コンポーネント
フレームワーク粒子 パラダイス採石場、シドニー 、オーストラリア グルス 砂とその由来となった花崗岩類骨格粒子は、砂岩の大部分を構成する砂粒サイズ（直径0.0625～2ミリメートル（0.00246～0.07874 インチ） ）の砕屑片です。 [ 16 ] [ 17 ] 骨格粒子のほとんどは石英 または長石 で構成されており、これらは、ゴールディッチ溶解系列 に見られるように、地球表面での風化 作用に対して最も耐性のある一般的な鉱物です。[ 18 ]
火山 砂粒の顕微鏡写真。上図は平面偏光、下図は交差偏光で撮影したもので、左中央のスケールボックスは0.25ミリメートルを示す。この種の砂粒は 、岩片砂岩の主要構成要素となる。
マトリックス マトリックスは 、骨格粒子間の間隙空間に存在する非常に微細な物質である。[ 1 ]
アレナイトは、基質がほとんどないか全く含まれていない、組織的にきれいな砂岩である。 [ 19 ] ワッケは、基質を多く含む、質感的に汚れた砂岩である。 [ 17 ]
セメント セメントは、珪質砕屑性骨格粒子を結合させるものです。セメントは、砂岩の堆積後、埋没中に形成される二次鉱物です。[ 1 ] [ 1 ]
シリカセメントは、石英またはオパール 鉱物のいずれかから構成されます。石英は、セメントとして機能する最も一般的なケイ酸塩鉱物です。シリカセメントが存在する砂岩では、石英粒子がセメントに付着し、石英粒子の周囲にオーバーグロースと呼ばれる縁が形成されます。オーバーグロースは、セメント化されている石英骨格粒子と同じ結晶学的連続性を保持します。オパールセメントは、火山性 物質が豊富な砂岩に見られ、他の砂岩には非常にまれにしか見られません。[ 1 ] 方解石セメントは最も一般的な炭酸塩セメントです。方解石セメントは、より小さな方解石結晶の集合体です。セメントは骨格粒子に付着し、骨格粒子同士を結合させます。[ 1 ] セメントとして作用するその他の鉱物には、赤鉄鉱 、褐鉄鉱 、長石 、無水石膏 、石膏 、重晶石 、粘土鉱物 、ゼオライト 鉱物などがあります。[ 1 ] 風化によってセメント結合剤が枯渇した砂岩は、徐々に脆くなり不安定になる。このプロセスは、テトラエチルオルトシリケート（Si(OC 2 H 5 ) 4 ）を塗布することで、砂粒の間に非晶質二酸化ケイ素を沈着させることにより、ある程度逆転させることができる。[ 21 ]
Si(OC 2 H 5 ) 4 (l) + 2 H 2 O (l) → SiO 2 (s) + 4 C 2 H 5 OH (g)
細孔空間 間隙空間とは、岩石や土壌内の空隙のことである。[ 22 ] 多孔度 と透水性 に直接関係している。多孔度と透水性は、砂粒の詰め方に直接影響される。[ 1 ]
多孔度とは、岩石内部の隙間が占める体積の割合のことである。[ 22 ] [ 1 ] 透水性とは、水やその他の流体が岩石を通過する速度のことです。地下水の場合、透水性は、単位 水理勾配 の下で1平方フィートの断面を通過する1日あたりのガロン数で測定できます。[ 22 ]
砂岩の種類 砂岩は通常、ガッツィ・ディキンソン法 などの方法を用いて薄片を 点計数することによって分類されます。これにより、石英、長石、岩片の相対的な割合と粘土基質の量が得られます。砂岩の組成は、三角形の石英、長石、岩片チャート（ QFL図 ）と併用することで、堆積物の成因に関する重要な情報を提供できます。しかし、地質学者はQFL三角形の領域を区切る境界のセットについて合意できていません。[ 1 ]
砂岩中の石英、長石、岩片の相対的な存在量を示す三成分図 視覚補助資料は、地質学者が砂岩のさまざまな特性を解釈できるようにする図です。たとえば、QFLチャートには、さまざまな構成の骨格粒子を持つ砂岩の可能性のある構造的起源を示す起源 モデルをマークすることができます。同様に、組織成熟度段階チャートは、堆積物の運動学的処理の度合いが増加するにつれて砂岩が経るさまざまな段階を示します。
構造区と砂岩の起源を示す模式図QFL図 QFLチャートは、砂岩中に存在する骨格粒子とマトリックスを表す図です。このチャートは、火成岩岩石学で使用されるものと類似しています。正しくプロットすると、この分析モデルは砂岩の有意義な定量的分類を作成します。[ 24 ] 砂岩の産地図は通常、QFL図に基づいて作成されるが、地質学者が砂岩の起源となる様々な場所を視覚的に解釈できるようにするものである。 組織成熟度段階チャートは、未成熟、亜成熟、成熟、および超成熟砂岩の違いを示しています。砂岩がより成熟するにつれて、粒子はより丸くなり、岩石のマトリックス中の粘土が少なくなります。[ 1 ]
ドット（1964）の分類体系を若干修正した図。 ドット（1964）の砂岩分類体系は、地質学者が砂岩を分類するために使用する多くの体系の 1 つです。ドットの体系は、ギルバートの珪酸塩砂岩の分類を修正したもので、RL フォークの組織的成熟と組成的成熟の 2 つの概念を 1 つの分類システムに組み込んでいます。[ 25 ] [ 25 ]
この特定の分類体系において、ドットは砂岩とワッケの境界をマトリックス15%に設定している。さらに、ドットは砂岩中に存在する可能性のあるさまざまな種類の骨格粒子を、石英、長石、岩片の3つの主要なカテゴリーに分類している。[ 1 ]
