斜長石

斜長石（/ ˈ p l æ dʒ ( i ) ə ˌ k l eɪ s , ˈ p l eɪ dʒ -, - ˌ k l eɪ z / PLAJ -(ee)-ə-klayss, PLAYJ -, - ⁠ klayz）^{[ 4 ]}は、長石グループに属するテクトケイ酸塩（骨格ケイ酸塩）鉱物の系列です。斜長石は、特定の化学組成を持つ特定の鉱物を指すのではなく、連続的な固溶体系列であり、より正確には斜長石系列として知られています。これは、ドイツの鉱物学者ヨハン・フリードリヒ・クリスティアン・ヘッセル（1796～1872）によって1826年に初めて示されました。この系列はアルバイトからアノーサイトまでの端成分（それぞれの組成はNaAlSi ₃ O ₈からCaAl ₂ Si ₂ O ₈）に及び、ナトリウム原子とカルシウム原子が鉱物の結晶格子構造内で互いに置換することができます。手持ちのサンプルでは、​​斜長石はしばしば多重結晶双晶または「レコード溝」効果によって識別されます。

斜長石は地球の地殻の主要構成鉱物であり、そのため火成岩の組成、起源、進化を特定するための岩石学における重要な診断ツールである。斜長石は月の高地の岩石の主要構成鉱物でもある。火星表面からの熱放射スペクトルの分析によると、斜長石は火星の地殻で最も豊富な鉱物である。^{[ 5 ]}

その名前は、古代ギリシャ語のπλάγιος（plágios）「斜めの」とκλάσις（klásis）「割れ目」に由来し、その2つの劈開角を指している。  

斜長石は、地殻で最も一般的で豊富な鉱物群です。長石族の鉱物の一部であり、火成岩や変成岩に豊富に存在し、堆積岩中の砕屑鉱物としてもよく見られます。^{[ 6 ] [ 7 ]}_斜長石は単一の鉱物ではなく、アルバイトまたはナトリウム長石（NaAlSi3O8 ）と灰長石またはカルシウム長石（CaAl2Si2O8 ）_という2つの端成分の固溶体です。これらは_、純粋な灰長石から純粋なアルバイトまで、任意の割合で斜長石中に存在できます。^{[ 8 ]}したがって、斜長石の組成は、Na1−xCaxAl1+xSi3−xO8と書くことができ、xは_純粋な_{アルバイトの0}から_純粋な灰長石の1までの範囲です。この固溶体系列は、斜長石系列として知られています。^{[ 9 ] [ 10 ]}特定の斜長石試料の組成は、通常、試料中の灰長石のモル％で表されます。たとえば、灰長石が40モル％の斜長石は、An40斜長石と表記されます。^{[ 11 ]} 

アルバイトと灰長石が高温で任意の割合で固溶体を形成できるのは、斜長石の結晶構造においてカルシウムとアルミニウムがナトリウムとケイ素を容易に置換できることを反映している。カルシウムイオンの電荷は+2であるのに対し、ナトリウムイオンの電荷は+1であるが、両イオンの有効半径はほぼ同じである。電荷の差は、アルミニウム（電荷+3）がケイ素（電荷+4）と共置換することで解消され、どちらも四面体サイト（4つの酸素イオンに囲まれている）を占めることができる。これは、ナトリウムと同じ電荷を持つが、はるかに大きなイオンであるカリウムとは対照的である。カリウムとカルシウムのサイズと電荷の差の結果として、灰長石と、3番目に一般的な造岩長石の端成分であるカリウム長石（KAlSi ₃ O ₈ ）の間には非常に広い混和性ギャップが存在する。カリウム長石は、ナトリウムイオンとカリウムイオンの電荷が同じであるため、アルバイトと固溶体系列を形成し、これはアルカリ長石系列として知られています。したがって、地球上で見つかる長石のほとんどは斜長石またはアルカリ長石であり、純粋なアルバイトではこの2つの系列が重なります。斜長石の組成が灰長石のモル％（前の例のAn40など）で表されている場合、残りはアルバイトであり、カリウム長石はごく少量しか含まれていないと想定されます。^{[ 12 ]}

