砂岩は、 堆積岩 主に砂サイズの鉱物粒子または岩石の破片で構成されています。 これは世界中で見られる一般的な岩石で、砂漠、川底、海岸地域など、砂が多く堆積している地域でよく形成されます。

砂岩の鉱物組成は大きく異なりますが、一般的なものは ミネラル include 石英, 長石, マイカ, 粘土鉱物。 砂岩の色も、鉱物の組成や不純物に応じて、白やライトグレーから赤、茶色、さらには緑まで幅広く変化します。

砂岩は通常、よくセメントで固められた岩石です。これは、砂粒子がシリカ、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムなどの何らかの種類の鉱物セメントによって結合されていることを意味します。 酸化物。 セメンテーションの程度はさまざまであり、これが岩石の強度と耐久性に影響を与える可能性があります。 砂岩は多孔質であるため、水や油などの液体を保持したり伝達したりすることができ、この特性により砂岩は地球の重要な貯留岩となっています。 石油 業界。

石英-砂岩を含むものは次のように変更できます。 珪岩 変成作用によるもので、通常は造山帯内の地殻圧縮に関連しています。

テクスチャ: 砕屑性(顕微鏡でのみ確認可能)。

粒径:0.06~2mm 肉眼で見えるクラストであり、多くの場合識別可能です。

硬さ: クラストとセメントの組成に応じて、柔らかいものから硬いものまで変化します。

:ミネラル含有量とセメントの変化を反映して、灰色、黄色、赤から白まで変化します。

クラス:主に石英と長石( オルソクローズ、斜長石)、石質砕片とさまざまな少量の他の鉱物を含みます。

その他の機能: 触るとザラザラしています(サンドペーパーのような)。

ミネラル: 石英 or 長石 (両方ともケイ酸塩)

砂岩の組成

砂岩の化学組成は、通常、石英の骨格粒子が砕屑物の主要な鉱物です。 堆積岩。 これらの石英粒子は、硬度や化学的安定性などの優れた物理的特性を備えているため、複数のリサイクル イベントにも耐えられ、粒子がある程度の丸みを帯びることも可能です。 石英粒子は、珪長質起源の深成岩や、リサイクルされた古い砂岩から進化します。 XNUMX 番目に豊富なミネラルは長石のフレームワーク粒子です。

長石 XNUMXつの細分化に分けることができます。 アルカリ長石と斜長石です。 長石鉱物は岩石顕微鏡で識別されます。

アルカリ長石は、鉱物の化学組成が KAlSi3O8 から NaAlSi3O8 の範囲にわたる鉱物グループであり、完全な固溶体を表します。

斜長石長石 NaAlSi3O8 から CaAl2Si2O8 までの範囲の組成を持つ固溶体鉱物の複雑なグループです。

火山砂粒の顕微鏡写真。 上の写真は平面偏光、下の写真は交差偏光、左中央の目盛りボックスは 0.25 ミリメートルです。 このタイプの粒子は、石質砂岩の主成分となります。

石質骨格粒子は、石質断片またはクラストと呼ばれる個々の鉱物粒子にまだ風化していない古代の源岩の一部です。 石片の破片は、細粒または粗粒の火成岩、変成岩、または堆積岩のいずれかになりますが、最も一般的な石片は堆積岩で見つかります。 火山岩の塊です。

副鉱物は砂岩の粒子のわずかな割合です。一般的な副鉱物には雲母 (白雲母 > 黒雲母), かんらん石, 輝石, コランダム。 これらの副粒子の多くは、岩石中のケイ酸塩鉱物の密度が高くなります。 これらの重いミネラルは耐久性を高めます。 風化 ZTR 指数を通じて砂岩の成熟度の指標として使用できます。

一般的な重ミネラルには次のものがあります。 ジルコン, トルマリン, ルチル (したがって ZTR)、 ガーネット, マグネタイト、または源岩に由来する他の高密度で耐性のある鉱物。

マトリックス

マトリックスは、フレームワーク粒子間の破砕された細孔空間内に存在します。 この細孔空間は XNUMX つのクラスに分けることができます。 彼らはアレニ人とワックスです。 アレナイトは、マトリックスがないか、マトリックスがほとんどない、組織的にきれいな砂岩です。 ワックは、かなりの量のマトリックスを含む、テクスチャ的に汚れた砂岩です。

セメント

セメントはケイ素質骨格粒子を結合します。 セメントは、砂岩の埋没中に二次的に堆積する鉱物です。これらのセメント材料は、ケイ酸塩鉱物または非ケイ酸塩鉱物のいずれかです。 方解石。 シリカセメントは石英または オパール ミネラル。 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、小さな方解石結晶の集まりです。 セメントとして機能する他の鉱物には次のものがあります。 ヘマタイト, リモナイト、長石、 硬石膏, 石膏, 重晶石、粘土鉱物、 ゼオライト ミネラル。