アレナイトとは、骨格粒子間の粘土基質が15%未満の砂岩の一種である。 ワッケとは、骨格粒子間に15%以上の粘土基質を含む砂岩のことである。 石英砂岩は組織的に成熟から超成熟しているため、石英ワッケはまれである。[ 1 ] 長石質ワッケは、マトリックスを15%以上含む長石質砂岩である。[ 1 ] リシックワッケは、基質が15%を超える砂岩である。[ 1 ] アルコース 砂岩は25パーセント以上が長石で構成され ている。[ 6 ] 化学的風化 よりも物理的風化 が優勢な、急速に浸食される 花崗岩質 および変成岩質の地形 から産出される。グレイワッケ 砂岩は、岩片と角張った石英や長石の粒子、あるいは細粒の粘土基質に囲まれた粒子が混在した不均質な岩石である。 この基質 の大 部分は、 頁岩 や一部の火山岩など、比較的軟らかい岩片から形成されており、砂岩層が深く埋没した後に化学的に変化し、物理的に圧縮されたものである。
珪岩 砂岩が広域変成作用 に伴う大きな熱と圧力にさらされると、個々の石英粒子は、以前のセメント物質とともに再結晶化し、珪岩 と呼ばれる変成岩 を形成します。砂岩の元の組織や堆積構造のほとんど、またはすべてが変成作用によって消去されます。[ 4 ] [ 26 ]
地質学者は1941年までに、高圧高温下での変成作用を受けていないにもかかわらず、石英岩の巨視的特徴を示す岩石が存在することを認識していた。これらの岩石は、堆積岩の続成作用 に伴うはるかに低い温度と圧力にのみさらされているが、続成作用によって岩石が非常に固結しているため、変成石英岩と区別するには顕微鏡検査が必要である。このような堆積岩を変成作用によって生成されたメタ石英 岩と区別するために、正石英岩という用語が用いられる。 さらに、正石英岩という用語は、石英で固結した 石英砂岩 全般に、より一般的に用いられることもある。正石英岩（狭義）は、多くの場合、99% SiO 2 で、ごく少量の酸化鉄と、ジルコン 、ルチル 、磁鉄鉱などの微量耐性鉱物のみを含む。通常、 化石は ほとんど存在しないが、元の組織と堆積 構造は保存されている。[ 27 ] [ 28 ]
正石英岩と普通の石英砂岩の典型的な違いは、正石英岩はセメントが非常に強く、粒子の周囲ではなく粒子を横切って割れるという点です。[ 29 ] これは野外 で識別できる違いです。一方、正石英岩とメタ石英岩の違いは、既存の粒子の再結晶化の開始です。境界線は、歪んだ石英粒子が新しい歪みのない小さな石英粒子に置き換えられ始め、偏光顕微鏡で薄片を観察すると識別できるモルタル組織が生成される点に置くことができます。変成度が増加すると、さらに再結晶化が進み、三重点で多角形の粒子が出会う 泡状組織 、そして粗大で不規則な粒子（斑状結晶 を含む）が特徴の斑状組織が生成されます。 [ 26 ]
注記 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Boggs , Sam (2006). Principles of sedimentology and stratigraphy (4th ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. pp. 119– 135. ISBN 0131547283 。 ↑ Swanson, Susan K.; Bahr, Jean M.; Bradbury, Kenneth R.; Anderson, Kristin M. (2006年2月)「ウィスコンシン州南部の砂岩帯水層における優先流の証拠」 Sedimentary Geology . 184 ( 3–4 ): 331–342 . Bibcode : 2006SedG..184..331S . doi : 10.1016/j.sedgeo.2005.11.008 . ↑ ビョルリッケ、クヌート。ヤーレン、イェンス (2010)。 「砂岩と砂岩貯留層」。 石油地球科学 。 pp. 113–140 。 土井 : 10.1007/978-3-642-02332-3_4 。 ISBN 978-3-642-02331-6 。1 2 マーシャック、スティーブン。 『地質学の基礎』 （第3 版）。182ページ 。 ↑ パウエル、ダリル。 「石英岩」 。鉱物情報研究所。 2009年3月2日の オリジナルからアーカイブ済み。 2009年 9月9日 取得 。 1 2 「堆積岩の基本分類」、LS Fichter、ジェームズ・マディソン大学 （JMU）地質学/環境科学科、バージニア州ハリソンバーグ、2000 年 10 月、 JMU-sed-classif 2011 年 7 月 23 日にWayback Machine に アーカイブ済み（アクセス日：2009 年 3 月）：砕屑岩、化学岩、生化学岩（有機岩）を分離します。 ↑ Leeder, MR (2011). 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さらに読む ウェブ、ジョナサン。「砂岩の形状は『重力によって形成された』」 （2014年7月）、BBCニュース
