スカルン

スカルンまたはタクタイトは、広域変成作用または接触変成作用および交代作用中に炭酸塩を含む岩石の置換によって形成される粗粒変成岩です。スカルンは、不純な炭酸塩原岩の変成再結晶、異なる岩相の二重交代作用、およびマグマ熱水流体による浸透交代作用によって形成されることがあります。 ^{[1]スカルンは、}カルシウム-マグネシウム-鉄-マンガン-アルミニウムの ケイ酸塩鉱物に富む傾向があり、石灰ケイ酸塩鉱物とも呼ばれます。^{[2] [3] [4] [5]これらの鉱物は、}熱水流体が火成岩または堆積岩起源の原岩と相互作用するときに発生する変質の結果として形成されます。多くの場合、スカルンは、ドロマイトまたは石灰岩のいずれかからなる炭酸塩層に貫入する断層または剪断帯の内部および周囲に見られる花崗岩質のプルトンの貫入と関連している。スカルンは広域変成作用または接触変成作用によって形成されるため、比較的高温の環境で形成される。^{[2] [3] [4] [5]}交代作用に関連する熱水流体は、マグマ、変成岩、隕石、海洋、またはこれらの混合など、さまざまな源から発生する可能性がある。^[4]結果として生じるスカルンは、熱水流体の元の組成と原岩の元の組成の両方に大きく依存するさまざまな鉱物で構成される可能性がある。^[4]

スカルンに採掘して利益を得られるほどの鉱石が含まれている場合、それはスカルン鉱床として分類されます。^{[2] [3] [4]}

スカルンは、スウェーデンの古い鉱山用語で、もともとはスウェーデンのパースベリ鉱山地区の古原生代時代の石灰岩に取って代わったと思われる鉄鉱石を含む硫化物鉱床に関連するケイ酸塩脈石または廃岩の一種を表すために使用されていました。^[6]

スカルンはカルシウム、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウムのケイ酸塩鉱物で構成されています。スカルン鉱床は、スズ、タングステン、マンガン、銅、金、亜鉛、鉛、ニッケル、モリブデン、鉄などの金属の供給源として経済的に価値があります。^[5]

スカルンは、2つの隣接する岩相単位間の変成作用中にさまざまな交代作用によって形成されます。スカルンは、頁岩、花崗岩、玄武岩など、ほぼすべての岩石タイプで形成されますが、スカルンの大半は石灰岩またはドロマイトを含む炭酸塩岩で見つかります。スカルンは、プルトンの近く、断層や主要な剪断帯沿い、浅い地熱システム、海底の底でよく見られます。^[4]スカルンの特定の鉱物学は、原岩の鉱物学と密接に関連しています。^[7]

スカルンの鉱物学では、ガーネットと輝石が主で、多種多様な石灰珪酸塩鉱物と関連鉱物として、イドクレース、ウォラストナイト、アクチノライト、マグネタイトまたはヘマタイト、緑簾石、スカポライトが含まれます。スカルンは不適合元素を豊富に含むシリカを多く含む水性流体から形成されるため、トルマリン、トパーズ、緑柱石、コランダム、蛍石、アパタイト、重晶石、ストロンチアン石、タンタライト、アングルサイトなど、さまざまな珍しい鉱物タイプがスカルンに含まれています。[ ^8]

スカルンは特定の基準に応じてさらに細分化することができます。スカルンを分類する方法の1つは、その原岩によって分類することです。原岩が堆積起源である場合は外スカルンと呼ばれ、原岩が火成岩である場合は内スカルンと呼ばれます。^{[3] [4]}

スカルンの主な組成とその結果生じる変質の組み合わせを観察することで、原岩に基づいてさらに分類することができます。スカルンにオリビン、蛇紋石、金雲母、マグネシウム単斜輝石、斜方輝石、スピネル、パーガサイト、ヒューマイトグループの鉱物などの鉱物が含まれている場合、それはドロマイト原岩の特徴であり、マグネシウムスカルンとして分類できます。もう1つのクラスは石灰質スカルンと呼ばれ、ガーネット、単斜輝石、珪灰石を含む主な鉱物の組み合わせを含む石灰岩原岩の置換生成物です。^[3]

ガーネットや輝石を主成分とし、細粒で鉄分を含まず、スカルンのような外観を持つ岩石は、一般的に「スカルノイド」と呼ばれます。スカルノイドは、細粒ホルンフェルスと粗粒スカルンの中間段階です。^{[3] [4]}

スカルンを鉱石母岩として含む金属鉱床はスカルン鉱床と呼ばれ、閉鎖系変成作用または開放系交代作用の任意の組み合わせによって形成される可能性がありますが、ほとんどのスカルン鉱床はマグマ熱水系に関連していると考えられています。^[1]スカルン鉱床は、銅 (Cu) スカルン鉱床やモリブデン (Mo) スカルン鉱床など、主要な経済的要素によって分類されます。^{[2] [3] [5]}

