ネオモルフィズム

新形作用とは、湿式変成作用の過程を指し、続成作用によって鉱物が、それが形成された岩石と構造的に同一の多形または結晶構造に体系的に変化する。 ^[1]

故ロバート・L・フォークによって造られた新形態現象は、主に岩石の再形成に関わる地質学的プロセスである再結晶と反転の両方の機能を包含する。地質学と岩石学に関連する新形態現象は、炭酸塩鉱物と石灰岩の両方を維持する多くの主要なプロセスの1つである。新形態現象は主にアラゴナイトとマグネシウムを豊富に含む方解石の準安定性の原因であると考えられており、条件が許せば、新形態反応と相互作用により、影響を受ける岩石層のテクスチャ損失や特徴の変形が発生する可能性があります。^[2]

「再結晶」という用語は、結晶構造のサイズや形状を変え、元の鉱物の化学組成と鉱物学を保存する多くの変成プロセスを広く指します。再結晶は新形成によって生じるすべての目に見える変化の大部分を占めるため、「新形成」と「再結晶」という用語は暗黙的に互いを指し示し、したがってほとんどの状況で互換的に使用できます。岩石学では、再結晶には反転による再結晶と置換による再結晶の 2 つの形式があります。

反転は、再結晶化プロセスによって多形が別の多形に変化する複雑な形態の新形態です。多形とは、明確に言えば、結晶構造が互いに異なる鉱物ですが、それ以外は同量および同種の元素で構成されている鉱物です。鉱物構造のあらゆる変化と同様に、多形の変化は、特定の最適温度および圧力レベルを特徴とする環境で最も頻繁に発生します。最適温度および圧力レベルは、対象とする鉱物の種類によって異なります。

具体的には、温度の上昇は原子の振動の増加を引き起こし、原子同士が離れるようになります。励起された原子は、温度の上昇がそれ以上の膨張に必要なエネルギーを提供できなくなるまで膨張し続けます。影響を受けた結晶や鉱物は、骨格構造を膨張させることで前述の原子変化に適応せざるを得なくなり、その結果、前述の結晶や鉱物に目に見える変化が生じます。その間、圧力によって変化した結晶や鉱物は継続的に圧縮され、高密度構造になります。最終製品は、化学的には同一の結晶の集合体ですが、構造的にも見た目にも以前のものとは異なります。^[3]

おそらく最もよく見られる反転の例は炭素です。炭素の反転は、環境の温度と圧力に応じて、2つの非常に異なる多形のいずれかになります。低温低圧下では、反転による再結晶により石炭が生成され、高圧高温下では、反転による再結晶によりダイヤモンドが生成されます。石炭とダイヤモンドはどちらも炭素から生成され、化学的には同一ですが、物理的外観の点で互いに著しく異なります。^[3]

置換は、複雑な形態の新成作用であり、再結晶化のプロセスで 1 つの鉱物が溶解し、その場所に別の鉱物がほぼ同時に「沈殿」します。結果として生じる鉱物は、化学組成の点で前の鉱物とは異なります。置換は、元の鉱物と再形成された鉱物の体積に大きな変化を伴わずに発生し、このプロセスは、テクスチャの損失とテクスチャの保持を意味する、構造破壊型または構造保存型として特徴付けられることがよくあります。たとえば、化石をチャートに置換すると、構造保存型になることが多く、アラゴナイトと方解石をドロマイトに置換すると、構造破壊型になります。ちなみに、この特定のプロセス (アラゴナイトと方解石をドロマイトに置換する) は、置換による再結晶化の最も一般的な形態です。湿式多形転移に似た置換による再結晶は、チャート、黄鉄鉱、赤鉄鉱、アパタイト、無水石膏、ドロマイトなど、さまざまな鉱物で発生します。 ^[1]

再結晶化の過程で、より小さな結晶の代わりにより大きな結晶が形成され、それが失われるか、既存の結晶層内により小さな結晶が形成される場合、新生作用は合体型とみなされます。岩石学では、合体型新生作用には、アグレッシブ新生作用とデグレッシブ新生作用の2種類があります。^[4]

再結晶化によって結晶サイズが増大した場合、新形態は堆積性であるとみなされます。元の鉱物または結晶構造の結晶モザイクは、その過程で劣化することが多く、最終的には粗い結晶モザイクまたは多形に置き換えられます。結果として生じる結晶モザイクおよび/または多形は、反応プロセス中に発生する比較的微細な化学変化によるいくつかの小さな例外を除いて、堆積した結晶が形成された鉱物と化学的に同一です。^[4]

堆積性新生物形成の一般的な形態の 1 つは、斑状新生物形成と呼ばれます。斑状新生物形成は、静的基底部の領域で少数の大きな結晶が形成されるときに発生します。静的基底部とは、その名のとおり、比較的重要ではなく、実質的な変成変化がない地盤の領域です。^[1]前述のこととは別に、斑状新生物形成は、元のミクリティカル マトリックスの破壊によって特徴付けられます。^[5]

再結晶化の過程で、影響を受けた結晶構造のサイズが全体的に減少する場合、新生作用は劣化型とみなされます。劣化型新生作用は、既存の結晶内から新しい結晶が形成される合体型新生作用の一種です。この形態の新生作用は比較的まれで、通常はストレスのかかった条件下で、変成作用の影響を比較的受けていない鉱物にのみ発生します。^[4]

• この PDF の 7 ページ目には、新形態形成のいくつかの特徴が説明されています: Geol 464: 炭酸塩地質学 2007 講義 10
• この PDF の最初のページには、炭酸塩岩の続成作用における新形態作用の役割について簡単に説明されています: Geol 464: 炭酸塩岩質学 2007 講義 8
• 以下の記事では、炭酸塩変成作用における新成作用の役割について説明しています: 炭酸塩堆積岩
• 次の PDF では、地層の変遷における新成作用のさまざまな役割を分析しています: 原生代ストロマトライト炭酸塩岩 (モーリタニア) の炭素同位体の地層の変遷: 原始鉱物学と続成作用の影響
• 次の PDF では、古代の石灰岩の再結晶化のプロセスについて詳しく説明しています: 古代の石灰岩の再結晶化
• 次の百科事典は、新形態のさまざまな機能をまとめたものです。固体地球科学百科事典、フィリップ・キーリー編、2009 年 7 月、ワイリー・ブラックウェル、p. 421 ISBN 978-1-4443-1388-8