魅力的な斜長岩：地球と月の最も古い痕跡

斜長岩といえば、ほとんどの人は馴染みがないと思います。今日は、斜長岩の世界に皆さんをお連れして、その過去と現在を振り返り、その独特の魅力を感じていただきます。

美しい「ラブラドールストーン」

18 世紀初頭から、灰長石はその美しさで初期の発見者を魅了してきました。シュタインハウアー (1814) は、カナダのラブラドール沿岸地域の色鮮やかな斜長岩について次のように記録しています。「...湖水に含まれる透明な結晶が崖の上で輝き、特に雨で湿っているときは、船の揺れに合わせて色が絶えず変化し、まるでおとぎの国の一場面を垣間見ているようです。」それ以来長い間、この石には「ラブラドール・ストーン」という素敵な名前が付けられました。

美しい「ラブラドールストーン」。写真はインターネットから

斜長岩とは何か、その「特徴」とは何でしょうか?

今日定義されている「斜長岩」という用語は、1863 年にアメリカの地質学者トーマス・ステリー・ハントによって初めて提案されました。これは、ほぼ完全に斜長石鉱物で構成されたマグマ岩を指します。一般的に、色が薄く、結晶が大きく、密度が低く、気孔が少なく、硬度が高いという特徴があります。

アノーサイトは、その固有の「特性」に基づいて、建築用または装飾用の石材としてよく使用されます。それだけでなく、航空宇宙、防衛から医療機器、塗料、コーティングに至るまで、さまざまな業界で使用されています。

トーマス・ハント

斜長岩の主な用途。写真はインターネットから

大きく多様な斜長岩のグループ

南アフリカの地質学者アシュワル（1993）は、地球上の斜長岩を5つのファミリーに分類しました。①25億年前の始生代カルシウム豊富な巨大結晶斜長岩。 ② 平均年齢約13億年の原生代岩質斜長岩③ 層状斜長岩④ 海洋環境中の斜長岩⑤ 他の火成岩中の斜長岩包有物。

これら 5 つのファミリーのうち、始生代および原生代の斜長岩は地球の斜長岩の主体であり、地球上で最も古い岩石の 1 つでもあります。その中でも原生代斜長岩が最も有名です。わが国では、河北省承徳市の大苗斜長岩のみがこのタイプに属します。残りの 3 つのファミリーは他の火成岩に見られ、すべての地質時代に出現しています。

左上: 灰長石中の始生代巨大結晶と白色石灰質斜長石巨大結晶。アシュワルとバイビー（2018）の後左下: 南アフリカ、ブッシュフェルト層状苦鉄質岩体の斜長岩 (明るい色合い)。画像はhttp://www.35igc.org/Page/372/Pre-7-Eastern-Limb-of-the-Bushveld-Complex-August-2016より。右上と右下: 米国ミネソタ州ダルース原生代貫入岩から採取された原生代斜長岩標本。画像出典: homestead.com.

特別な斜長岩「アンゴラブラック」

私たちがかつて働いていたアフリカの遠く離れたアンゴラには、消費者に非常に人気のある高級天然石があります。それが「アンゴラブラック」です。

純粋な「アンゴラ ブラック」は、地球上で最大の灰長石体であるクネネ灰長石から採取された特別な黒灰長石から作られています。 「アンゴラブラック」が特別な黒色を呈しているのは、斜長石の中に針状や星状の鉄チタン酸化物包有物が多数含まれているからです。シュタインハウアーが前回の記事で述べたように、夜になったり、水に浸したりすると、「アンゴラ ブラック」もわずかに青い蛍光を発します。これは、斜長石結晶にラブラドライトという特殊な変種が存在するためです。ラブラドライトは、虹のような色を屈折させることができる特殊な斜長石です。地質学者はこの現象に「ラブラドライト虹彩」という意味深い名前を付けました。青い「ラブラドライトの虹彩」は、もともと深く荘厳な黒い岩に、神秘性とロマンスの雰囲気を加えています。