斜長石は組成に関わらず多くの基本的な物理的特性を共有しているが、その他の特性は組成によって滑らかに変化する。^{[ 9 ]}すべての斜長石種のモース硬度は6～6.5であり、^{[ 12 ]}劈開は[001]で完全、[010]で良好であり、劈開面は93～94度の角度で交わる。^{[ 13 ]}斜長石という名前は、このわずかに斜めの劈開角に由来し、古代ギリシャ語のplágios（πλάγιος「斜めの」）+ klásis（κλάσις 「破断」）である。この名前は1847年にアウグスト・ブライトハウプトによって導入された。^{[ 10 ]}また、手持ちのサンプルではまれに見られる[110]弱い劈開もある。^{[ 13 ]}

光沢はガラス光沢から真珠光沢で、透明度は透明から半透明です。^{[ 8 ]}靭性は脆く、断口は不均一または貝殻状ですが、鉱物が劈開する傾向が強いため、断口はめったに観察されません。^{[ 14 ]}低温では、結晶構造は三斜晶系、空間群P 1に属します。 ^{[ 15 ] [ 16 ]}整った結晶はまれで、組成はナトリウム質であることがほとんどです。^{[ 17 ]}整ったサンプルは、通常、劈開の破片です。整った結晶は通常、[010] に平行な板状または板状です。^{[ 8 ]}

斜長石は通常、白色から灰白色で、カルシウム含有量が多いサンプルほど色が濃くなる傾向がある。^{[ 9 ]}不純物によって、まれに緑色、黄色、または肉色に着色されることがある。^{[ 8 ]}オレゴン州レイク郡の斜長石では、三価鉄（Fe ³⁺）によって淡黄色になる。^{[ 18 ]}比重はカルシウム含有量とともに滑らかに増加し、純粋なアルバイトでは2.62、純粋な灰長石では2.76となり、正確に測定すれば組成の有用な推定値が得られる。^{[ 8 ]}同様に屈折率も1.53から1.58まで滑らかに変化し、注意深く測定すればこれも組成の有用な推定値が得られる。^{[ 13 ]}

斜長石はほぼ例外なく[010]面に双晶条線を生じる特徴的な多重双晶を示します。これらの条線によって斜長石をアルカリ長石と区別することができます。斜長石はカールスバッド双晶、バベノ双晶、マネバッハ双晶を示すこともよくあります。^{[ 8 ]}

斜長石の組成は、通常、灰長石（%An）またはアルバイト（%Ab）の全体割合で表されます。この系列では、アルバイトと灰長石の間にある名前の付いた斜長石がいくつかあります。次の表は、それらの組成を構成要素である灰長石とアルバイトの割合で示しています。^{[ 19 ] [ 20 ]}

これらの鉱物の区別は、野外では容易にはできません。組成は比重からおおよそ決定できますが、正確な測定には化学試験または光学試験が必要です。^{[ 8 ]}粉砕した粒子のマウントの組成は坪井法によって得られ、これにより最小屈折率の正確な測定値が得られ、それによって正確な組成が得られます。薄片では、ミシェル・レヴィ法またはカールスバッド・アルバイト法のいずれかによって組成を決定できます。前者は最小屈折率の正確な測定に依存し、後者は偏光顕微鏡下で消衰角を測定することに依存します。消衰角は光学特性であり、アルバイトの割合（%Ab）によって変化します。^{[ 21 ]}

中級メンバー

斜長石グループの中間的な鉱物は互いに非常によく似ており、通常は光学特性以外では区別できません。各鉱物の比重（アルバイト 2.62）は、灰長石（2.75）が10%増加するごとに0.02増加します。

