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堆積岩 たいせきがん sedimentary rock

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

堆積岩
たいせきがん
sedimentary rock

水底や陸上において,岩石片,生物の遺骸やその破片,化学的沈殿物,火山放出物,またそれらの混合物などが堆積して生じた岩石の総称。水により浸食,運搬,堆積した泥岩砂岩礫岩などが代表的なもので,一般にほぼ水平な層理をもっている。

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デジタル大辞泉の解説

たいせき‐がん【堆積岩】

堆積し固まってできた岩石。成因により砕屑(さいせつ)岩火山砕屑岩生物岩化学岩に大別され、砂岩凝灰(ぎょうかい)岩石灰岩チャートなどがある。水成岩。沈積岩。成層岩。→火成岩変成岩

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百科事典マイペディアの解説

堆積岩【たいせきがん】

水成岩,沈積岩,積成岩とも。堆積作用の結果生ずる岩石。砕屑(さいせつ)岩,生物岩,化学岩,火山砕屑岩の4種が含まれるが,これらの中間的なものも存在する。堆積岩は地層をつくり,しばしば化石を含む。
→関連項目岩石堆積盆地

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岩石学辞典の解説

堆積岩

岩石化した堆積物[Brongniart : 1827, Pettijohn : 1975].軟弱で脆い堆積物が続成作用を受けて石化したものを堆積岩という[片山ほか : 1970].

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世界大百科事典 第2版の解説

たいせきがん【堆積岩 sedimentary rock】

風化や浸食によってできた砕屑物質,生物遺体火山噴出物などは水や風によって運搬され,湖や海,川などの水底あるいは陸上に堆積する。それらが圧密,膠結(こうけつ),再結晶などの続成作用呼ばれる物理的・化学的変化を長期間にわたって受けると,ついには固結した堆積岩となる。水の作用を受け水底に堆積して固結したものは水成岩と呼ぶ。堆積岩の圧倒的部分はこの水成岩で,火成岩に対する言葉である。固結していない堆積物は一般に堆積岩には含めない。

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大辞林 第三版の解説

たいせきがん【堆積岩】

堆積作用によって形成された岩石。機械的堆積作用による砕屑岩(砂岩・礫岩など)、化学的堆積作用による化学的沈殿岩(チャート・岩塩など)、有機的または生化学的堆積作用による有機的堆積岩(石灰岩・石炭など)などに分かれる。水成岩。沈積岩。成層岩。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

