続成作用について

堆積物が固まって堆積岩になる作用のことを続成作用と呼んでいます。

つまり、続成作用(ぞくせいさよう、diagenesis)とは、堆積した泥・砂・礫・火山灰・生物の遺骸な どの粒子が、長い時間とともに互いに癒着して固まっていく作用のことです。
ただし、長い時間といっても、堆積して数10万~数100万年経過してもやや固まってくる程度です。
実際には数1000万年程度経たないと続成作用が進まないと言われています。
続成作用とは、つまりは石に変化することなので、石化作用とも呼ばれています。
続成作用は、1868年にドイツの地質学者ギュンベルC.W.von Gümbel(1823‐98)が提唱した用語です。
ただし、地質学者によっては、この過程は石化作用が起こる以前のものに限定して用いています。
ギュンベルは、この語に変成作用による変化を含めていますが、イギリスの地質学者ウォルター(Walther )は変成作用の起こる以前の過程に限定され、今ではこれが一般に使われています。
ただし、地表に近い条件で起こる岩石の再結晶作用に用いる場合もあります。
一般には、堆積物が堆積中および堆積後に、物理的、化学的変化によって固結した堆積岩に変わる現象に用い、
・荷重による圧密作用
・粒子を結合させる膠結(こうけつ)作用
・鉱物粒の分解作用
・粒子などの再動作用
・自生鉱物の生成作用
・化学的な置換作用
・造岩鉱物の相変化作用
・有機物の分解および重合作用
などの諸作用が含まれます。
つまり、続成作用には、以下のような2つの方向の作用があります。
①物理的続成作用
砕屑物が上載圧力を受け、粒子間の隙間が詰まったり、粒子間の水が排水に伴って抜けたりする圧密現象(コンソリデーション)と呼ばれる物理的作用。
②化学的続成作用
地下水に溶け込んだ成分(炭酸カルシウムや二酸化ケイ素など)が晶出し、長期間を経て、粒子間結合部およびその周辺に化学生成物を析出し、固結力を高める(膠結:セメンテーション)作用等。

物理的作用と化学的作用は、堆積終了と同時にスタートするのですが、初期は主に圧密に伴う物理的作用がほとんどで、その終了の後、数万年もの長期にわたって化学的続成作用が続くと言われています。
なお、化学的作用は、固結した堆積岩が掘削などによって表層に露頭し、乾湿繰り返しや凍結融解などの風化作用を受けると次第に消失して強度低下をもたらし、さまざまな工学的問題を引き起こす場合があります。
続成作用は地表近くで起こる現象なので、広い意味では先に述べたギュンベルのように、変成作用の一部に含まれるとも考えられ、両者は本質的には連続していますが、通常は常温に近い条件で起こる続成作用と、高温高圧の下で起こる変成作用は区別して扱われています。
一方で、風化作用もありますが、これは岩石がゆるく分解し変化する過程なので、普通は続成作用に風化作用は含まれていません。
四国では、砂岩や泥岩起源の風化残積土を、ボーリングコアで見ることがあります。
コアで見れば明らかに岩組織を残しているので、これは続成作用で岩盤となったあと風化作用を受けたものだと思います。
なお、続成作用と、温度・圧力の上昇による変成作用との境界は、人為的に決められたもので、研究者の間でも一致した見解は得られていないのが現状です。
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