砂岩について

岩石の中で、一番身近で誰もが知っている岩石といえば砂岩だと思います。
でも、調べれば調べるほどいっぱい種類があって奥が深いものになりました。

(1)砂岩とは?
砂岩(さがん、sandstone)は、主に砂が続成作用により固結してできた岩石で、堆積岩の中でも、最も一般的なものです。
土粒子としての砂は、礫とシルトの間の大きさ(粒径 2~1/16mmの間)であるように、砂岩は、礫岩とシルト岩の中間の大きさの岩片、鉱物片(砂)が固結したものです。
砂岩の構成鉱物は石英と長石が主で、これらに既存の堆積岩や変成岩などに由来する岩片(有機物,岩石破片,火山岩屑,その他の破砕した物質)が加わります。
石灰質の粒が多量に形成された砂の場合は除かれ、これらは砂岩よりは石灰岩または石灰質岩石と呼ばれます。
また、炭酸塩粒子を主体とするものは炭酸塩岩に分類され、砂岩には含めません。
通常の砂岩については、
①ワッケ(wacke)....まず膠結物によって、泥質基質が多い(15~20%以上)もの。
②アレナイト(arenite)....膠結物が何も無いか、あるいは少量の石灰分、珪酸分などを持っているもの。
の2つに大別し、そのあとを砂粒の鉱物組成によって分けることが多いと思います。 

(2)砂岩の分類 
①砂粒の粒径
②砂粒を固めている物質
③鉱物組成

などによって細分されています。

1)砂粒の粒径による分類
砂粒の粒径による細分では、
①極粗粒砂岩(2~1㎜)
②粗粒砂岩(1~1/2㎜)
③中粒砂岩(1/2~1/4㎜)
④細粒砂岩(1/4~1/8 ㎜)
⑤微粒砂岩(1/8~1/16㎜)
に分けられます。
 
2)砂粒を固めている物質(膠結物)による分類
①含礫砂岩....砂を基質とする砕屑岩のことです。
②泥質砂岩....粘土質と砂質の物質が大体等量含まれている岩石のことで、シルト質砂岩・粘土質砂岩などがあります。
③石灰質砂岩....方解石で膠結された砂岩、もしくは、かなりの量の方解石の岩屑を含む砂岩で、破砕された石英が50%以上含まれているものの二つの意味に用いられています。
④珪質砂岩....正珪岩(orthoquartzite)あるいは砂岩で、珪岩の性質と類似するもの、もしくは、珪酸質で膠結された砂岩の二つの意味に用いられています。
⑤鉄質砂岩....新生代第三紀およびそれ以前の砂鉄は、固くこう結されて堅硬な塊状鉱石を成すものが多く見られます。
⑥炭質砂岩....炭質物を含んでいる砂岩で、一般的には縞模様の亜炭の薄い層を挟んでいます。
⑦瀝青質砂岩....瀝青質とはアスファルト、ギルソナイト、コールタール、ピッチ等を総称して言いますが、瀝青(bitumen)つまり、炭化水素からなる化合物が浸み込んだ砂岩で、生物起源の炭質物を持つ砂石です。
⑧凝灰質砂岩....火山灰、火山砂などを混有する砂岩で、凝灰岩と砂岩との中間的なもので、火山砕屑物と水成砕屑物が混じり合い凝結してできます。
⑨花崗岩質砂岩....粘土質物が少なく、長石、石英、岩石片などを比較的多量に含む砂岩で、花崗岩などが風化してできます。
などがあります。

3)鉱物組成による分類
砂粒の鉱物組成によって
①石英質砂岩....85%以上が岩屑状石英からなる砂岩のことです。
②長石質砂岩.... かなりの量の長石を含む砂岩で、アルコースおよび一部のグレイワッケを含むものを言います。
③石質砂岩(岩片質砂岩)....石質の砂岩で、岩石の破片が岩屑長石の破片よりも多く、不安定な組成が25%以上含まれています。
などに分けられます。

(3)砂岩と石油
砂岩は、多くの場合、粒子間に空隙を有しており、石油の貯留岩となります。
巨大油・ガス田の貯留岩の約6割は砂岩であり、また砂岩を貯留岩とする最大の油田(1984 年までに発見された油田のうち)はクウェートの ブルガン(Burgan)油田であり、究極可採埋蔵量は 660 億バーレル(106 億 kL )と推定されています。
日本最大の油田( 1978 年現在)である秋田県の八橋{やばせ}油田の貯留岩は凝灰質砂岩です。

(4)砂岩からホルンフェルスへ
砂岩からホルンフェルス(hornfels)になることがあります。
ホルンフェルスは変成岩の一種で、熱による変成(接触変成作用)によって生じる接触変成岩です。
ホルンフェルスとなる岩石は主に、泥岩や砂岩などの堆積岩で、原岩が砂岩の場合は、砂質ホルンフェルス(psammitic hornfels)と呼ばれ、原岩が泥岩の場合は、泥質ホルンフェルス(pelitic hornfels)と呼ばれています。
なお、原岩が石灰岩の場合には結晶質石灰岩(大理石)、チャートの場合には珪岩と呼ばれます。

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