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サプロライトは化学的に風化した岩石です。サプロライトは土壌断面の下層に形成され、岩盤表面の深い風化を表します。ほとんどの露頭の色は鉄化合物によるものです。深く風化した断面は、北緯35 度から南緯 35 度までの大陸の陸地に広く見られます。
深く風化したレゴリスが形成される条件には、侵食を防ぎ、化学的風化の生成物の浸出を可能にするほど平坦で、地形的に中程度の起伏が含まれます。2 番目の条件は、長期間にわたる地殻構造の安定性です。地殻構造の活動と気候変動は侵食を引き起こす可能性があります。3 番目の条件は、湿潤な熱帯から温帯の気候です。
風化の進んでいないサプロライト砂利帯水層は、家畜に適した地下水を生成することができます。深い風化により、ボーキサイト、鉄鉱石、サプロライト金、浅成銅、ウラン、残留堆積物の重鉱物など、多くの二次鉱石と浅成 鉱石が形成されます。[1]
定義、説明、場所
サプロライト（ギリシャ語のσαπρος = 腐った + λιθος = 岩）は、化学的に風化した岩石（文字通り「腐った岩」を意味する）です。風化が進むと、サプロライトからラテライトへと連続的に変化します。
サプロライトは土壌層の下部に形成され[1]、基盤岩表面の深い風化を表します。[2]ラテライト質レゴリス（レゴリスは基盤岩の上にある岩のゆるい層です）では、サプロライトは残留ラテライトの上部層に覆われている場合があります。元のプロファイルの大部分は残留土壌または運ばれた表土によって保存されています。[1]風化により、1,000～5億年前には薄いカオリナイト質[Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ] サプロライトが、2億～6,600万年前には厚いカオリナイト質サプロライトが、500万年前にはスウェーデンで中程度の厚さの未熟なサプロライトが形成されました。[2]カオリナイトの一般的な構造は、ケイ酸塩[Si 2 O 5 ] シートが水酸化アルミニウム[Al 2 (OH) 4 ] 層に結合しています。
鉄化合物はサプロライトの主な着色剤です。[3]ほとんどの露頭では、色は鉄化合物に由来しており、色は鉱物学と粒子サイズに関係しています。 [3]サブミクロンサイズの針鉄鉱[FeO(OH)] は黄色で、粗い針鉄鉱は茶色です。[3]サブミクロンサイズの赤鉄鉱 [Fe 2 O 3 ] は赤色で、粗い赤鉄鉱は灰色から黒色です。[3]
レゴリスの厚さは、地表の年代、地殻活動、気候、気候史、および岩盤の組成に応じて、数メートルから150メートル（490フィート）以上までさまざまです。[1]これらの深く風化した地形は現在、温暖湿潤から乾燥、熱帯から温帯まで、さまざまな気候で発生しますが、過去には同様の条件下で形成されました。[1]アフリカ、インド、南アメリカ、オーストラリア、東南アジアの一部では、レゴリスは1億年以上にわたって継続的に形成されてきました。[1]深く風化したレゴリスは熱帯地帯、特に北緯35度から南緯35度までの大陸部に広く見られます。[1]同様の風化レゴリスは、はるかに高緯度にも存在します。南東オーストラリア（ビクトリア州とタスマニア州）の南緯35～42度、米国（オレゴン州とウィスコンシン州）の北緯40～45度、ヨーロッパ（北アイルランド、ドイツ）の北緯55度ですが、地域的には広範囲ではありません。[1]一部の地域では、サプロライトは母材よりも若く、溶岩や堆積岩などの厚い被覆単位よりも古いと考えることで、サプロライトの相対的な年代測定が可能です。この原理は状況によっては有用ですが、グルースが先カンブリア時代の岩石から形成され、第四紀の堆積物で覆われているスウェーデンの一部地域など、他の状況ではほとんど価値がありません。[4]
形成
ある地域のレゴリスは、その地域の長い風化の歴史の産物です。湿潤条件下での風化の初期段階では、浸出と分散が支配的です。 [1]サプロライトは、化学的風化をもたらす降雨量の多い地域で形成され、母岩の鉱物学の明確な分解が特徴です。[5]深く風化したレゴリスの形成条件には、化学的風化の生成物が浸出するのに十分なほど平坦な地形的中程度の起伏が含まれます。[1] 2番目の条件は、地殻変動の長期安定性です。地殻変動と気候変動により、レゴリスが部分的に侵食されます。[1]風化速度が100万年あたり20メートル（66フィート）であることから、深いレゴリスが形成されるには数百万年かかると考えられます。[1] 3番目の条件は、湿潤な熱帯から温帯の気候です。気温が高いほど、反応がより急速に起こります。[1]深い風化は、より寒冷な気候でも発生しますが、より長い期間にわたります。[1]