堆積岩
たいせきがん
sedimentary rocks

地表条件下で堆積作用によって形成された岩石の総称。地表の岩石は風化・侵食作用により物理的および化学的に崩壊・分解し、その結果生じた物質は、大気や水あるいは氷河などの営力により重力に従って低いほうへと運搬される。それは、最終的には地表のどこかに、たとえば海底に軟らかな堆積物として沈積し、続成作用の結果固い岩石になる。この全過程を広い意味での堆積作用といい、この作用によって生じた岩石が堆積岩である。成因的に火成岩変成岩と異なっている堆積岩には、それ特有の性質があり、一つは地層をつくること、もう一つはしばしば化石を含むことである。
 風化物質は普通は流水によって運搬され、礫(れき)や砂粒のような粗い砕屑(さいせつ)物は機械的に押し流され、粘土鉱物のような細かいものは水中に懸濁して、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどは水に溶解して、それぞれ移動する。海域あるいは湖などまで運び込まれた風化物質は、運搬力が失われたりまたは水分が著しく蒸発したりすると、その場に堆積物として沈殿し、ある広がりをもった水平な地層をつくる。こうして形成された地層は、構成物質が均質であるか、または上下方向に粒度などが変わっても同質である。次々に地層が形成されると、それらは前の地層の上に順次積み重なって厚い地層群をつくる。各地層の間には平行な境目すなわち層理面ができ、それは堆積が中断したことを表すが、地質時代の長さからみれば瞬間的な時間なので、このような地層の関係の場合にはほとんど連続的に堆積したと考えることができる。このことは、下の地層ほどより古く、上の地層ほどより新しいことを表しており、いいかえると堆積岩がつくる地層は時間の流れを記録していることになる。
 地球上には、河川、砂漠、氷河、三角州、海浜、大陸棚、大陸斜面から海溝、深海底、海洋島など、熱帯から寒帯にわたっていろいろな堆積環境があり、どの場においても地層は絶えず形成されている。そのため、ある特定の時代に、ある特定の地域に形成された地層群は、その当時の地形や気候などの環境条件や地殻変動に支配されて、ある特定の組合せの堆積岩からなるため、このことを利用して過去の環境を知ることができる。さらに地層には堆積当時の生物群の遺骸(いがい)や生活の痕跡(こんせき)が残されているので、地層の順序に従って含まれている化石を調べることにより、生物群の変遷史を明らかにすることができる。こうしたことに基づいて、世界各地の地層の順序(層序)と化石から、地球の歴史年表といえる地質年代表がつくられてきた。新第三紀以降の地層では、含まれる石灰質微化石の酸素同位体比を調べ、寒暖のリズムを示すミランコビッチ・サイクルとあわせて詳細な年代が推定されている。一方、地層はもともと水平に堆積したものであるが、陸上に露出している地層は傾斜したり、褶曲(しゅうきょく)したり、あるいは断層で切られたりしており、もとの状態とは著しく異なった状態になっている。このように変形した地層から、地質構造を解析して地下のようすを推定したり、地質時代におこった地殻変動の性格を明らかにすることができる。
 堆積岩を構成する物質には、砕屑物質と生物の遺骸、およびそれらのすきまを充填(じゅうてん)する膠結(こうけつ)物質とがある。砕屑物質は既存の岩石が侵食・風化されてできた岩石や鉱物の破片で、礫・砂・泥などである。膠結物質はマトリックスmatrixともよばれ、砕屑物質のなかで非常に細粒の粘土鉱物、堆積の場で形成される粘土鉱物、あるいは珪(けい)質、石灰質、鉄質といった化学物質である。主要な構成物質に基づいて、堆積岩は砕屑性堆積岩(砕屑岩)と化学的堆積岩(化学岩)とに大きく分けられる。生物の遺骸が多量に集積したものや、生物の生活作用に関連してできたと考えられるものは、生物性堆積岩(生物岩)とよばれることがある。[斎藤靖二]

