土や岩石の成分とは? 砂と粘土とは?

地球をつくっている物を大気・水・岩石に分けて、重さでくらべてみると
岩石がもっとも多く、約93パーセントをしめています。

そして、この岩石のなかには鉄・鉛・銅などの金属が鉱物となってふくまれているほか
たくさんの元素がいろいろな化合物をつくってふくまれています。

ここでは、これらの岩石が、どのような成分からできているか
また、私たちの生活にどのように利用されているか、調べてみましょう。




クラーク数

大気と地球の表面から地下16キロメートルまでのいろいろな元素を
重さの百分率(パーセント)であらわしたものをクラーク数といいます。

76

図は、クラーク数を円グラフでしめしたもの
です。このグラフを見ると、酸素が全体の約半分をしめ
残りのうちの約半分をケイ素がしめていることがわかります。

岩石の成分

地球の表面の大部分をしめる岩石の約88パーセントは火成岩です。
このほかのおもな岩石は堆積岩でケツ岩約4パーセントをはじめ
砂岩・石灰岩などがあります。

これらの岩石は、クラーク数で第8番目までの元素
つまり、酸素・ケイ素・アルミニウム・鉄・カルシウム・ナトリウム
カリウム・マグネシウムがいろいろな形で組みあわさってできています。

造岩鉱物の成分

岩石は、まえのページの表のような化合物が集まってできているのですが
これらの化合物は、岩石にばらばらにふくまれているのではありません。

1つまたは、いくつかの化合物が集まって鉱物をつくり、それが岩石をつくっています。この岩石をつくっている鉱物を、造岩鉱物といいます。

造岩鉱物には、非常にたくさんの種類があり、その成分もさまざまです。

たとえば、石英は、二酸化ケイ素だけでできていますが正長石はもっと複雑で
二酸化ケイ素と、酸化アルミニウム・酸化カリウムで塩をつくっています。

ふつう、造岩鉱物は、石英のようなかんたんなものより
正長石のような複雑なもののほうが多く
その形も二酸化ケイ素のような酸性酸化物と
酸化アルミニウム・酸化カリウムのような塩基性酸化物との
塩となっている場合がほとんどです。



岩石の風化

岩石は、いろいろな鉱物からできていますが
鉱物は、種類によって、膨張のしかたが違います。

そのため、長いあいだ、膨らんだり、縮んだりしているうちに岩石にひびが入ってきます。

このひびのあいだに水が入って、凍ったりすると
いっそうひびが大きくなって、ついには割れてしまいます。

また鉱物は、水とむすびついて加水分解をおこします。
とくに、水の中に二酸化炭素が溶けていると、いっそう激しい加水分解をおこします。

岩石は、長いあいだに、このようないろいろな変化をうけてばらばらに砕けていきます。これを岩石の風化といいます。

砂の成分

砂は、岩石の風化によってできる、岩石の小さい粒です。
したがって、成分も岩石と同じです。
砂の中には、磁鉄鉱・金などをふくれことがあります。

このような磁鉄鉱や金を、それぞれ砂鉄・砂金といいます。

粘土の成分

岩石が風化してできた物で、砂より粒の細かいものが粘土です。
岩石のおもな成分は長石類ですが、この長石が加水分解をうけて風化されると
カオリナイト・二酸化ケイ素・炭酸カリウムになります。

このうち、炭酸カリウムは水に溶けやすいので水に溶けて流れてしまいます。
したがって粘土のおもな成分は、カオリナイトと二酸化ケイ素で
不純物として、酸化鉄平石灰分をふくんでいます。

しかし、これらの成分は重さが違うので、川を流れたりすると沈む場所が違って
成分がかわってくることがあります。

粘土は、ふくまれている成分によって、つぎのように分けられます。

① 高級粘土 50パーセント以上がカオリナイトで
少量の二酸化ケイ素をふくむ(カオリナイト・磁土・耐火粘土・陶土など)

② 低級粘土 カオリナイトを10~70パーセントふくみ、溶けやすい不純物をふくむ。(かわら用粘土・レンガ用粘土など)







サブコンテンツ