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ペリドタイト（米国: / ˈpɛrɪdoʊˌtaɪt , pəˈrɪdə- / PERR - ih-doh-tyte, pə- RID - ə- ）は、主に珪酸塩鉱物であるカンラン石と輝石からなる、緻密で粗粒の火成岩です。ペリドタイトは、シリカ含有量が45%未満であるため、超苦鉄質岩です。マグネシウム（Mg2 + ）含有量が高く、これはマグネシウムに富むカンラン石の割合が高いことを反映しており、鉄もかなり含まれています。ペリドタイトは、固体ブロックや破片として、またはマントルで形成されたマグマから結晶が集積した形で、地球のマントルに由来します。これらの層状火成岩複合体から産出するかんらん岩の組成は、輝石、クロム鉄鉱、斜長石、角閃石の相対的な割合を反映して、大きく異なっている。
かんらん岩は、地球のマントル上部の主要な岩石です。特定の玄武岩中に見られるかんらん岩団塊の組成は、ダイヤモンドパイプ（キンバーライト）と同様に特に注目されています。なぜなら、これらは約30kmから 200km 以上の深さから地球のマントルを運んできたサンプルを提供してくれるからです。これらの団塊の中には、オスミウムやその他の元素の同位体比が保存されており、地球形成時に起こった過程を記録しています。そのため、古地質学者にとって、地球のマントルの初期組成や、その過程で起こった複雑な過程の手がかりとなることから、特に重要な研究対象となっています。
ペリドタイトという言葉は、淡緑色のカンラン石からなる宝石ペリドットに由来します。[ 1 ]典型的なペリドタイトは、黒い斑点のある明るい緑色ですが、ほとんどの手持ち標本はより濃い緑色になります。ペリドタイトの露頭は通常、土のような明るい黄色から濃い緑色まで様々です。これは、カンラン石が容易に風化してイディングサイトになるためです。緑と黄色が最も一般的な色ですが、ペリドタイト岩は青、茶色、赤など、幅広い色を示すことがあります。
マグネシウムと鉄を豊富に含み、色指数が90を超える火成岩は超苦鉄質岩と定義される。[ 2 ] 超苦鉄質岩は、ほとんどの超苦鉄質岩で最も豊富な苦鉄質鉱物群であるカンラン石、斜方輝石、単斜輝石、角閃石の相対的な割合によってさらに分類される。ペリドタイトは、岩石中のこれら4つの鉱物群の総体積の40%以上をカンラン石が占める粗粒の超苦鉄質岩と定義される。[ 3 ] [ 4 ]
かんらん岩はさらに以下のように分類されます。[ 4 ] [ 5 ]
輝石角閃石ペリドタイトは、ポーランド南西部のヴィルチャ・グラなどの希少な捕獲岩として発見されている。ここでは、火山活動に伴う炭酸塩含水珪酸流体によるマントル岩の変質によって形成されたと考えられる。[ 18 ]
マントルペリドタイトはマグネシウムが非常に豊富で、典型的なマグネシウム数は89です。[ 19 ]つまり、鉄とマグネシウムの合計含有量のうち、89モル％がマグネシウムです。これは、ペリドタイトを構成する苦鉄質鉱物の組成に反映されています。
カンラン石は、すべてのかんらん岩に含まれる必須鉱物です。これは、(Mg,Fe) 2 SiO 4という可変式を持つ鉄マグネシウムオルトケイ酸塩です。かんらん岩のマグネシウムに富むカンラン石は、通常、オリーブグリーン色をしています。[ 20 ]
輝石は、(Ca,Na,Fe II ,Mg)(Cr,Al,Fe III ,Mg,Mn,Ti,V)Si 2 O 6という可変式を持つ鎖状ケイ酸塩で、さまざまな鉱物からなる大きなグループです。これらは、斜方輝石 (斜方晶系結晶構造を持つ) と単斜輝石 (単斜晶系結晶構造を持つ) に分けられます。[ 21 ]この区別は、単斜輝石が斜方輝石やカンラン石よりも溶けやすいため、輝石ペリドタイトの分類において重要です。 [ 4 ] [ 5 ]最も一般的な斜方輝石はエンスタタイト、Mg 2 Si 2 O 6で、マグネシウムの一部が鉄で置換されています。最も重要な単斜輝石はダイオプサイド、CaMgSi 2 O 6で、これもマグネシウムの一部が鉄で置換されています (ヘデンベルグ石、FeCaSi 2 O 6 )。[ 21 ]輝石の割合が 60% を超える超苦鉄質岩は、かんらん岩ではなく輝石岩に分類されます。輝石は一般的に暗い色をしています。[ 21 ]
角閃石は、輝石に似た鉱物群である角閃石の一種で、水を含む二重鎖構造を持つ。角閃石自体の組成は非常に多様で、チェルマカイト（Ca 2 (Mg,Fe) 3 Al 2 Si 6 Al 2 O 22 (OH) 2）からパルガサイト（NaCa 2 (Mg,Fe) 4 AlSi 6 Al 2 O 22 (OH) 2）まで、その他にも多くの組成のバリエーションがある。[ 22 ]ペリドタイト中に存在する主な原因は、含水流体による変質である。[ 17 ] [ 18 ]
