のんびり地学基礎 #24 火成岩③[SiO₄四面体]
今日こそはSiO₂を攻略するぞ！
すると目の前に
今回のテーマである
SiO₄四面体が現れた！！
ううっ、(T_T)
SiO₄四面体って誰ですか？
まずSiO₂とは？
SiO₂とは、
元素記号 Siのケイ素１と
元素記号 Oの酸素２でできた
二酸化ケイ素という物質です。
二酸化ケイ素は無色です。
ケイ素は手が４本あって
酸素は手が２本あるので、
ケイ素１つに酸素２つは
仲良く全ての手が繋がれた
とても頑丈で安定した形です。
ところが、
Siは、自分の４本の手は
２人の酸素の両手じゃ嫌で、
４人の酸素の片手だけと
つなぎたいと言うのです！
俺はテトラポットになる！と。
なんてこった。
SiO₄四面体( ケイ酸塩 )の正体
↑これこれ、見てください。
ケイ素が４人の酸素に囲まれて、
テトラポットのようになっています。
結構、居心地がよさそうです。
これが
｜SiO₄四面体《ｴｽｱｲｵｰﾌｫｰしめんたい》( ケイ酸塩 )の正体です！
そして、
SiO₄四面体が骨組みに
なっている鉱物を
ケイ酸塩鉱物といいます。
ちょっと待って！
ケイ素が１つに酸素が４つ？
これじゃ、酸素たちの手が
片方ずつ余っていますよ。
どうしましょう？
ケイ酸塩鉱物の種類
１，かんらん石(SiO₄四面体独立型)
片手がぶらぶらして
困っている酸素の前に
優しい他の元素が現れます。
私でよければ手をおつなぎ
いたしましょう！と。
それは、
鉄やマグネシウムです。
鉄は青黒い色を出します。
マグネシウムは色を出しません。
酸素と鉄、
酸素とマグネシウムが
手をつなぎます。
その成分の比率が
ちょうどよくできたものが
黄緑色の美しい
かんらん石です。
SiO₄四面体同士は
バラバラだけど、
鉄、マグネシウムが
酸素の手をとって
間をつないでいます。
２，輝石(SiO₄四面体が単鎖状)
SiO₄四面体が、
お隣のSiO₄四面体の酸素と
手をつないでくれる
場合があります。
SiO₄四面体が隣、隣に
ずらーっと手を繋いで
一列に並んでいきます。
輝石は、SiO₄四面体が
一列の結晶構造を持つ
ケイ酸塩鉱物です。
ヒスイも輝石の仲間です。
SiO₄四面体が一列につながると
部分的にSiO₂の箇所ができています。
余った酸素の手をつないだ
元素たちが
どんな色を出すかによって
鉱物の色が決まります。
３，角閃石(SiO₄四面体が複鎖状)
SiO₄四面体の列が
隣の列と手をつなぐと
２列になって
梯子のような構造になります。
細長い形で縦に割れやすい
角閃石というケイ酸塩鉱物です。
だいぶSiO₂部分が増えて
頑丈になってきましたよ！
梯子の真ん中に隙間ができるので
そこにいろんな元素が入ります。
入る元素によって、
いろんな組成になるので、
バラエティに富んだ
複雑な鉱物ができます。
４，黒雲母(SiO₄四面体が網目状)
もっともっともっと
SiO₄四面体同士が
手をつないでくれると、
SiO₄四面体が
一枚のシートのように
ずらーっと
平面につながってくれます。
黒雲母というケイ酸塩鉱物です。
シートが幾重にも重なって
層のようになっているので、
黒雲母は石の層を
ペラペラはがして
遊べるのだそうです。
楽しそうですね。
ここまで見てきた、
かんらん石、輝石、
角閃石、黒雲母は、
SiO₄と手をつないでくれた
他の元素の色が入ります。
これらを有色鉱物といいます。
５，石英(SiO₄四面体が立体的な網状)
縦も横も全部、
SiO₄四面体だけでくっついた
ケイ酸塩鉱物を石英といいます。
立体的に組みあがり、
がっちり手をつないでいる状態です。
すると、あれれ、
ケイ素と酸素の比率が
ちょうど１対２になりました。
全てSiO₄四面体だけで
手をつないだら
それはもう、SiO₂そのもの！
というわけです。
非常に頑丈で、安定的です。
色を出す元素は入れませんので
色がない無色鉱物となります。
６，長石(SiO₄四面体が立体的な網状)
長石と呼ばれる
ケイ酸塩鉱物も、
SiO₄四面体が
立体的に組みあがっている
無色鉱物のグループです。
しかし、ケイ素の代わりに
アルミニウムが
入ってくる時があります。
アルミニウムは手が３本なので、
また酸素の手が余ります。
そこへ助けにやってくるのが
カリウム、カルシウム、ナトリウムたち。
彼らは色を出さない元素です。
カリウム、ナトリウムを主に含む
カリ長石のグループと、
カルシウム、ナトリウム、を主に含む
｜斜長石《しゃしょうせき》のグループがあります。
SiO₄四面体の結束力で分かること
SiO₄四面体の
つながり具合によって、
割れやすい面などの性質、
他の元素が入る余地があれば
色への影響、また
マグマに粘り気を与える
鉱物かどうかが分かります。
とどのつまり岩石の全てを
支配しているのは、SiO₄四面体！？
を操る、SiO₂なんじゃないか？
と思う今日この頃です。うーむ、、、
やっぱり侮れません(>_<)
次回は、火成岩の最終回！
マグマの結晶化を詳しくみます。
「火成岩④」です。
謝辞～星屑の子供たちへ～
地球の岩石にはなぜ、SiO₂が多いのか？それは、地球誕生前に遡ります。太陽の引力で周回している、たくさんの星屑のかけらたち。それらは、質量の大きさによって、太陽からの距離、だいたい同じところを回るようになります。地球ができる距離を周っていた塵が、ケイ酸塩鉱物を多く含むものでした。それらが次第にぶつかり合うことで地球ができました。だから地球の岩石にはSiO₂が多いのですね。
Geo Radio「のんびり地学基礎#24「火成岩③」
何を話されているかさっぱりわからんとです↓
がっつり地学07「超塩基性岩」