砂岩について

砂岩は、岩石の中で、一番多く見かけ、誰もが知っていると思います。

(1)砂岩の区分と名称の由来
砂岩(sandstone)は、文字の通り砂が固まって出来たものです。
少し専門的に言うと、堆積岩でもっとも一般的なもので、主に砂が続成作用により固結してできた岩石です。
砂岩は、粒径で他の岩石と区分されており、直径で0.0625(1/16)mmから2mmの間の範囲の大きさの粒から構成されているものを言います。
したがって、これより小さい径は粘板岩とか泥岩とか頁岩とかに区分され、これより大きい径は礫岩に区分されます。
さらに、砂岩を構成する粒子の大きさから
①粗粒砂岩(粒径0.5~2mm)
②中粒砂岩(0.25~0.5mm)
③細粒砂岩(0.0625~0.25mm)
に細分されることもあります。
砂岩の名称は、1807年にブロニアールが不純物の入った砂岩の記載に使用したのが始まりだと言われています。
その後、1847年にナウマンが中粒の砂岩に用いています。
1921年には、ティレルはこの語を変成作用を受けた砂岩に限定して用いたらしいと言われています。
つまり、変成作用を受ける以前の岩石が砂質であることを指す形容詞として使用されていたそうです。

(2)砂岩の構成鉱物
砂岩の構成鉱物は石英と長石が主ですが、既存の堆積岩や変成岩などに由来する鉱物の集合体である岩片を含み、有機物,岩石破片,火山岩屑など、その他の破砕した物質が加わります。
この鉱物としては、黒雲母や白雲母及び、磁鉄鉱,チタン鉄鉱,ジルコン,電気石,柘榴石,金紅石などが含まれます。
ただし、炭酸塩粒子を主体とするものは炭酸塩岩に分類され、砂岩には含めていません。

(3)砂岩の構成粒子について
砂岩になる前の砂粒は、運搬され堆積する過程のなかで、円磨、淘汰(とうた)されて、いろいろな形や粒径をもつようになります。
そして、一般に砂粒のすきまは粘土物質を主とする泥質物で満たされていますが、ときには炭酸カルシウム、シリカ(二酸化ケイ素)、酸化鉄などの膠結(こうけつ)物質で満たされています。
また細粒の火山噴出物と混合して凝灰質となることもあります。
ただし、岩石の名称としては、火山噴出物を含む砂岩は、凝灰質砂岩などと呼ばれ、石灰質の粒が多量に形成された砂の場合は、石灰岩または石灰質砂岩と呼ばれます。
また、粒子の大きさや種類、膠結物質の違い、孔隙(こうげき)の多少などにより、いろいろな外観や比重を示します。
砂岩は、あらゆる地質時代に地層として存在し、他の砕屑岩や火山砕屑岩と互層しています。
砂岩の地層には、水流の動きを示す斜交層理や級化成層などの堆積構造や、層理面には流れの方向を表す底痕(ていこん)が残されています。
ときに異常な堆積時の変形も残されています。
こうした砂岩の性質および産状は、化石とあわせて、堆積時の古環境解析や古地理の復原などの重要な手掛りとなります。
砂岩の構成粒子および組織を規制する要因としては、供給地における
①地質
②気候
③風化作用
④運搬媒質
⑤鉱物および組織の成熟度
⑥造山運動
⑦堆積作用
⑧続成作用

などが考えられています。
まあ、これは砂岩に限らず、すべての堆積岩にも言えることですが。

(4)砂岩の種類
砂岩の種類として、粘土(泥質)基質の多いものをワッケ(wacke)、少ないものをアレナイト(arenite)と分けることがあります。
また、石英、長石、岩石片の多少から、石英質、長石質、石質にも分けられます。
主には、下記の4種類になります。
①アレナイト(arenite)
固結したか、または石化した砂で構成され、泥質基質が10%または15%より少ないものをアレナイトと呼んでいます。
②アルコーズ(arkose)
堆積した粒子の鉱物種が花崗岩と同じような、角張った長石類と石英ばかりからなるものをアルコーズと呼んでいます。
粒子は1~2mm程度が多く見られます。
また、砂岩の中で長石が多く含まれているものをアルコーズ砂岩(Arbse sandstone)または花崗砂岩と呼んでいます。
③グレーワッケ(graywacke)
グレーワッケは、硬砂岩とも言い、一般に、「硬く、暗色で、分級に乏しい角ばった石英・長石・小さな岩片が稠密しており、石基が粘土-細砂よりなるもの」として定義されています。
④オルソコーツァイト(orthoquartzite)
オルソコーツァイトは、正珪岩とも言い、ほとんどすべての砂粒が石英からなり、すきまがシリカで満たされたものです。
先カンブリア時代の地層に多く産しています。
以前は、チャートや石英質の砂岩も珪岩とよばれたことがありますが、現在では使われていません。
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