かんらん岩は、カンラン石、輝石、角閃石の含有量によって分類されますが、かんらん岩には他にも多くの鉱物群が特徴的に存在し、その組成のかなりの割合を占めることがあります。たとえば、クロム鉄鉱は最大 50% の量で存在することがあります。(クロム鉄鉱の組成が 50% を超えると、岩石はかんらん質クロム鉄鉱に再分類されます。) その他の一般的な副成分鉱物には、スピネル、ガーネット、黒雲母、磁鉄鉱などがあります。これらの鉱物のいずれかをかなりの量含むかんらん岩は、それに応じて分類が細分化されることがあります。たとえば、レルツォライトにスピネルが 5% まで含まれている場合はスピネル含有レルツォライト、50% まで含まれている場合はスピネルレルツォライトに分類されます。[ 23 ]副成分鉱物は、かんらん岩の形成深度を推定するのに役立ちます。例えば、レルツォライト中のアルミニウムは、約20キロメートル（12マイル）より浅い深度では斜長石として存在し、20キロメートルから60キロメートル（37マイル）の間ではスピネルとして、60キロメートルより深い深度ではガーネットとして存在します。[ 24 ]
かんらん岩は、地球のマントルの深さ約400kmより上の主要な岩石であり 、それより下では、かんらん石は高圧鉱物であるワズレイアイトに変化する。[ 26 ]
海洋プレートは、薄い地殻に覆われた最大約 100 km のペリドタイトで構成されています。地殻は、一般的に 厚さ約 6 km で、玄武岩、斑れい岩、および少量の堆積物で構成されています。海洋地殻の下にあるペリドタイト、「深海ペリドタイト」は、深海底のリフトの壁で見られます。[ 27 ]海洋プレートは通常、沈み込み帯でマントルに沈み込みます。しかし、プレートの断片は、マントルに運ばれるのではなく、オブダクションと呼ばれるプロセスによって大陸地殻に挿入または押し込まれることがあります。挿入は、ある大陸と別の大陸または島弧との衝突などの造山運動中に発生する可能性があります。大陸地殻内に挿入された海洋プレートの断片は、オフィオライトと呼ばれます。典型的なオフィオライトは、主にペリドタイトと、斑れい岩、枕状玄武岩、輝緑岩の岩床・岩脈複合体、赤色チャートなどの関連岩石から構成されています。[ 28 ] [ 29 ]アルプスペリドタイトまたは造山性ペリドタイト塊は、大陸プレート衝突時に山脈に貫入したオフィオライトの古い用語です。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
ペリドタイトは、マントルからマグマによって運ばれてきた破片（ゼノリス）としても産出します。ペリドタイトのゼノリスを一般的に含む岩石には、玄武岩やキンバーライトなどがあります。[ 33 ]キンバーライトはペリドタイトの一種ですが、角礫状の火山物質とも考えられており、[ 10 ]そのためペリドタイトのゼノリスの供給源とも呼ばれています。ペリドタイトのゼノリスにはオスミウムやその他の元素が含まれており、それらの安定同位体比は地球のマントルの形成と進化の手がかりとなります。[ 34 ] [ 35 ]このようなゼノリスは、最大で約200キロメートル（120マイル）[ 36 ]以上の深さから発生します。[ 37 ]
ペリドタイトの火山岩版はコマチアイトであり、地球の歴史の初期に噴出したものが多く、始生代より新しい時代の岩石ではまれである。[ 38 ]
月の角礫岩から小さなかんらん岩片が発見されている。[ 39 ]
かんらん岩族の岩石は地表では珍しく、非常に不安定である。これは、地殻上部や地表の典型的な温度では、かんらん石が水と急速に反応するためである。地表に露出している岩石の多くは、少なくとも部分的に蛇紋岩に変質している。蛇紋岩とは、輝石とかんらん石が緑色の蛇紋石に変化する過程である。[ 20 ]この水和反応では、体積が大幅に増加し、同時に元の組織が変形する。[ 40 ]蛇紋岩は機械的に弱いため、地中を流れやすい。[ 41 ]蛇紋岩の上に発達した土壌には、下層の岩石の組成が特殊なため、独特の植物群落が生育する。[ 42 ]蛇紋石グループの鉱物の一つであるクリソタイルは、アスベストの一種である。[ 43 ]
ほとんどのかんらん岩は、カンラン石の含有量が高いため緑色をしています。しかし、かんらん岩の色は、緑がかった灰色[ 44 ] [ 45 ]からほぼ黒色[ 46 ]、淡い黄緑色[ 47 ]まで様々です。かんらん岩は、陸上では風化して特徴的な茶色の地殻を形成し[ 48 ]、海底では濃いオレンジ色になります[ 49 ] 。
ペリドタイトは塊状になることもあれば、さまざまなサイズの層状になることもある。[ 50 ]層状ペリドタイトは、層状貫入岩の基底層を形成することがある。[ 51 ]これらは、累積組織を特徴とし、累積組織に閉じ込められた液状マグマから形成されたより細かい結晶の基質中に、粗い（>5mm）相互に絡み合った自形（よく形成された）結晶の組織を特徴とする。多くはポイキリティック組織を示し、この液状マグマの結晶化によって、元の累積結晶を覆い、包み込む結晶（チャドロクリストと呼ばれる）が生成された。[ 52 ]