砕屑性堆積岩

砕屑性堆積岩(砕屑岩)は、それを構成する砕屑物の粒子の大きさで区分される。砕屑物の粒径には、風化から堆積するまでに働いた大気や流水などの営力が反映されているからである。砕屑物の粒径に応じて砕屑岩は礫岩・砂岩・泥岩と分類されるが、礫岩でも礫ばかりではなく、礫と礫とのすきまには砂以下の粒子を含み、砂岩ではシルト(細粒堆積物)以下の粒子を含んでいるのが普通であり、いろいろな粒度組成のものがある。砕屑物の粒度がよくそろっている場合には「淘汰(とうた)がよい」といい、不ぞろいの場合には「淘汰が悪い」という。砕屑岩をつくるおもな物質は、岩片、石英、長石類、および粘土鉱物であり、既存の堆積岩から供給されるものもあるが、もともとは火成岩や変成岩から供給される。したがって、砕屑岩は、火成岩や変成岩の岩片やそれをつくっていた鉱物と、堆積作用のなかで新たに生じた鉱物とからできているといえる。礫や石英や長石類が前者であって、風化に対し抵抗力があるものである。このほかに種々の重鉱物が含まれており、それは供給源を推定するうえで重要な手掛りとなっている。後者は化学的風化の結果生じた各種の粘土鉱物である。
 砕屑岩には堆積時の状況を示す組織・構造が保存されており、地質時代の環境解析の手掛りとなっている。それには、地層の底面にみられる砕屑物が供給されたときの動きで形成された底痕(ていこん)、地層の表面に残された水流の動きを反映している波痕(はこん)、地層の断面に細かな縞(しま)模様として現れる平行葉理や斜交葉理、地層の中で下から上へと粒が細かくなる級化構造などがある。
(1)礫岩 礫を主要な構成物質とする砕屑岩で、礫が普通の丸い礫でなく、角張った礫からなるものは角礫岩とよばれる。礫の大きさや形、岩石の種類などを調べることによって、堆積環境やその当時地表に露出していた地質のようすなどを推定することができる。
(2)砂岩 砕屑岩のなかでおもに砂粒からなるもので、砂粒の粒径の違いから細分されている。普通、砂岩は砂粒とそれのすきまを埋める基質からなり、砂粒をつくるものは、石英、長石類、雲母(うんも)、岩石片などで、基質は粘土鉱物や石灰質、珪質、鉄質などの化学物質である。堆積作用の全過程において分解や水流によるふるい分けが十分に進むと、長石類や有色鉱物あるいは粘土鉱物は少なくなっていき、風化や分解に対し抵抗力のある石英だけが残るようになる。そこで砂岩を基質の量で二分し、基質の少ない(15%未満)ものをアレナイトareniteとよび、基質の多い(15%以上)ものをワッケwackeとよんでいる。両者ともに石英、長石類、岩石片を多く含むものがあり、それによって石英質アレナイト、長石質アレナイト、石質ワッケなどと細分されている。たとえば、石英質アレナイトのように安定成分の石英だけからなるものは、成熟した砂岩といわれ、そのもとになった砂は大陸の大河川の河口にみられる海浜砂とよく似ている。長石質アレナイトはカリ長石や斜長石を多く含み、花崗(かこう)岩類からなる後背地の存在を示す。一方ワッケは多い基質のために暗色を呈し、分級度(砂粒の大きさのそろい方の程度)が悪く未成熟で、粒子は角張っていることが多く、急激な堆積作用を暗示する。このように砂岩はいろいろな成分が多様な量比で混じり合った複雑な集合物であるが、その内容から堆積当時の環境や堆積過程を推定することができる。また、砂粒子の化学組成や放射年代は供給源を探るよい手掛りとなる。
(3)泥岩・頁(けつ)岩 砕屑岩のなかで細粒のもので、シルト岩と粘土岩を含む。どちらも構成粒子の粒径が小さくて肉眼で識別するのがむずかしいため、まとめて泥岩とよばれることが多い。頁岩というのは、層理面に平行な細かな葉理が発達し、それに沿って弱い剥離(はくり)性をもつものをいう。泥が沈積する環境下では、有孔虫や放散虫といった浮遊性および底棲(ていせい)の生物遺骸あるいは有機物などもよく含まれる。[斎藤靖二]

