火成岩

火成岩は、溶融した岩石が冷却・固化する際に形成され、地球深部での融解条件やマグマの噴出・貫入の状況を記録しています。

Definition

火成岩とは、マグマまたは溶岩の冷却と結晶化によって形成される岩石であり、固化する場所（貫入岩と噴出岩）とシリカ含有量および鉱物組成によって大まかに分類されます。

Scope

このトピックでは、一般的な地質学の観点から火成岩を紹介します。マグマがどのように、どこで形成されるのか、貫入岩と噴出岩の対比、野外で用いられる基本的な組成と組織の区別、そして火山活動とプレートテクトニクスとの関連について説明します。詳細な岩石学的分類と相平衡については、鉱物学および岩石学の分野で扱われます。

Core questions

• マグマは地球のどこで、どのように形成されますか？
• 貫入火成岩と噴出火成岩を区別するものは何ですか？
• 冷却速度と組成は岩石の組織と種類をどのように制御しますか？

Key theories

ボーエンの反応系列

ボーエンは、冷却するマグマから鉱物が予測可能な順序で結晶化することを実験的に示し、これにより分別結晶作用によって単一の親マグマから様々な火成岩組成が生じうることを明らかにしました。

マグマの起源

マグマは、海嶺やホットスポット下での減圧融解、沈み込み帯で水が融点を下げることによるフラックス融解、および地殻の熱誘発融解によって形成され、火成岩の種類とプレートテクトニクス的な設定を結びつけています。

Mechanisms

岩石は、温度が上昇するか、圧力が低下するか、または揮発性物質が加えられる場所で融解します。深部でゆっくりと冷却されるマグマは大きな結晶を成長させ、粗粒の貫入岩を形成する一方、噴出して急速に冷却されるマグマは細粒またはガラス質の噴出岩を形成します。マグマが冷却するにつれて、鉱物はボーエンの反応系列の順序で結晶化し、初期の結晶が除去されることで、残りの溶融体はよりシリカに富む組成へと変化する可能性があります。

Clinical relevance

火成岩は重要な建築石材や装飾石材を供給し、多くの金属鉱床を胚胎しており、その特徴は過去の火山活動を記録しているため、火山災害評価やプレートテクトニクス史の再構築に役立ちます。

History

多くの岩石の火成起源は、18世紀後半にハットンに続くプルートニスト（火成論者）と、すべての岩石は水から沈殿したと主張するネプチューニスト（水成論者）の間で論争されました。20世紀初頭のボーエンの実験的研究は、マグマがどのように結晶化し分化するかを確立し、火成岩の現代的な理解の基礎を築きました。

Key figures

• Norman L. Bowen
• Reginald Daly
• James Hutton

Seminal works

• bowen1928

Frequently asked questions

貫入火成岩と噴出火成岩の違いは何ですか？

貫入岩は地下でゆっくりと結晶化し、花崗岩のように大きく目に見える結晶を持ちます。一方、噴出岩は溶岩が地表で急速に冷却されて形成され、玄武岩のように細かい粒またはガラス質です。