。砂岩や礫岩の場合、粒度の範囲が広いため、岩石名に粒度の範囲を表す単語が追加される。例としては、「小石礫岩」や「細粒石英砂岩」などがある。^[19]

鉱物粒子が拡大鏡で確認できるほど大きい岩石の場合、目に見える鉱物学的な特徴も説明に含まれています。炭酸塩、方解石で固められた岩石、または方解石の脈がある可能性のある岩石の場合には、希塩酸で泡立ちを調べて方解石（または他の形態の炭酸カルシウム）の存在を検査するのが一般的です。^[20]

岩石の鉱物学的組成は、岩石を分類する主な方法の1つです。火成岩は、可能な限り、QAPF分類または特別な超塩基性岩またはカーボナタイト分類を使用して、その鉱物含有量によって分類されます。^{[9] [10] [11]}同様に、変成相は、岩石が熱と圧力にさらされた程度を示し、変成岩を分類する上で重要であり、サンプル中に存在する鉱物相を観察することによって決定されます。^[15]

岩石やその構成部分の色は、一部の岩石に特有の特徴であり、常に記録されますが、マンセル表色系に基づいてアメリカ地質学会の岩石色見本委員会が作成したような標準的な色見本に照らして記録されることもあります。^[21]

岩石の組織とは、岩石を構成するすべての要素の空間的および幾何学的構成を表します。堆積岩では、目に見える主な組織は通常、層理であり、層理の規模と発達の程度は通常、説明の一部として記録されます。変成岩（接触変成作用によって生成されたものを除く）は、よく発達した平面および線状の組織が特徴です。火成岩も、結晶化中に特定の鉱物相が流動または沈殿して集積物を形成する結果として組織を持つ場合があります。

岩石の組織は、岩石を構成する個々の粒子または岩片の関係を表します。堆積性組織には、岩片の選別度、等級分け、形状、丸みが含まれます。 ^{[22]変成性組織には、変形前の斑状}岩片から変形後の斑状変成岩まで、変形の段階に対する大きな変成鉱物の成長のタイミングを指すものが含まれます。^[23] 火成性組織には、理想的な結晶形状（自形）の結晶から不規則な結晶（下形）まで変化する粒子形状、岩石が非常に不均一な結晶サイズを示すかどうか（斑状であるかどうか）、粒子が整列しているかどうか（粗面組織として説明される）などの特性が含まれます。^[24]

岩石には小規模な構造（個々の露頭の規模よりも小さい）が含まれることがよくあります。堆積岩では、これには底痕、さざ波、泥割れ、交差層理が含まれます。これらは一般に特定の堆積環境の特徴であり、古流向に関する情報を提供できるため記録されます。^[25]断層帯の深部に関連する変成岩では、非対称ブーダン^[26]やマイクロフォールドなどの小規模な構造が、断層帯全体の変位の方向を決定するために使用されます。^[27]火成岩では、小規模な構造は主にパホイホエ対アア玄武岩流などの溶岩や、 ^[28]水域内または氷の下での噴火を示す枕状岩で観察されます。 ^{[29] [30] [31]}

固結していない表層物質にも岩相が与えられることがある。これは粒子のサイズと組成によって定義され、その単位がどのように形成されたかの解釈にしばしば付随する。表層岩相は、湖沼堆積物、沿岸堆積物、河川堆積物、風成堆積物、氷河堆積物、最近の火山堆積物などに分類される。米国地質調査所が使用する表層岩相分類の例としては、「氷河堆積物、ローム質」、「塩湖堆積物」、「風成堆積物、粗いテクスチャ（砂丘） 」などがある。^[32]