火山学者に聞いてみよう -トピック編-  

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「Q&A火山噴火」 に寄せられた意見集


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Jan. 2012.

The Volcanological Society
of Japan.

kazan-gakkai@kazan.or.jp

マグマとマグマ溜まり

結晶化


Question #1801
Q 初めまして^^/
レベルの低い質問ですが、質問します。

先日、授業で火山岩のスライドガラスの観察をしました。
大きな形の良い斜長石の結晶があって、その中に形の悪い別の斜長石が入っていました。
先生は、一回溶けて、そのあとにまた成長したのだと説明していました。

結晶がマグマの中でできるときに、溶けちゃうんですか?
マグマがもっと熱くなるのでしょうか?? (07/10/01)

さおちゃん:高校生:18

A
 この質問はかなりレベルの高い質問です.「結晶がマグマの中でできるときに,溶 けちゃう」ということは,不思議なようですが,実際によくあることです.溶ける原 因としては,(1)温度が上昇する,(2)圧力が低下する,(3)別のマグマや水 などの流体と混合する,などの場合があります.


 斜長石は「固溶体」で,カルシウムの多いものからナトリウムに富むものまで,い ろいろな化学組成のものがあります.一般に玄武岩にはカルシウムの多い斜長石が含 まれ,安山岩,流紋岩とSiO2が増えるに従ってナトリウムに富む斜長石を含むように なります.これは,温度が下がって結晶作用が進行するに従って,マグマも斜長石 も,カルシウムの多いものからナトリウムに富むものへ,連続的に化学組成が変化す るためで,斜長石は「連続反応系列」とも呼ばれます.


 さて,例えば地下のマグマ溜まりの中で,流紋岩質のマグマ(低温)の中に玄武岩 質のマグマ(高温)が入ってきて混合すると,流紋岩のマグマの中に浮いていた,ナ トリウムに富む斜長石は溶かされ,新たにもっとカルシウムの多い斜長石が結晶する ようになります.三宅島や有珠山の火山活動を見ても,マグマは数年〜数10年ごと に繰り返し上昇してきますし,その間の静かな時期にもマグマ溜まりの中で結晶作用 が進行しますから,結晶が成長したり,溶かされたりすることが繰り返し起きても不 思議ではありません.


 ところで,これとは別に,ただマグマの温度が下がって,結晶が成長しているの に,ある温度まで下がると,その結晶が逆に溶けてしまうという不思議なことが起き ます.例えば,ある種の玄武岩質マグマの中で,カンラン石という鉱物が結晶化して いるのに,ある温度まで下がると,カンラン石が溶けてしまい,この温度以下では, 斜方輝石という別の鉱物が結晶し始めるのです.この場合は,マグマの結晶作用の進 行とともに,別の種類の鉱物が結晶するので,「不連続反応系列」と呼ばれます. (逆に温度を上げて斜方輝石を溶かすと,カンラン石+マグマになります.これは 「分解溶融」と呼ばれます.)


 マグマは,いろいろな成分が混ざった複雑な液体なので,それが結晶化するときに はいろいろと不思議なことが起きます.水が0℃で氷になるような,単純な結晶化と はだいぶ違います.
 (07/12/01)

石渡 明(金沢大学・理学部・地球学科)