地学岩石・鉱物理科

5分でわかる「鉱物」鉱物の定義やケイ酸塩鉱物について理系ライターがわかりやすく解説

その5:造岩鉱物について

現在知られている鉱物種が4000種とも5000種ともいわれるなかで、造岩鉱物がたかだか数十種であるのは、地球の化学組成が大局的には比較的均質であり、岩石の成因が温度や圧力などの物理化学的条件と時間をパラメーターとした熱力学にコントロールされていることを示しています。

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繰り返しになるが、鉱物とは岩石を作っているものだ。地球の地殻においてはケイ酸塩鉱物が圧倒的に多い。

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ケイ酸塩鉱物について

image by iStockphoto

先ほど説明したように、地球の地殻を作っているのは主にケイ酸塩鉱物です。つぎは、このケイ酸塩鉱物について少し詳しく見てみましょう。上記の画像は、純粋なケイ素の画像です。

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その1:ケイ酸塩鉱物の立体構造

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Hbf878投稿者自身による作品, CC0, リンクによる

地殻に産出するケイ酸塩鉱物では、ケイ素原子一個が酸素原子四個に正四面体的に配位された四酸化ケイ素四面体が結晶構造の基本単位です。この四酸化ケイ素四面体が頂点の酸素を共有して鎖状あるいは網目状につながったり、三次元的なネットワークを作ったりしています。ケイ酸塩鉱物はこのよう四酸化ケイ素四面体の結合様式の違いによって分類することができるのです。上記の画像は、ケイ酸の代表的な構造モデルになります。

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その2:ケイ酸塩鉱物の結晶構造

色やモース硬度とよばれる硬さなどとともに鉱物鑑定の重要な指標となる鉱物の外形や特定の方向にわれやすい性質は、このようなケイ酸塩鉱物の結晶構造を反映しています。しかし、近年の研究の進展で、下部マントルのケイ酸塩鉱物は六酸化ケイ素八面体が結晶構造の基本単位となっていることがわかってきているようです。

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ケイ酸塩鉱物は、基本的にケイ素を中心とした正四面体構造が基本単位となっている。

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tohru123