神秘的でロマンチックなラブラドライト結晶は宝石加工によく使用され、一方、「アンゴラ ブラック」などの鉄チタン鉱床は世界におけるチタン金属の主な供給源の 1 つです。

「アンゴラブラック」の故郷 - クネネ斜長岩群（アンゴラ/ナミビアのクネネ斜長岩群の地質図、Lehmann et al. (2020) より改変）

完成した「アンゴラ ブラック」の石板（左） 「アンゴラ ブラック」石板の青いラブラドライトの虹彩（右）

ラブラドライトジュエリー（左）アノーサイトと関連するイルメナイト（右）。写真はインターネットから

地球と地球型惑星はどのように進化し、その最終的な運命はどうなるのでしょうか?斜長石が答えを教えてくれる

斜長岩は地球に特有のものではありません。 1969年、人類はアポロ11号が持ち帰った月の岩石サンプルの中に初めて月の斜長石を発見しました。月面プラットフォームの重要な構成要素であるその組成は、地球の始生代斜長石の組成に似ています。そのため、科学者たちは、斜長石が地球表面で最も古い岩石の種類である可能性があり、古典的な「マグマオーシャンモデル」が誕生したと考えています。

左: 月の海と月の台地。斜長岩は月の台地岩石の重要な構成要素です。右: NASA のアポロ 11 号から 17 号の着陸地点の位置とアポロ 16 号の着陸地点のクローズアップ。
画像クレジット:
https://roundupreads.jsc.nasa.gov/pages.ashx/1714/50%20years%20Ago%20NASA%20Selects%20Landing%20Site%20for%20Apollo%2016

左: 月の地球由来の灰長石（「起源の石」15415）。右: 始生代灰長石 (グリーンランド灰長石採掘会社、デンマーク)。

写真はインターネットから

航空宇宙産業の発展と同位体年代測定技術の急速な進歩により、科学者は月の岩石の99%以上が地球の岩石よりもはるかに古いことを発見しました。そのうち、月の地球の斜長石はさらに古く、42億9000万～45億7000万年前のものです。これは、「地球は月の長老である」という従来の認識を完全に覆すものであり、同時に、地球と月の起源と進化についての想像力をさらに刺激するものである。

左: 地球上で最も古い岩石、40.3億年前のカナダのアカスタ片麻岩。右: アポロ16号が採取した月の灰長石。42億9000万～45億7000万年前のもの。写真はインターネットから

わが国の「嫦娥プロジェクト」の実施により、地球、月、その他の地球型惑星の初期の歴史に対する人々の理解がさらに向上し、最新のものとなり、それらの最終的な運命に対する答えがさらに明らかになると信じています。そして、灰長石はやがて欠かせない重要な役割を果たすことになるでしょう。

中国の月探査計画。写真はインターネットから

主な参考文献

1. Ashwal L D. アノーソサイト。ベルリン・ハイデルベルク：シュプリンガー。 1993年。

2. Ashwal LD​​ ​​とBybee G M.地殻進化と斜長岩の時間性（vol 173、p.307、2017）[J]。地球科学レビュー：研究論文と教科書のギャップを埋める国際地質学ジャーナル、2018(180-): 180。

3. アシュワル LD およびツイスト D。アンゴラ/ナミビアのクネネ岩体：複合山塊型斜長岩複合体。地質学雑誌、1994年、131(5):p. 579–591.

4. Lehmann J、他巨大なクネネ AMCG 複合体の収縮延性剪断帯への配置と、アンゴラ南西部の中原生代テクトニック進化への影響。国際地球科学ジャーナル、2020年109(15):p. 1463–1485年。

5. Xu X. 他月の高地斜長岩の形成。地球惑星科学レター。 2020.536:p. 116–138.

6. 陳偉、趙太平。原生代斜長岩の特徴と研究の現状[J]。大学地質学ジャーナル、2007年13(1):117–126。

7. 張昭崇。原生代斜長岩とそのFe-Ti-P鉱床の起源[J]。鉱物学、岩石学、地球化学紀要、2018年37(6):1047–1061。