【第９講座】
火成鉱床の基礎知識
岩石や鉱物の収集において
気にするべき情報の一つとして
産地となる鉱山の鉱床の成因が挙げられます。
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鉱床の成因はいくつかありますが
日本の鉱山で採掘される鉱床のほとんどは｢火成鉱床｣です。
ですから、今回は
火成鉱床の基礎知識を説明します。
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日本でできるマグマは１０００℃ほどで
地下４００ｋｍ〜２００ｋｍでマントルが溶けることで生成します。
今、地下３０００〜２０００ｍまで上がってきたマグマが
冷却しはじめたとします。
１０００℃〜８００℃では
かんらん石、Caに富む斜長石ができ、
次いで輝石、角閃石が晶出します。
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８００℃〜５００℃では
角閃石、雲母、Naに富む斜長石、石英が晶出してきます。
温度が下がるにつれて
結びつきやすい形に晶出していき
残った構成要素から次の結びつきがされる
この段階的な流れを
｢結晶分化作用｣と呼んでいます。
最初のマグマの段階で
銅やニッケルなど
硫化物になりやすい元素が大量にあると
分化作用の前段階で
それらが分化沈殿して鉱床を形成することもあります。
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結晶分化作用や
それ以前の分化沈殿によって作られた鉱床を
｢正マグマ鉱床｣と呼んでいます。
クロム鉱床や鉄鉱床が多いですが
日本ではほとんど見られません。
北海道日東鉱山、愛知県中宇利鉱山
兵庫県夏梅鉱山、岡山県高瀬鉱山
ぐらいではないでしょうか。
夏梅鉱山については
正マグマ鉱床ではないという
考え方もあるぐらいです。
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分化作用の終盤では
揮発性元素やレアメタルなどが高濃度で残ります。
それらの元素の結びつきで
大きな結晶が伸び伸びと育ちます。
この空間を｢ペグマタイト｣と呼んでいます。
鉱床学的には｢ペグマタイト鉱床｣ということになります。
ちなみに日本三大ペグマタイトは
福島県石川、岐阜県苗木、滋賀県田上
と言われています。
また
茨木県妙見山や福岡県長垂の
リチウムペグマタイトは
国の天然記念物に指定されています。
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ペグマタイトは
その生成過程から考えても
分化作用の後半で形成される｢花崗岩｣にできるのが
理屈に合っていますが
閃緑岩や斑れい岩のペグマタイトも存在します。
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ペグマタイトには
雲母、長石、石英の巨晶の他
トパーズ、蛍石、リシア雲母、緑柱石、電気石などの
巨晶もできます。
まるで宝石箱のような空間ですね。
５００℃〜３７４℃では
さらに軽くなったガスが上部の岩に侵入し
割れ目に晶出します。
白雲母、トパーズや蛍石などの他に
閃亜鉛鉱、方鉛鉱、輝水鉛鉱、錫石、モリブデン鉱物、
硫砒鉄鋼、自然蒼鉛などが採れるこの部分を
｢高温熱水鉱床(気成鉱床)｣と呼びます。
石英脈に飛び地のように生成されるイメージです。
スズ、タングステン、モリブデンなどの鉱脈も作られます。
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温度が３７４℃を下回ると
これまで臨界状態であった水が
液体や気体となって出現します。
液体となった水に
残った成分が溶かされ
｢鉱液｣となって流れます。
これが｢鉱脈｣を形成します。
これらの鉱脈を｢熱水鉱脈鉱床｣と呼びます。
日本では明延鉱山が典型的です。
２００℃までは銅、鉛、亜鉛などの鉱脈ができ
１００℃以下では金、銀などの鉱脈ができます。
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同じ熱水鉱床でも
海底火山活動により熱水が海底に出ると
熱水に溶け込んでいた重金属が
急冷されて｢硫化物｣｢硫酸塩｣として沈殿します。
これを｢塊状熱水鉱床｣と呼びます。
日本では東北によく見られ
｢黒鉱鉱床｣はその代表です。
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塊状熱水鉱床がプレート運動で沈み込むと
層状変成がなされます。
これを｢キースラーガー鉱床｣と呼びます。
これが付加体として地上に出現します。
日本では別子銅山や日立鉱山が有名です。
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マグマが炭酸塩岩(石灰岩、苦灰岩)の層に貫入すると
｢初生スカルン鉱床｣や｢二次スカルン鉱床｣などができます。
厳密にはいくつかのタイプに分かれますが
鉱山の鉱床について言えば
ほとんどすべて二次スカルンを指し
｢接触交代鉱床｣と呼ばれています。
当サイトでは単に｢スカルン鉱床｣としています。
スカルンの鉱山はとても多く
岩手県の釜石鉱山、埼玉県の秩父鉱山、岐阜県の神岡鉱山、
福井県の中竜鉱山、大分県の豊栄鉱山などが有名です。