砂岩の種類

砂岩は、砂サイズの鉱物、岩石、または有機物質の粒子で構成される堆積岩です。 砂岩の組成、質感、色は大きく異なるため、これらの特徴に基づいてさまざまな種類の砂岩が分類されます。 一般的な砂岩の種類をいくつか示します。

  1. 石英砂岩: このタイプの砂岩は主に石英粒子で構成されています。 石英が優勢であるため、多くの場合、白、灰色、または明るい色になります。
  2. アルコセ: アルコースは、石英や他の鉱物に加えて、大量の長石を含む砂岩の一種です。 長石の存在により、アルコースはピンクまたは赤みがかった色になります。
  3. グレイワッケ: グレイワッケは、石英、長石、岩石の破片が混合した砂岩の一種です。 多くの場合、濃い灰色または緑がかった色になります。
  4. 長石質砂岩: 名前が示すように、この砂岩には長石が多く含まれており、独特の外観を持っています。 鉱物の組成に応じて、色は明るいものから暗いものまでさまざまです。
  5. アレナイト: アレナイトは、石英粒子の割合が高い砂岩に使用される用語です。 多くの場合、よく選別されており、粒度がかなり均一であることを意味します。
  6. ワッケ: ワッケは、石英、長石、粘土鉱物の混合物を含む砂岩の一種です。 多くの場合、選別が不十分であり、粒度はさまざまです。
  7. 交差層砂岩: 交差層理は、堆積物の層が水平層理面に対して傾斜している堆積構造です。 交差層砂岩は、川や砂丘など、水が流れる環境で形成されることがよくあります。
  8. 油砂岩: 砂岩の中には、石油や天然ガスの重要な貯留岩であるものもあります。 これらは、炭化水素の貯蔵と流動に必要な多孔性と透過性を備えています。
  9. 赤い砂岩: 砂岩は、酸化鉄(錆)の存在により、赤みがかった色合いを帯びることがあります。 色は淡いピンクから濃い赤まであります。
  10. ココニーノ砂岩: これは、米国、特に グランドキャニオン。 多くの場合、その交差層が特徴であり、古代の砂丘環境で形成されたと考えられています。

これらの種類の砂岩は、硬度、多孔性、その他の物理的特性が異なるため、建設、建築、芸術などのさまざまな用途に適しています。

砂岩形成の堆積環境と堆積源

砂岩は、堆積物源と関係する輸送メカニズムに応じて、さまざまな堆積環境で形成されます。 砂岩が堆積する一般的な環境には次のようなものがあります。

  1. 河川:河川に堆積した砂岩を河川砂岩といいます。 これらの岩石は通常、よく整理された質感を持ち、主要な鉱物として石英を含んでいます。 砂粒は通常、丸い、またはやや丸い形をしており、堆積物にはシルトや粘土が含まれることもあります。 河川砂岩は、堆積物粒子のサイズと形状、選別と丸みの程度に基づいてさらに分類できます。
  2. 風成砂岩: 風に吹かれた堆積物から形成された砂岩は風成砂岩と呼ばれます。 これらの岩は通常、石英やその他の鉱物の丸い、または角張った粒子が含まれており、よく選別されています。 堆積物は多くの場合、風の流れの方向を反映して交差層になっています。 風成砂岩にもシルトや粘土が含まれる場合がありますが、通常は河川砂岩よりも少ないです。
  3. 海洋: 海洋環境で堆積した砂岩は海洋砂岩と呼ばれます。 これらの岩石は、ビーチ、浅い海洋環境、深海の環境など、さまざまな環境で形成されます。 海洋砂岩は通常、よく選別されており、石英と、長石や石片などの他の鉱物で構成されています。 堆積物には貝殻やその他の海洋物質も含まれている可能性があります 化石、交差層理やその他の堆積構造が見られる場合があります。
  4. デルタ地帯:デルタ地帯の環境で形成された砂岩は、デルタ地帯砂岩と呼ばれます。 これらの岩石は通常、分類が不十分なテクスチャーを持ち、砂、シルト、粘土などのさまざまな粒径の堆積物が含まれています。 砂粒は丸い場合もあれば角張った場合もあり、石英、長石、石片などのさまざまな鉱物が含まれている場合があります。 デルタ状砂岩には、交差層理やその他の堆積構造が見られることもあります。
  5. 他の環境: 砂岩は、扇状地、砂漠、氷河環境などの他の環境でも形成されることがあります。 これらの岩石は、堆積物源と関与する輸送メカニズムに応じて、独特の特徴を持っている可能性があります。

