2018/11/1

1

一 般 地 質 学 （Physical Geology）

おお とう

第 ５ 回

都市デザイン学部地球システム科学科

大 藤 茂 おお とう

来週小テスト！

時間：１６時３０分から１０分間

範囲：第５話まで（持ち込み不可）

May 17, 2008

ハワイ天皇２

3

ハワイ天皇１

4

結晶分化作用（非平衡） →マグマ多様化の原因？

マグマ混合→多様化の原因？

高温の苦鉄質マグマが，融点の低い

（珪長質鉱物からなる）地殻を融か

し，珪長質マグマを作る。

苦鉄質マグマと珪長質マグマが様々

な割合で混合し，多様な化学組成の

マグマを作る。

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2

韓国の古第三紀花崗岩類の露頭

固 溶 体 の 相 変 化

カンラン石 ↓

プリント 参 照

モル％ フォルステライト（Mg） ファヤライト（Fe）

固 溶 体 の 相 変 化 この状態で固結した岩石は？

答：火山岩

この状態で固結した岩石は？

答：深成岩

・水なら 0ﾟC で

固相と液相が平

衡

・固溶体では，あ

る温度範囲で固

相と液相が平衡

・ある温度で平衡 な固相・液相の 組成は一定（温

度 T2 →固相 S2

・液相 L2）

G i b b s の 相 律

f = c - p + 2 f： 自由度（自由に選べる

示強性状態変数の数）

c： 独立成分の数

p：相の数（気相，液相，

固相（鉱物の種類））

水の状態図（相変化）

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高温実験→相平衡図の作成

・AbとAnを色々

な割合で混ぜ，

ある温度でゆっ

くり加熱→急冷

★→元の組成と同

じ組成の斜長石

★→元の組成と同

じ組成のガラス

①→組成 S2の斜

長石と組成 L2

のガラスが

S : L（モル比）

★ ★ ★

★ ★ ★

★

★ ★

★

★

★

★

★

★

★ ★ ★ ★

★ ★ ★ ★ ★ ★

★ ★

★

★

① S L

モル％

固溶体の相変化（平衡）

モル％

・組成 L1 の液相

を冷やす

・温度 T1 まで冷

えたところで，

組成 S1（An90

Ab10）の斜長石

一粒が晶出，組

成 L1 の液相と

平衡・共存

・冷却が進むと，

液相も斜長石も

Ab 成分に富む

ようになる。

★

固溶体の相変化（平衡）

・温度 Tx まで冷

えると，組成

Sx (An82Ab18)

の斜長石と組成

Lx (An50Ab50)

のメルトが平

衡・共存。

量比は a : b。

・さらに温度 T2

まで冷却すると

…？

Tx

Lx Sx

a b

モル％

固溶体の相変化（平衡）

・温度 T2 まで冷

えると，組成

L2 (An37Ab63)