石灰鉄スカルンの地質構造は、海洋島弧であることが多い。母岩は、貫入する石灰岩層に関連する斑れい岩から閃長岩までの範囲であることが多い。マグネシウム鉄スカルンの地質構造は、大陸縁辺であることが多い。母岩は、貫入するドロマイトおよびドロマイト質堆積岩に関連する花崗閃緑岩から花崗岩であることが多い。磁鉄鉱は、これらのタイプのスカルン鉱床の主要鉱石であり、その品位は40～60%である。黄銅鉱、斑銅鉱、黄鉄鉱は、マイナー鉱石を構成している。^{[9] [10]}

銅鉱床の地質学的背景は、古い大陸縁辺炭酸塩層を貫入するアンデス型の深成岩であることが多い。母岩は石英閃緑岩と花崗閃緑岩であることが多い。黄鉄鉱、黄銅鉱、磁鉄鉱は典型的にはより多く見られる。^{[9] [10]}

一般的に、形成されるスカルンにはエクソスカルンとエンドスカルンの2種類があります。^[11]

エクソスカルンはより一般的で、反応性岩石ユニットと接触する貫入体の外側に形成されます。貫入体の結晶化から残った流体が、沸騰と呼ばれるプロセスで、定置の衰退段階で塊から噴出したときに形成されます。これらの流体が反応性岩石、通常は石灰岩やドロマイトなどの炭酸塩岩と接触すると、流体はそれらと反応して変質を引き起こします（浸透交代作用）。^[4]

エンドスカルンは、破砕、冷却節理、ストックワークが形成された貫入体内部に形成され、透水性領域を形成します。この透水性領域は、貫入体自体から発生した流体が周囲の岩石（原岩）と相互作用して変化する可能性があります。したがって、原岩の組成と組織の両方が、結果として生じるスカルンの形成に大きく影響します。エンドスカルンはまれであると考えられています。^[4]

反応スカルンは、薄い層状の堆積ユニット上で起こる等化学変成作用によって、隣接するユニット間の小規模な^[a]交代作用によって形成されます。^{[4] [12]}

スカルノイドは、細粒で鉄分の少ない石灰珪酸塩岩です。スカルノイドは、ホルンフェルスと粗粒のスカルンの間に見られる傾向があります。^{[13] [14] [15]}スカルノイドは、一般的に原岩の組成を反映しています。^[4]

大規模なスカルン鉱床のほとんどは、ホルンフェルス、反応スカルン、スカルノイドを形成する初期変成作用から、比較的粗粒で鉱石を含むスカルンを形成する後期変成作用へと移行する。マグマの侵入により周辺地域で接触変成作用が誘発され、結果としてホルンフェルスが形成される。ホルンフェルスの再結晶化と相変化は、原岩の組成を反映している。ホルンフェルスの形成後、マグマ、変成岩、海洋、隕石、またはこれらの混合源からの熱水流体を伴う交代作用が発生する。このプロセスは等化学変成作用と呼ばれ、不純な岩相単位や小規模交代作用が発生する流体境界に沿って形成されるさまざまな石灰珪酸塩鉱物の生成につながる可能性がある（粘土岩、石灰岩、縞状鉄鉱層）。^{[2] [3]}

貴重な金属を含むことで経済的に重要と考えられているスカルン鉱床は、大規模な交代作用の結果であり、流体の組成がスカルンとその鉱石の鉱物学を制御します。それらは比較的粗い粒子であり、原岩や周囲の岩石の組成を強く反映していません。^{[3] [4]}

珍しいタイプのスカルンは、黒色頁岩、黒鉛頁岩、縞状鉄鉱層、そして時には塩岩や蒸発岩などの硫化物や炭素質岩と接触して形成されます。ここでは、流体はイオンの化学交換による反応が少なく、壁岩の酸化還元電位による反応です。 ^[4]

スカルン鉱床から産出される主要な経済金属は、銅、タングステン、鉄、錫、モリブデン、亜鉛、鉛、金である。^{[2] [3] [4] [5]その他のマイナーな経済元素には、}ウラン、銀、ホウ素、フッ素、希土類元素がある。^[4]

現在および過去における主要な経済的なスカルン鉱床の例をいくつか挙げます。

• 鉄スカルン：ダシュケサン鉱山、アゼルバイジャン

• 銅スカルン：ビンガムキャニオン鉱山、ユタ州、米国

• タングステンスカルン：韓国、上東鉱山

• 金を含むスカルン：カナダ、ブリティッシュコロンビア州、ヘドリー・マスコット鉱山

• 亜鉛鉛スカルン:サンタ・エウラリア、チワワ、メキシコ

• ニッケルスカルン：エイヴベリー鉱山、ジーハン、タスマニア（オーストラリア）

• モリブデンスカルン：楊家長江鉱山、中国

• 鉱石の起源 – 地球の地殻内でさまざまな種類の鉱床がどのように形成されるか

ウィキメディア・コモンズには、スカルンに関連するメディアがあります。

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