砂岩の形成

砂岩の形成は、既存の岩石の破片であるか、または単鉱物の結晶である可能性のあるセメント粒子です。 これらの粒子を結合するセメントは、通常、方解石、粘土、シリカです。 砂の粒径は (地質学において) 0.0625 mm ~ 2 mm (0.0025 ~ 0.08 インチ) の範囲内に定義されています。 シルト岩や頁岩など、肉眼では見えない小さな粒径の粘土や堆積物は、通常粘土質堆積物と呼ばれます。 角礫岩や礫岩などのより大きな粒径の岩石は、粗質堆積物と呼ばれます。 最も一般的なセメント材料はシリカと炭酸カルシウムであり、これらは多くの場合、溶解または次のいずれかに由来します。 変更 埋めた後の砂です。 色は通常、黄褐色または黄色です(透明な石英と暗い石英の混合による)。 アンバー 砂の長石含有量)。 砂岩が堆積する環境は、結果として生じる砂岩の特性を決定する上で非常に重要です。砂岩の特性には、より詳細には粒度、選別、組成が含まれ、より一般的には岩石の形状や堆積構造が含まれます。 堆積の主な環境は、次のような大まかなグループに示すように、陸上と海洋に分かれる可能性があります。

陸上環境

  • 河川(堤防、ポイントバー、水路の砂)
  • 扇状地
  • 氷河の流出
  • 砂漠(砂丘とエルグ)

海洋環境

  • デルタ
  • ビーチと海岸の砂
  • 干潟
  • 沖合のバーと砂波
  • ストーム 預金 (テンペタイト)
  • タービダイト (海底水路と扇風機)

砂岩の岩石学的分析技術

岩石学的分析技術は、 鉱物学、砂岩サンプルのテクスチャ、生地。 砂岩の岩石学的分析に一般的に使用される手法には、次のようなものがあります。

  1. 薄切片分析: これには、砂岩サンプルの薄片を切り取り、顕微鏡検査のためにスライドガラス上に置きます。 薄片分析により、粒径、選別、形状、鉱物学、堆積構造に関する情報が得られます。
  2. X 線回折 (XRD): XRD は、砂岩サンプルの鉱物組成を特定するために使用される技術です。 この方法では、サンプルに X 線を照射し、サンプル中に存在する鉱物によって X 線が回折されます。 回折パターンを使用して、サンプル中に存在する鉱物を識別できます。
  3. 走査型電子顕微鏡 (SEM): SEM は、砂岩サンプルの表面の高解像度画像を取得するために使用される技術です。 この方法では、電子ビームでサンプルをスキャンし、サンプルの表面と相互作用して画像を生成します。 SEM を使用すると、砂岩サンプルの表面の質感や個々の粒子の形状とサイズを検査できます。
  4. カソードルミネッセンス (CL): CL は、砂岩サンプル中の鉱物の発光特性を研究するために使用される技術です。 この方法では、サンプルに電子を衝突させ、サンプル中に存在する鉱物を励起して発光させます。 CL は、砂岩サンプルの鉱物学的特徴を特定し、岩石の続成過程を研究するために使用できます。
  5. 粒度分析: これには、砂岩サンプルをさまざまなサイズの画分にふるい分けし、各画分の割合を測定することが含まれます。 粒度分析により、砂岩サンプルの質感と選別に関する情報が得られます。
  6. 化学分析: 砂岩サンプルの化学分析により、岩石の元素組成に関する情報が得られます。 蛍光 X 線 (XRF) は、砂岩サンプルの化学分析に使用される一般的な技術です。

これらの岩石学的分析技術は、砂岩サンプルの堆積履歴と堆積環境を理解するだけでなく、石油産業における貯留岩としての潜在的な用途を特定するためにも重要です。

用途とアプリケーション

砂岩は、その耐久性、強度、美的魅力により、何千年もの間、建設や建築に使用されてきました。 砂岩の一般的な用途には次のようなものがあります。

  1. 建物のファサードと外装: 砂岩は、その自然の美しさと耐久性により、建物のファサードや外装によく使用されます。 政府の建物、博物館、その他の重要な建造物によく使用されます。
  2. 舗装と床: 砂岩は、その強度と滑りにくさから、舗装や床にも使用されます。 歩道、パティオ、プールの周囲によく使用されます。
  3. 記念碑と彫刻: 多くの歴史的な記念碑や彫刻は、複雑なデザインに彫刻したり形を整えたりできるため、砂岩から作られています。
  4. 砂利と骨材: 砕いた砂岩は、道路建設やコンクリート製造などの建設プロジェクトで砂利や骨材としてよく使用されます。
  5. 石油とガスの探査: 砂岩は石油とガスの探査にとって重要な貯留岩であり、その多孔性と浸透性の特性は炭化水素の回収にとって重要です。

