地学岩石・鉱物理科

「石灰岩」とはどんな岩石なのか?その特徴や利用方法について地球科学専攻卒が5分でわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。君は石灰岩という岩石を知っているか?
小学校の理科でも登場するくらい、覚えていて欲しい岩石の一つだ。石灰岩は日本中いろいろなところで産出し、石灰岩台地と呼ばれる場所は観光名所としても非常に有名だぞ。その他にも、実は俺達の身近なものにもたくさん石灰岩が利用されているんだ。

今回は石灰岩の特徴と、石灰岩によく似ているチャートとの見分け方について地学に詳しいライターオリビンと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/オリビン

地球科学専攻で大学院を卒業した地学大好き人間。出身大学の近くにカルスト台地があったため、石灰岩はとても身近な岩石であった。

石灰岩とは

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まずは石灰岩とは何かを説明しましょう。石灰岩は堆積岩の一つで、主成分は炭酸カルシウムです。英語ではlimestone(ライムストーン)と呼ばれます。炭酸カルシウムは石灰岩の50%以上を占めており、その他はマグネシウムやケイ素等で構成されているんですよ。基本的に白色ですが、含まれている不純物によって黒みがかっていたり黄色がかることもあります。日本では北から南まで多くの場所で産出し、現在は200以上の石灰岩鉱山が稼働しているそうです。

石灰岩はとても小さな鉱物結晶の集合体なんですよ。この鉱物は主に方解石かアラゴナイトで、石灰岩の起源や生成された環境などでどの鉱物で成り立っているかが異なります。

石灰岩が地下で熱による変成作用を受けると、結晶質石灰岩(大理石)になるんですよ。

石灰岩とチャートの違い

中学校の理科ではほぼ同時に石灰岩とチャートについて学びます。どちらも堆積岩で見た目も似ていることから「石灰岩とチャートってどこが違うんだろう?」と思った方も多いでしょう。しかし、石灰岩とチャートは全く異なっています。

まず石灰岩は最初に説明したとおり、炭酸カルシウムを主成分とする堆積岩でしたね。しかし、チャートの主成分は二酸化ケイ素です。二酸化ケイ素とは石英と同じ成分でしたね。両者に薄めた塩酸をかけると、石灰岩は泡を出して溶けますがチャートは何も起きません。これは石灰岩に含まれる炭酸カルシウムが塩酸と反応して二酸化炭素を出すため、石灰岩でだけ反応が起きたのです。また、石灰岩はナイフで削ると石灰岩に傷ができますが、チャートの場合はナイフの方に傷ができます。チャートは石灰岩よりずっと硬いのです。

石灰岩と石灰石の違い

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地球科学の分野では炭酸カルシウムを主成分とした堆積岩を石灰岩と呼んでいますが、石灰岩を鉱業的な資源として取り扱う場合は鉱石名として「石灰石」と呼びます。同じものをどの視点から見るかによって名前が変わるだけで同じものです。ちなみに、石灰岩が熱変成作用を受けることでできる大理石ですが、石材に使われる石灰石も大理石と呼ばれる場合もあるためさらにややこしくなっています。

石灰岩のでき方

石灰岩はほとんどが炭酸カルシウムでできていますが、どうしたら炭酸カルシウムがそんなにも堆積できるのでしょうか?石灰岩の出来方には2通りあるので一つずつ解説します。

生物起源のでき方

生物起源のでき方

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石灰岩には2つの起源があり、そのうちの一つが生物を起源とするものです。生物と言っても、サンゴ礁やプランクトンなどの遺骸や殻は炭酸カルシウムを主成分としているため、それらが堆積したものになります。サンゴ以外ではウミユリや貝殻、有孔虫、フズリナなどが主な原料です。

サンゴなどの生物活動は現在も続いているため、現在進行系で石灰岩は作られています。

日本の石灰岩は2~3億年前の赤道付近で礁を形成したサンゴや有孔虫がプレート運動によって現在の日本まで移動して付加されたものです。これを付加体といいます。付加体に含まれている石灰岩は外洋で形成されているため、大陸起源の泥などの不純物を含んでいません。そのため炭酸カルシウムの純度がより高くなっており、品位が高いことで有名です。品位の高い石灰岩は鉄鉱石から鉄を生成する際の還元剤として利用されています。また、同じように付加体に含まれる石灰岩はベトナムやタイなどでも見ることができるそうです。

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