のメルトの最後

の１滴が消え，

全体が組成 S2

（＝L1）の斜長

石（固相）とな

る。

モル％

モル％

斜長石の相変化（非平衡）

・固相を系から

取り除く（非

平衡）→ L2よ

り Ab 成分に

富む液相や，

S2より Ab 成

分に富む固相

が生じ得る

a b

結晶分化作用（非平衡） →マグマ多様化の原因？

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4

斜長石（非平衡）の組織とマグマ混合 マ グ マ 混 合 な し マ グ マ 混 合 あ り

低 温 → 高 温 高 温 → 低 温

ノ ル ム 計 算

☆火成岩の化学組成

→ 鉱物組合せ → 色指数

☆火成岩中の化学成分を，

代表的造岩鉱物（ノルム鉱

物）に割り振るモデル計算

積 み 木 遊 び １

おにんぎょう

じどうしゃ びる

積 み 木 遊 び ２

おにんぎょう

じどうしゃ ×18個

×11個

びる

5

1 12

色々な配分の仕方がある！

積 み 木 遊 び ３

おにんぎょう

じどうしゃ ×18個

×11個

びる

0

11 7

決まり：じどうしゃよりさきにおにんぎょうを作ること！

ノ ル ム 計 算

き石

かんらん石 ×18個

×11個

石えい

SiO2

SiO2

MgO

MgO

MgO SiO2

MgO

SiO2

ルール

０

７ １１

決まり：かんらん石よりさきにき石を作ること！

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5

ノ ル ム 計 算

き石

かんらん石 ×10個

×11個

石えい

SiO2

SiO2

MgO

MgO

MgO SiO2

MgO

SiO2

ルール

１

０ ９

決まり：石えいよりさきにき石を作ること！

ノ ル ム 計 算

１１種類の積み木（酸化物）

積み木の個数？

→１５種類のおもちゃ（鉱物）

→分子数（比）

サリック（≒フェルシック）なノルム鉱物 【おもちゃ】

【つみき】

フェミック（⊃マフィック）なノルム鉱物

分 子 比 の 計 算

全岩化学組成（左の列）より

各酸化物の重量比／分子量

＝各酸化物の分子比（1000 倍）

分子１個の重さ SiO2, Al2O3, FeO…

↓ 【積み木】

分 子 比 の 計 算 例

SiO2 重量％：50.38

分子量：60.06

分子比（1000 倍）

＝1000×酸化物の重量比／分子量

＝1000×50.38／60.06

≒839

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6

＝分子比×分子量／1000

副 成 分 鉱 物 の 計 算

il

→ TiO2 をゼロに

ap

→ P2O5 をゼロに

長 石 の 計 算

or = K2O+Al2O3+6SiO2

→一般に K2O を全て使う

ab = Na2O+Al2O3+6SiO2

→一般に Na2O を全て使う

an = CaO+Al2O3+2SiO2

→CaO が余る場合→woへ

→Al2O3 が余る場合→Cへ

単斜輝石

コランダム

長 石 の 計 算

→153

→79 Al2O3 の多いマグマ

では，逆に Al2O3が

残る…

余ったアルミと三価の鉄

コランダムと

単斜輝石は

共存しない →79

→48

→317

単斜輝石（ﾃﾞｨｵﾌﾟｻｲﾄﾞ）の計算

wo = CaO+SiO2

en = MgO+SiO2

fs = FeO+SiO2

wo = en + fs

en : fs = 残りの MgO : FeO

この場合，233 : 58

単斜輝石（ﾃﾞｨｵﾌﾟｻｲﾄﾞ）の計算

58

48

317

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SiO2 の分配（直方輝石・カンラン石）

SiO2 に飽和

→ 直方輝石（hy）＋石英（Q）

SiO2 に不飽和

→ 直方輝石＋カンラン石（ol）

カンラン石と石英は

共存しない

SiO2 に飽和（沢山ある）

輝石

カンラン石 ×18個

×11個

石英

SiO2

SiO2

MgO

MgO

MgO SiO2

MgO

SiO2

ルール

０

７ １１

決まり：カンラン石より先に輝石を作ること！

SiO2 に不飽和（乏しい）

輝石

カンラン石 ×10個

×11個

石英

SiO2

SiO2

MgO

MgO

MgO SiO2

MgO

SiO2

ルール

１

０ ９

決まり：石英より先に輝石を作ること！

SiO2 の分配（斜方輝石・カンラン石）

SiO2 に不飽和な時の計算

残りの SiO2 = hy + ol

残りの (Mg,Fe)O = hy + 2ol

hy = (Mg,Fe)O+SiO2

ol = 2(Mg,Fe)O+SiO2

∴ol = (Mg,Fe)O - SiO2

hy = 2SiO2 - (Mg,Fe)O

輝石

カン

ラン石

SiO2 の分配（斜方輝石・カンラン石）

49

195

222

第 ３ 回 レ ポ ー ト

課題：プリント30ページ，第

5.3表にある２組の全岩

化学組成についてノル

ム計算をする

締切：11月15日（木）・

５限終了時（18:00）