• バイトナイトは、カナダのオンタリオ州オタワの旧名であるバイトタウンにちなんで名付けられた^{[ 27 ]} 、より塩基性の岩石中に時折見られる希少な鉱物である^{[ 28 ]}。
• ラブラドライトは、斑れい岩や玄武岩などのより塩基性の岩石タイプの代表的な長石です。^{[ 28 ]}ラブラドライトは、結晶の薄層内で光が屈折するため、しばしば虹色の輝きを放ちます。 ^{[ 29 ]}ラブラドライトは、ほぼ完全に斜長石で構成される貫入火成岩である斜長岩の構成要素であることから、ラブラドールにちなんで名付けられました。 ^{[ 28 ]}スペクトロライトとして知られるラブラドライトの変種は、フィンランドで発見されています。^{[ 30 ] [ 31 ]}
• アンデシンは、中程度の量のシリカを含む閃緑岩や、安山岩などの関連する火山岩などの岩石に特徴的な鉱物である。^{[ 28 ]}
• オリゴクレースは花崗岩やモンゾナイトによく見られます。^{[ 28 ]}オリゴクレースという名前は、ギリシャ語のolígos (「小さい、わずかな」) + klásis (「割れ目」) に由来し、その劈開角が 90° と大きく異なることに由来しています。この用語は 1826 年に Breithaupt によって初めて使用されました。^{[ 32 ]}サンストーンは主にオリゴクレース (時にはアルバイト) とヘマタイトの薄片からできています。^{[ 28 ]}

斜長石は、低圧で形成された苦鉄質岩中の主要なアルミニウム含有鉱物です。 ^{[ 33 ]}通常、冷却中の原始マグマから最初に結晶化する最も豊富な長石です。^{[ 34 ]}アノーサイトはアルバイトよりも融点がはるかに高いため、カルシウムに富む斜長石が最初に結晶化します。^{[ 28 ]}斜長石は温度が下がるにつれてナトリウムが濃縮され、ボーエンの連続反応系列を形成します。しかし、斜長石が結晶化する組成は溶融物の他の成分にも依存するため、それ自体は信頼できる温度計ではありません。^{[ 35 ]}

斜長石の液相線（斜長石が最初に結晶化し始める温度）は、シリカ含有量が 50.5 wt% のカンラン石玄武岩では約1,215 °C (2,219 °F) 、シリカ含有量が60.7 wt% の安山岩では 1,255 °C (2,291 °F)、シリカ含有量が 69.9 wt% のデイサイトでは1,275 °C (2,327 °F)です。これらの値は乾燥マグマの場合です。液相線は水の添加によって大きく低下し、斜長石では苦鉄質鉱物よりもはるかに低下します。灰長石と透輝石の混合物の共晶（最小融解混合物）は、水蒸気圧が 1 bar から 10 kbar に上昇すると、灰長石 40 wt% から灰長石 78 wt% に変化します。水の存在は、結晶化する斜長石の組成を灰長石の方へ変化させる。この湿った混合物の共晶点は約1,010 °C (1,850 °F)まで低下する。^{[ 36 ]}        

結晶化する斜長石は、結晶化する溶融物よりも常に灰長石に富む。この斜長石効果により、残存溶融物はナトリウムとケイ素に富み、アルミニウムとカルシウムに乏しくなる。しかし、アルミニウムを含まない苦鉄質鉱物の同時結晶化により、アルミニウムの枯渇を部分的に相殺することができる。^{[ 37 ]}火山岩では、結晶化した斜長石は溶融物中のカリウムの大部分を微量元素として取り込む。^{[ 34 ]}

新しい斜長石結晶は核形成が困難であり、固体結晶内での拡散は非常に遅い。^{[ 35 ]}その結果、マグマが冷えるにつれて、既存の斜長石結晶の縁にナトリウムに富む斜長石が結晶化し、既存の斜長石結晶はカルシウムに富む中心部を保持する。これにより、火成岩中の斜長石に組成ゾーニングが生じる。^{[ 28 ]}まれに、斜長石は逆ゾーニングを示し、ナトリウムに富む中心部にカルシウムに富む縁がある。斜長石は、ナトリウムに富む組成とカルシウムに富む組成の間でゾーンが変動する振動ゾーニングを示すこともあるが、これは通常、全体的な通常のゾーニング傾向に重なっている。^{[ 16 ]}

斜長石は、火成岩の分類において地質学者にとって重要なだけでなく、建設用骨材、建築用石材、粉末状では塗料、プラスチック、ゴムの充填剤として実用的に利用されている。ナトリウムを多く含む斜長石は、ガラスやセラミックの製造にも利用されている。^{[ 47 ]}

斜長岩は将来、アルミニウムの供給源として重要になる可能性がある。^{[ 47 ]}

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