硫化物は、湿気の多い酸化環境で最も不安定な鉱物の一部です。多くのカドミウム、コバルト、銅、モリブデン、ニッケル、亜鉛の硫化物は、プロファイルの深部まで容易に浸出します。[1] 炭酸塩は、特に酸性環境では非常に溶解性が高く、それらに含まれる元素（カルシウム、マグネシウム、マンガン、ストロンチウム）は激しく浸出します。[1] 蛇紋岩（酸化および加水分解された、シリコンが少なく鉄とマグネシウムに富む酸化物火成岩）は、このゾーンで徐々に風化します。[1]鉄マグネシウム鉱物は、硫化物の少ない苦鉄質岩と超苦鉄質岩に含まれるニッケル、コバルト、銅、亜鉛の主なホストであり、硫化物に含まれる金属よりもプロファイルの上部に保持されます。[1]これらは上層から浸出され、中層から下層のサプロライト中に二次鉄マンガン酸化物とともに再沈殿する。 [1]
用途
西オーストラリアの帯水層はサプロライト砂利でできています。[6]風化の進んでいないサプロライト砂利帯水層は地下水を生産することができ、家畜の飼育に適しています。[6]産出量は帯水層が採取される物質の質感と深さに依存します。[6]
金と炭酸カルシウムまたは炭酸カルシウムマグネシウムの分布は、西オーストラリア州南部のイルガーンクラトンで密接に相関しており、土壌プロファイルの上部1〜2メートル（3.3〜6.6フィート）で、局所的には5メートル（16フィート）の深さで記録されています。[1]金と炭酸塩の関係は、南オーストラリア州ゴーラークラトンでも明らかです。[ 1 ]深成岩の濃縮は地表近くで発生し、水循環が伴い、その結果として酸化と化学的風化が起こります。[1]深部風化によって、残留蓄積中のボーキサイト、鉄鉱石、サプロライト質の金、深成銅、ウラン、重鉱物など、多くの二次鉱石と深成鉱石が形成されます。[1]
参照
参考文献
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vw Butt, CRM; Lintern, MJ; Anand, RR (1997). 「深く風化した地形におけるレゴリスと景観の進化 - 地球化学探査への影響」(PDF) 。 2010 年4 月 22 日閲覧。
- ^ ab Lidmar-Bergström, Karna ; Olsson, Siv; Olvmo, Mats (1997). 「スウェーデン南部の古地表とそれに伴うサプロライト」.地質学会、ロンドン、特別出版. 120 (1): 95. Bibcode :1997GSLSP.120...95L. doi :10.1144/GSL.SP.1997.120.01.07. S2CID 129229906. 2010年4月21日閲覧。
- ^ abcd Hurst, Vernon J. (1977年2月). 「サプロライト中の鉄の視覚的推定」. GSA Bulletin . 88 (2). Geological Society of America: 174. Bibcode :1977GSAB...88..174H. doi :10.1130/0016-7606(1977)88<174:VEOIIS>2.0.CO;2.
- ^ Migoń, Piotr ; Lidmar-Bergström, Karna (2002). 「中央ヨーロッパと北西ヨーロッパにおける深層風化の経年変化: 地質記録の年代測定と解釈の問題」Catena . 49 (1–2): 25–40. Bibcode :2002Caten..49...25M. doi :10.1016/S0341-8162(02)00015-2.
- ^ Dippenaar, Mattys; Van Rooy, Louis; Croucamp, Leon (2006). 花崗岩サプロライトの工学的挙動を決定するための指標実験室試験の使用(PDF) (レポート). IAEG . 2010 年5 月 3 日閲覧。
- ^ abc George, Richard J. (1992年1月). 「西オーストラリア州ウィートベルトのサプロライトと堆積物における地下水系の水理特性」. Journal of Hydrology . 130 (1–4). Elsevier BV: 251. Bibcode :1992JHyd..130..251G. doi :10.1016/0022-1694(92)90113-A.