全体として、砂岩は建設、建築、産業において幅広い用途があり、その耐久性と自然の美しさにより、非常に人気のある建築材料となっています。

砂岩がよく見つかる地層と場所

砂岩は、砂サイズの粒子が蓄積して固まって形成される一般的な堆積岩であるため、世界中で見つけることができます。 砂岩の堆積物は、川や河床、ビーチ、砂漠、さらには水中など、さまざまな環境で見つけることができます。 注目すべき砂岩の地層には、米国南西部のナバホ砂岩、オーストラリアのレッド ロック キャニオン地層、ヨルダンのペトラの砂岩の崖などがあります。 さらに、多くの建物や記念碑の石は砂岩で作られており、建設や造園プロジェクトで人気の素材です。

砂岩は、次のような世界中のさまざまな地層や場所で見つかります。

  1. グランドキャニオンやザイオン国立公園などの壮大な奇岩を形成するアメリカ南西部のコロラド高原。
  2. 米国東部のアパラチア山脈では、いくつかの異なる地層で発生します。
  3. 広大な砂丘などが形成されるアフリカのサハラ砂漠。
  4. 米国ネバダ州のレッド ロック キャニオン。見事な赤い砂岩の崖と岩層が形成されています。
  5. 険しい地形を形成するスコットランドの高地 風景。
  6. オーストラリアにあるグレート オーストラリア湾。海食崖や海岸地形が形成されています。
  7. 南アフリカのカルー盆地。厚い堆積物が形成されています。
  8. 広大な砂丘などが形成されるアジアのゴビ砂漠。
  9. イングランド南部のジュラシック コースト。印象的な海岸地形と崖が形成されています。
  10. 美しい山の風景と岩層を形成するイタリア北部のドロミテ。

砂岩は世界中の他の多くの場所でも見つかるため、これらはほんの一例です。

建設、建築、その他の産業における砂岩の用途と応用

砂岩は何千年もの間、建設や建築に使用されてきました。 耐久性、入手しやすさ、魅力的な外観により、さまざまな用途で人気があります。 砂岩の一般的な用途と用途には次のようなものがあります。

  1. 建築材料: 砂岩は、その強度、耐久性、耐候性により、何世紀にもわたって建築材料として使用されてきました。 壁、床、階段、柱、その他の構造要素の建設に使用されます。
  2. 造園: 砂岩は、小道、パティオ、擁壁、その他の屋外施設の造園によく使用されます。 その自然な色と質感は、庭のデザインに人気の選択肢です。
  3. 彫刻とアート: 砂岩は、その加工性と美的品質により、彫刻やアートに人気の素材です。 古代および現代の彫刻の多くは砂岩から作られています。
  4. 産業用途: 砂岩は、ガラス、セラミック、その他の工業製品の製造に使用されます。 セメントやコンクリートの原料としても使われます。
  5. 歴史的保存: 砂岩は、その入手可能性と伝統的な建築材料との互換性により、歴史的建造物や記念碑の修復によく使用されます。

全体として、砂岩の多用途性、耐久性、美的品質により、砂岩は建設、建築、その他の産業における幅広い用途にとって価値のある材料となっています。

要点のまとめ

砂岩に関する重要なポイントは次のとおりです。

  • 砂岩は、主に砂サイズの鉱物粒子または岩石の破片から構成される堆積岩です。
  • 砂岩は、組成(例:石英アレナイト、アルコース、石質砂岩)とテクスチャ(例:よく選別された、不十分に選別された、礫岩)に基づいて分類できます。
  • 砂岩は一般に、河川、風成、海洋、三角州などのさまざまな堆積環境で形成されます。
  • 岩石学的分析技術を使用して、砂岩の鉱物組成と組織を決定できます。
  • 砂岩には、建設、建築、石油産業など、幅広い用途と用途があります。
  • 砂岩が見つかる一般的な地層には、コロラド高原、アパラチア山脈、北米の西部内陸海路、アジアのゴビ砂漠、オーストラリアのシンプソン砂漠などがあります。

参考文献

  • ボーネウィッツ、R. (2012)。 岩石と鉱物。 第2版ロンドン: DK Publishing。
  • ウィキペディアの寄稿者。 (2019年27月XNUMX日)。 砂岩。 の ウィキペディア、無料​​百科事典。 23 年 32 月 28 日 2019:XNUMX より取得 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sandstone&oldid=894401818