もう一つの組織は、均一な大きさの自形結晶が120°で交差する直線状の粒界を持つ、よく焼きなましされた組織です。これは、ゆっくりとした冷却によって再結晶化が起こり、表面エネルギーが最小限になった場合に生じる可能性があります。カンラン石の結晶粒に不規則な亀裂や変形双晶が見られるカタクラスト組織は、カンラン石のテクトニックな貫入様式に伴う変形のため、カンラン石によく見られます。[ 50 ]
かんらん岩には主に2つの起源があります。地球の集積と分化の際に形成されたマントル岩として、または玄武岩質または超苦鉄質マグマからのカンラン石±輝石の沈殿によって形成された累積岩としてです。これらのマグマは最終的にマントルかんらん岩の部分溶融によって上部マントルから派生します。[ 53 ]
マントルペリドタイトは、衝突山脈のオフィオライト、玄武岩やキンバーライト中のゼノリス、または深海ペリドタイト（海底から採取）として採取される。[ 27 ]これらの岩石は、肥沃なマントル（レルゾライト）または部分的に枯渇したマントル（ハルツブルガイト、ダナイト）のいずれかを表している。[ 54 ]アルプスペリドタイトは、海洋盆地の下にある最上部マントルを表すオフィオライト群のいずれかであるか、山脈の衝上断層に沿って配置された大陸下部マントルの塊である可能性がある。[ 55 ]
層状ペリドタイトは火成堆積物であり、高密度のカンラン石結晶の機械的集積によって形成される。[ 56 ]これらは玄武岩組成などのマントル由来のマグマから形成される。[ 57 ]アラスカ型超苦鉄質複合岩体に関連するペリドタイトは、おそらく火山の根元で形成された累積岩である。[ 58 ]累積ペリドタイトはコマチアイト溶岩流でも形成される。 [ 59 ]
コマチアイトは、地表深くで高度に部分溶融したペリドタイトの高温部分溶融物である。[ 60 ]
エクロジャイトは、主にオンファサイト（ナトリウム斜方輝石）とパイロープに富むガーネットからなる変成岩です。エクロジャイトは、一部のゼノリス産地でペリドタイトと共存しています。 [ 61 ]また、沈み込みに関連するプロセス中に高圧下で変成した岩石でもペリドタイトと共存しています。 [ 62 ]
かんらん岩は、気候変動に関連する温室効果ガス隔離の一環として、大気中の CO 2 を低コストで安全かつ永続的に回収・貯蔵する方法として利用できる可能性がある。[ 63 ]かんらん岩が CO 2と反応して固体の炭酸塩のような石灰岩や大理石のような鉱物を形成することは既に知られており、このプロセスは、単純な掘削と水圧破砕によってCO 2を地下のかんらん岩層に注入することで、100 万倍以上に加速できる。 [ 64 ]
ペリドタイトは、紅海のセントジョンズ島で最初に採掘されたガラス質 の緑色の宝石ペリドットにちなんで名付けられました[ 65 ] 。現在はアリゾナ州のサンカルロスアパッチインディアン居留地で採掘されています[ 66 ] 。
低温で水和したペリドタイトは蛇紋岩の原岩であり、蛇紋岩にはクリソタイルアスベスト（蛇紋石の一種）[ 43 ]やタルク[ 67 ]が含まれる場合がある。
層状貫入岩体と累積ペリドタイトは、通常、硫化物またはクロム鉄鉱鉱石と関連しています。ペリドタイトに関連する硫化物は、ニッケル鉱石と白金族金属を形成します。今日世界で使用されている白金のほとんどは、南アフリカのブッシュフェルト火成岩複合体とジンバブエのグレートダイクから採掘されています。[ 68 ]ペリドタイト中に見られるクロム鉄鉱帯は、世界の主要なクロムの供給源です。[ 69 ]
かんらん岩などの超苦鉄質岩は、ラテライトニッケル鉱床の基盤です。ラテライトは、岩石の主要鉱物を分解する激しい機械的および化学的風化によって形成され、風化によって生成されたイオンは、移動されるか、新しい安定な鉱物を形成します。ニッケルやコバルトなどの元素は、ラテライト鉱床で安定な酸化物、粘土、またはケイ酸塩を形成するため、濃縮されます。超苦鉄質岩は、ニッケルを最大0.3%含むほどニッケルがすでに濃縮されているため、ラテライトニッケル鉱床の原岩となります。ラテライトは最大5%のニッケルを含むことがあります。Niラテライトは、風化力が最も強い熱帯諸国で発生します。[ 70 ]
{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)良質なオリーブ色の結晶はビルマ、中国、ザンビア、パキスタンなど他のいくつかの場所でも発見されているが、既知のペリドットの90%はたった1か所で産出されている。それはネイティブアメリカンの居留地であり、アメリカ合衆国のあまり人が訪れない片隅にある。サンカルロス
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