化学的堆積岩および生物性堆積岩

化学的堆積岩(化学岩)とは、主要な構成物質が、水溶液から化学的あるいは生化学的過程によって分離沈殿して形成された堆積物からなり、それの固結したものである。生物の遺骸が集積したものや生物の生活作用が関係してできたものは、生物性堆積岩(生物岩)として区別されるが、中間的なものもあって、かならずしもつねに区別されるわけではない。
 この種の堆積岩は一般に単純な鉱物組成をもち、しばしば1種類の鉱物からなっている。そのため化学組成も比較的純粋であって、砕屑岩のように粒子の粗さで区分しないで、化学成分の違いから大別されている。チャートのように層理の発達が著しい場合もあるが、砕屑岩に比べて層理は不明瞭(めいりょう)であって、一般に塊状であることが多い。ある特定の化学物質が濃集している岩石であるので、鉱床学的に重要なものが多く、採掘されて広範囲にわたって利用されている。
(1)石灰岩 炭酸カルシウムを主成分とする岩石で、構成鉱物は方解石またはあられ石である。海水から化学的に沈殿したものや動物・植物源の骨格粒子からできている。後者には、石灰藻、有孔虫、紡錘虫、サンゴ、ウミユリ、二枚貝、腕足貝などがあり、これらを多量に含むものは化石石灰岩とよばれ、地質時代を決定したり、堆積環境や生物の変遷史を知るうえで有効なものである。砕屑性の石灰岩や、またかなりの量の砕屑物を含むものもあり、石灰岩と泥岩の中間的な組成のものは泥灰岩とよばれる。またチョークとよばれるものは、石灰質の単細胞生物の遺骸が多量に集積したもの。石灰岩はセメントの原料や石材として利用されるだけでなく、世界の石油の半分以上が石灰岩から採取されているので、その貯留層としても重要である。
(2)苦灰岩(ドロマイト) 炭酸マグネシウムを含む苦灰石を主成分とする岩石である。石灰岩に伴って産することが多く、初め石灰岩として堆積したものが、のちにカルシウムの一部がマグネシウムによって置換されてできたものが多いといわれる。
(3)チャート シリカ(二酸化ケイ素)を主成分とする硬い岩石で、鉱物学的には非常に細粒の石英やクリストバル石からなり、微量の粘土鉱物などを含んでいる。非晶質シリカの骨格や殻をもつ放散虫、珪質海綿の骨針、珪藻などの遺骸が多量に集積してできたもので、粗粒の砕屑物や石灰質物質をまったく含まないことから、陸から遠く離れた深海底で形成されたと考えられている。造山帯をつくる海成の付加体中に泥岩に取り囲まれた地塊として産し、ときには大量に含まれている。薄い層理の発達が著しく、しばしば強く褶曲している。
(4)蒸発岩 無機的な化学過程で沈殿によってできた典型的な岩石で、いろいろな化学物質を溶かし込んでいる湖水で、水分が蒸発した結果生じた岩石である。この種の岩石はほとんど砕屑物を含まず、ときには大きな結晶の集合からなることがある。岩塩、カリ塩、石膏(せっこう)、硬石膏などの各種の塩類がある。
(5)鉄鉱層 縞状(しまじょう)鉄鉱や沼(しょう)鉄鉱とよばれる赤褐色の堆積物で、鉄バクテリアの生活作用を通して沈殿したと考えられている。
(6)リン鉱 含水リン酸カルシウムを主成分とする複雑な組成の岩石で、動物体あるいは鳥の排泄(はいせつ)物のリンを含むものからできたと考えられている。
(7)珪藻土 非晶質シリカの殻をもつ植物プランクトンの珪藻が集まってできた、非常に細粒で多孔質の軽い岩石で、新生代新第三紀中新世および鮮新世の地層中に産する。吸収剤や濾過(ろか)剤などに利用される。
(8)石炭 炭素を主成分とする石炭は、地質時代の植物遺体が多量に埋没し、揮発成分を失ってできたものである。陸上植物に由来する腐植炭と水中植物に由来する腐泥炭とがあり、湿地帯や泥炭地のような還元的な環境で形成されたと考えられている。
 以上の各種の岩石の間には、それぞれ中間的なものがあって、石灰岩と砕屑岩の場合にはどちらが主要であるかによって、石灰質泥岩とか泥質石灰岩などとよばれる。放散虫や珪藻が細粒の砕屑物といっしょに堆積したり、あるいは炭酸カルシウムと同時に沈積したりしてできたものは、珪質泥岩とか珪藻質泥岩あるいは珪質石灰岩などとよばれる。また、炭質物は細かな粒子として細粒の砕屑岩に多量に含まれることがあり、黒色を呈する炭質泥岩をつくる。一方、火山砕屑物も各種の堆積岩と積み重なって互層をつくったり、混じり合って堆積したりする。混じり合った中間的な組成のものは、凝灰質砂岩とか凝灰質頁岩などとよばれている。このように堆積岩にはいろいろな量比で混じり合ったものがあるが、それらをどのような名前でよぶかというより、構成物質内容を調べて堆積当時の諸条件を解析し、成因を明らかにすることがたいせつである。[斎藤靖二]
『ニコライ・ミハイロヴィッチ・ストラーホフ著、平山次郎他訳『堆積岩の生成』全3巻(1967~1971・ラテイス) ▽庄司力偉著『堆積岩石学』(1971・朝倉書店) ▽水谷伸治郎・斎藤靖二・勘米良亀齢著『日本の堆積岩』(1987・岩波書店) ▽地学団体研究会編、岡村聡・武蔵野実・渡辺暉夫・石田聖・久保田喜裕他著『新版地学教育講座4 岩石と地下資源』(1995・東海大学出版会) ▽平朝彦・徐垣・鹿園直建・広井美邦・木村学著『岩波講座地球惑星科学9 地殻の進化』(1997・岩波書店) ▽ウイリアム・J・フリッツ、ジョニー・N・ムーア著、原田憲一訳『層序学と堆積学の基礎』(1999・愛智出版) ▽周藤賢治・小山内康人著『岩石学概論』上下(2002・共立出版) ▽岡田博有著『堆積学――新しい地球科学の成立』(2002・古今書院)』

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世界大百科事典内の堆積岩の言及

【岩石】より

…岩石はこの点で,均質で一定(あるいは一定の範囲)の化学組成を有する鉱物と明瞭に区別される。 岩石はその成因によって,火成岩,堆積岩,変成岩の3種に大別される。この区別は1862年にコッタB.von Cottaによって提唱されたもので,現在でも普通に用いられている。…

【地層】より

…地層というのは本来層理面を示す地殻物質であり,そのことから一般には層状に積み重なった堆積岩を指す場合が多い。堆積岩は量としては地殻表層の20%以下を占めるにすぎないが,表面積としては実に75%以上に達し,しかも地層が地球の歴史に関する三次元的枠組みを与えることが明らかになったことから,重要なものとして扱われている。…

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