岩脈（ディーク）とは｜地質学的定義・形成過程と主な種類

岩脈（ディーク）の地質学的定義・形成過程と主要種類を図解で解説。起源（侵入/堆積）や代表例までわかりやすく紹介。

地質学における岩脈（ディーク）とは、既存の岩石層を横切って後から貫入した、板状または壁状の火成岩体を指します。技術的には、それは周囲の地層を断ち切る（斜交・貫入する）任意の地質体を意味し、断面で見れば比較的薄く板状に広がるのが特徴です。垂直な方向に近いものもあれば、傾斜したものやほぼ水平に近いものもあります。

定義と基本特徴

• 形状：一般に寝床のような平坦な壁状ではなく、壁（dike）として周囲の岩石を切断して伸びる板状体です。
• 起源：多くは火成岩を起源とし、マグマが割れ目に注入して固化したものです。
• 貫入様式：貫入性（侵入性）の岩体として形成されることが一般的ですが、まれに堆積作用で生じる類似の構造があるため（堆積性）、注意が必要です。

形成過程

岩脈は、地殻内のマグマが割れ目（割れ目や断層、層間の隙間など）に注入して冷却固結して生じます。注入のメカニズムには以下のようなものがあります。

• マグマの圧力による強制注入（forceful injection）— 割れ目を押し広げながら注入する。
• マグマの上昇に伴う割れの発生・拡大に追随して充填される場合。
• 既存の地層の割れ目にマグマが入り、冷えて固まることで長く伸びた板状体となる。

多くの場合、後の火山活動に伴ってマグマが地層を通過し、以前に堆積的に敷設された地層を横切って貫入します。また、地震や地殻変動により生じた隙間に堆積物や砕屑物が埋められることもあり、のちに岩脈と類似した構造が観察されることがあります。例えば、地震で生じた割れ目をブレッキア、つまり割れた岩石で埋めるタイプの充填もあります。

主要な種類と用語の整理

• 岩脈（ディーク）：周囲の層理を横切る不整合な板状貫入体。垂直～急傾斜のものが多い。
• シル（sill）：周囲の層理と平行に挿入される板状貫入体で、岩脈と対比される。シルは層間に水平に広がる性質を持つため、力学や形成条件が異なります。
• ラコライト（laccolith）やラココーンなど：局所的に上部地層を隆起させる厚い貫入体で、岩脈と同じくマグマの貫入によって形成されますが形状が異なります。
• 堆積性に見える板状体：堆積作用で生まれる層間堆積物や、破砕された岩石が充填されたもの（ブレッキアなど）も存在します。

形態的・鉱物学的特徴

• 幅・長さ：数センチメートルから数十メートル、場合によっては数キロメートルに達するものもある。
• 岩相：玄武岩質〜酸性（流紋岩質）までさまざま。周囲の地殻やマグマの化学組成に依存する。
• 境界：冷却に伴うchilled margin（冷却縁）や、列状節理（カラムナージョイニング）を示すことがある。
• 含有物：包有岩片（xenolith）や鉱物集合体（例えばペグマタイト様の粗粒部）を含むことがあり、局所的な鉱床形成と関連する場合もある。

分布と規模

岩脈は古い岩石中によく見られる普遍的な構造であり、特に古生代以降の地層では一般的です（例：古生代の岩石中にも多数観察される）。また、火成活動が活発だった領域では、数百本の岩脈が同時期に形成されることがあり、これを岩脈群（dike swarm）と呼びます。例えば、アラン島には、何百もの火成岩の岩脈があり、岩脈群という言葉を生んでいます。

地質学的意義と応用

• 年代決定：岩脈は交差関係を示すため、地層の相対年代を決めるのに有用です（横断関係の原則）。
• マグマ供給系の手がかり：岩脈の方向や化学組成は、マグマの供給方向や深部のマグマ体系を推定する材料になります。
• 鉱床と資源：岩脈に伴う熱水活動や割れ目による鉱物沈殿で鉱床が形成されることがあり、鉱業的にも重要です。
• 地盤工学：岩脈は水の流れや風化挙動に影響するため、地盤調査やトンネル・ダム計画で考慮されます。

まとめ

岩脈（ディーク）は、マグマの割れ目注入によって形成される板状の貫入岩体で、周囲の地層を横切る点が特徴です。侵入性の火成岩としての性格をもち、シル（シル）など他の貫入体と対比されます。形態・組成・分布は多様で、地質学的な年代判定、マグマ活動の解明、鉱床探査などで重要な役割を果たします。

質問と回答

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