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堆積岩

地表に露出する岩石の大部分は、古い岩石のかけらが粒ごとに積み重なってできた堆積岩です。

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堆積物は埋没し、膠結作用によって固められると堆積岩になります。「風化・侵食」をタップし、堆積物の出どころを見てみましょう。

砂浜、泥の川岸、貝殻に覆われた湖底は、どれも堆積物です。まだ固まっていませんが、やがて岩石になる材料です。USGSによると、地表に露出する岩石の大部分は、水や風で砕かれた古い岩石の粒からできた堆積岩です。できるまでにはいくつもの段階があり、それぞれが岩石に痕跡を残します。

岩石が砕ける

風化は、岩石がその場ですり減ったり砕けたりすることです。BGSは三つに分類しています。物理的風化では、割れ目に入った水が凍ります。氷の密度は水より約9%小さいため（USGS）、体積がおよそ一割増え、くさびのように割れ目を広げます。解けるとさらに水が入り、この過程が繰り返されます。化学的風化では、空気中の二酸化炭素を溶かし込んだ弱酸性の雨水が、岩石中の鉱物とゆっくり反応します。生物的風化では、割れ目に伸びる根や、穴を掘る動物が岩石を砕きます。

侵食は、砕けたものを運び去る働きです。重力、風、雨、川、海、氷河が岩片を動かし、もとの岩石から遠くまで運ぶこともあります。運んでいた風、水、氷の勢いが弱まり、堆積物が積もることを堆積といいます。粒は沈むときに分かれていきます。1600年代半ば、デンマークの科学者ニコラス・ステノは、大きい粒や重い粒ほど先に沈み、小さい粒は後に沈むこと、そして大きさや組成のわずかな違いで地層ができることに気づきました。層状のつくりは、堆積岩の最も目立つ特徴です。

堆積物から岩石へ

新しい層が積もると、古い層は埋まります。上の重みで粒が密に詰まり、水が押し出されます。これが圧密です。次に、粒の隙間を流れる水が運んだ鉱物が粒の周りで成長し、粒どうしを結びつけます。モルタルでセメントが砂をつなぐのと同じです。ロンドン地質学会は、代表的な膠結物質として方解石、シリカ、酸化鉄、粘土鉱物を挙げています。圧密と膠結作用により、ばらばらの堆積物が硬い岩石になります。

堆積岩の名前

砕屑岩は、古い岩石のかけらでできた堆積岩で、粒の大きさによって名前がつきます。小さい順に粘土、シルト、砂で、2 mmを超える粒は礫です。頁岩は主に粘土、シルト岩はシルト、砂岩は砂からできています。礫岩は、砂や泥の中に礫が入ったものです。生物が作る堆積岩もあります。たくさんの生物が死ぬと、その殻や骨格が積み重なり、チャートや石灰岩になります。石灰岩は、水から鉱物が直接沈殿してできることもあります。

堆積岩は、ほかの岩石では失われる記録を残します。USGSによると、化石はほぼ堆積岩だけから見つかります。火成岩はできるときの温度が高すぎ、変成岩を作る熱や圧力もふつう化石を壊してしまいます。水中や水辺で死んだ動植物は堆積物にすぐ埋まるため、化石記録は海の生物に大きく偏っています。

風化岩石がその場で砕けること。物理的・化学的・生物的風化があります
侵食重力、風、水、氷が岩片を運び去ること
圧密上に重なる層の重みで、粒が密に詰まること
膠結作用新しい鉱物（方解石、シリカ、酸化鉄）が粒をつなぐこと
礫岩砂や泥の中に2 mmを超える礫が入った岩石
  1. 風化とは何ですか？
    • 岩石がその場で砕けること
    • 岩石が運び去られること
    • 堆積物が積もること
  2. 割れ目の水が凍って岩石を割るのは、どの種類の風化ですか？
    • 物理的風化
    • 化学的風化
    • 生物的風化
  3. 氷の密度は水より約9%小さくなります。凍ると体積は何%増えますか？ 整数に四捨五入してください。
  4. 雨水が弱酸性なのはなぜですか？
    • 空気中の二酸化炭素が溶けているから
    • 海の塩が含まれるから
    • 太陽に温められるから
  5. 岩石が堆積岩になるまでの段階を順に並べてください。
  6. 砂の大きさの粒からできた岩石はどれですか？
    • 砂岩
    • 頁岩
    • 礫岩
  7. 粒の大きさを小さい順に並べてください。
  8. 堆積岩でよく見られる膠結物質は、どの鉱物ですか？
    • 方解石
    • ダイヤモンド
    • かんらん石
  9. 化石がほぼその種類だけから見つかる岩石はどれですか？
    • 堆積岩
    • 火成岩
    • 変成岩
  10. ニコラス・ステノは、沈む粒について何に気づきましたか？
    • 大きい粒や重い粒ほど先に沈み、層を作ります
    • どの大きさの粒も同時に沈みます
    • 小さい粒ほど先に沈みます
ポイント
  • 風化は岩石をその場で砕き、侵食はそれを運び、堆積は層として積もらせます。
  • 圧密と膠結作用（方解石、シリカ、酸化鉄、粘土）によって、堆積物が岩石になります。
  • 砕屑岩を粒の大きさで並べると、頁岩（粘土）、シルト岩、砂岩、礫岩（2 mmを超える礫）です。
  • 化石は、ほぼ堆積岩だけから見つかります。
このコースの出典 (18)
  • USGS FAQs (usgs.gov/faqs): What is the difference between a rock and a mineral? (mineral definition; common minerals quartz, feldspar, mica, amphibole, olivine, calcite; rock = aggregate of one or more minerals)
  • What are igneous rocks? (Latin for fire; intrusive/plutonic slow cooling over thousands or millions of years, coarse grained, granite, diorite, gabbro, peridotite; extrusive/volcanic fine grained or glassy, vesicular, rhyolite, andesite, basalt, obsidian)
  • What are sedimentary rocks? (layering; siltstone, sandstone, conglomerate, limestone, shale; clay, silt, sand, pebbles larger than 2 mm; chert; limestone precipitated from water)
  • What are metamorphic rocks? (heat, pressure, hot mineral-rich fluids; not melted; denser; phyllite, schist, gneiss, quartzite, marble; foliation; contact metamorphism)
  • USGS Find-A-Feature: Fossil (fossils almost exclusively in sedimentary rocks)
  • USGS Fossils, Rocks, and Time (pubs.usgs.gov/gip/fossils: most rocks exposed at the surface are sedimentary; gravel to conglomerate, sand to sandstone, mud to mudstone or shale; Nicholas Steno mid-1600s; Law of Superposition; William Smith; Law of Fossil Succession)
  • USGS Geologic Time: Age of the Earth (pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html: radiometric dating, half-lives 700 million to more than 100 billion years, Acasta Gneisses 4.03 Ga, Isua 3.7 to 3.8 Ga, zircons 4.3 Ga and 4.4 Ga in Western Australia, Moon rocks 4.4 to 4.5 Ga, meteorites 4.53 to 4.58 Ga, Earth 4.54 Ga with uncertainty under 1%, rocks over 3.5 billion years on all continents)
  • USGS Mohs Hardness Scale image page and USGS Bulletin 1042-G Gem Stones of the United States (ten minerals, relative scale, diamond many times harder than corundum, much dust is silica, quartz 7)
  • NPS Mohs Hardness Scale (Theophrastus, On Stones, about 300 BC)
  • Physical Geology H5P Edition 5.6 Mineral Properties (opentextbc.ca, reference materials: natural fingernail 2 to 2.5, copper 3, steel nail 4, glass and knife 5 to 5.5, streak plate 6.5 to 7)
  • Physical Geology 2nd ed. 7.2 Classification of Metamorphic Rocks (Steven Earle, opentextbc.ca: slate, phyllite, schist, gneiss by grade; grade table 150 to 300, 300 to 450, 450 to 550, above 550 °C; marble, quartzite, hornfels; migmatite)
  • British Geological Survey, Discovering Geology: Rocks and minerals (rock cycle, Peterhead granite feldspar, quartz and biotite, limestone to marble, shale to slate, contact metamorphism, mineral definition)
  • Weathering (biological, chemical, physical, freeze-thaw)
  • Geological processes (erosion, deposition)
  • BGS Geology dataset page (schist and gneiss recrystallized in the solid state)
  • Geological Society of London, Compaction and Cementation (calcite, silica, iron oxides, clay minerals as cements)
  • OpenStax Chemistry 2e 1.2 (oxygen 49.20% and silicon 25.67% of the mass of Earth's crust and atmosphere)
  • USGS Water Density (ice about 9% less dense than water).

確認日: 2026-10-17