火成岩とは？定義・形成過程・種類と代表例（花崗岩・玄武岩）｜堆積岩・変成岩との違い
火成岩の定義から形成過程、花崗岩・玄武岩など代表例、堆積岩・変成岩との違いまで図解でわかりやすく解説。初心者にも最適な入門ガイド。
火成岩は、溶けたマグマからできた岩石です。地球のマントル内の熱で液体になったものです。
マグマが地表に出てきたものを「溶岩」といいます。溶岩は冷えて凝灰岩や玄武岩などの岩石になる。マグマがゆっくり冷えて、地表の下に岩石ができたものを貫入岩といいます。花崗岩（かこうがん）もそのひとつ。
定義と主な特徴
火成岩（igneous rock）は、マグマや溶岩が冷えて固まることでできる岩石です。主な特徴は以下の通りです。
- 鉱物組成：石英、長石、黒雲母、角閃石、輝石、橄欖石（かんらんせき）など、冷却条件と組成に応じて異なる鉱物で構成されます。
- 組織（テクスチャ）：冷却速度によって結晶の大きさが変わり、粗粒（粗い結晶）、微粒（細かい結晶）、斑状（大きな結晶が小さな結晶中に散在）やガラス質（非常に急冷）などのタイプがあります。
- 色や比重：一般に珪長質（ケイ長質：明るい色）から苦鉄質（マフィック：暗い色）まで幅があり、組成が重いほど比重が大きくなります。
形成過程（どこでどうやってできるか）
- 部分融解：地殻やマントルの一部が温度・圧力条件で部分的に溶け、マグマが生成されます。部分融解の程度や元の岩石の種類でマグマの化学組成が決まります。
- マグマの上昇：比重が小さいマグマは上昇して地表近くに達したり、貫入して周囲の岩石に入り込んだりします。
- 冷却と結晶化：地表に噴出すると急冷して微細な結晶やガラスになる（火山岩・溶岩）。地下でゆっくり冷えると大きな結晶からなる貫入岩（深成岩）ができる。
- 分化過程：分別結晶（fractional crystallization）やマグマ混合、同化などによりマグマの組成が変化し、多様な岩石が生まれます。
- 生成環境の例：海嶺（中央海嶺）の玄武岩、沈み込み帯の安山岩〜流紋岩、ホットスポットの大規模な玄武岩流など。
分類と代表的な種類
火成岩は冷却場所と化学組成で大きく分類できます。
- 生成場所による分類
- 火山岩（火成岩の表層型）— 溶岩や噴出物が急冷してできる。例：玄武岩、安山岩、流紋岩、凝灰岩（噴出物の堆積）。
- 貫入岩（深成岩）— 地下深部でゆっくり冷えたもの。例：花崗岩（かこうがん）、閃緑岩、斑糲岩（ばんれいがん）。
- 化学組成による分類
- 珪長質（フェルシック）— SiO2が多く、白〜淡色。例：花崗岩（石英と長石が豊富）。
- 中間質（インターミディエイト）— 安山岩など。
- 苦鉄質（マフィック）— 鉄やマグネシウムが多く暗色。例：玄武岩。
- 超苦鉄質（ウルトラマフィック）— カンラン岩など、地球深部やマントルに由来。
代表例：花崗岩（かこうがん）と玄武岩
- 花崗岩（かこうがん）
- 特徴：粗粒の深成岩で、石英・長石（斜長石・カリ長石）・雲母を多く含む。色は淡色（白・ピンク・灰色など）。
- 形成：ゆっくり地下で結晶化してできるため結晶が大きい。
- 用途：建築材、記念碑、カウンタートップ、割栗石や装飾用など。
- 玄武岩
- 特徴：微粒〜細粒で暗色（黒色〜暗緑色）。輝石や斜長石、時に橄欖石を含む。気泡孔（vesicles）が見られることがある。
- 形成：海底噴出（海洋地殻の主成分）や溶岩流として急速に冷えることで生成。
- 用途：割り石、道路の路盤材、建設用砕石など。
火成岩と堆積岩・変成岩の違い
- 起源の違い：火成岩はマグマの固化、堆積岩は風化・侵食で運ばれた堆積物の固結、変成岩は既存の岩石が高温・高圧で再結晶してできる。
- 組織の違い：堆積岩は層理や粒子の配列が見られ、化石を含むことがある。変成岩は圧力方向に整列した鉱物繊維（片理）を示すことが多い。一方、火成岩は冷却による結晶組織が主で、層理や化石は基本的に見られない。
- 分布の違い：火成岩は火山活動や地下貫入に伴って分布し、堆積岩は古い海や川の底、変成岩は山脈や深部で多い。
現場での見分け方・利用法
- 見分け方：粒の大きさ（肉眼で見えるか）、色（明るいか暗いか）、気泡（軽石や玄武岩の気孔）、縞や片理の有無で大まかに分類できます。火成岩はしばしば結晶の形がはっきりしています。
- 利用：建築材、装飾石、土木用骨材、耐火材や化学産業の原料など、岩石ごとに多様な用途があります。
まとめ
火成岩はマグマや溶岩の冷却・結晶化によって生まれる岩石で、生成場所や組成によって多彩な種類があります。花崗岩のような地下でゆっくり固まる粗粒の岩石と、玄武岩のような急冷してできる微粒・暗色の岩石は代表的な例です。堆積岩や変成岩とは起源や組織が異なり、それぞれ地球の歴史や構造を知る手がかりになります。
マグマは地表に到達すると溶岩と呼ばれる。
キンバリー岩
かんらんせき
花崗岩でできたアメンヘテプ2世の頭部。ブルックリン博物館
地質学的意義
地殻の上部16kmは火成岩が約95%を占め、堆積岩や変成岩は薄く広範囲に分布しているだけである。
火成岩が地質学的に重要なのは、そのためです。
- その絶対年代は、様々な種類の放射性年代測定法から得ることができます。これは、隣接する非火成岩の地層の年代を知るためのものである。
- その特徴は、通常、特定のテクトニクス環境に特徴的である（プレートテクトニクスを参照）。
- 例えば、タングステン、スズ、ウランは花崗岩や閃緑岩に、クロムやプラチナは斑れい岩によく含まれている。
2種類
火成岩は、2つの方法で発生する。
マグマ
マグマは高温の複雑な流体物質である。マグマの温度は700℃から1300℃の範囲にあるものが多い。マグマは、隣接する岩石に押し込まれたり（貫入、深成岩）、溶岩として地表に押し出されたり（押出、火山性）、岩石の破片（テフラ）を含む露頭として吹き出したりすることがある。
マグマは、溶けた鉱物の原子や分子でできている。マグマが冷えると、原子や分子が再配列して鉱物粒が形成される。鉱物の粒（多くは結晶）が集まって成長すると、岩石ができる。花崗岩、閃緑岩、斑れい岩、玄武岩などが火成岩の一種です。石英は、火成岩の鉱物の中で最も一般的な分子であるシリカ（SiO2 ）からできており、火成岩の作用によって生成される主要な鉱物の一つです。火成岩の例としては、軽石、黒曜石（火山ガラス）、スコリアなどがあります。
鉱物
火成岩を構成する鉱物のほとんどは、これらのタイプである。p12
化学成分
火成岩は、化学的性質によって分類される。主な種類は以下の通りです。
リストの最初の6つの鉱物は珪酸塩である。酸化物はほとんどが鉄である。
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質問と回答
Q: 岩石の3つの主な種類は何ですか?
A: 岩石の3つの主な種類は火成岩、堆積岩、変成岩です。
Q: 火成岩は何からできていますか?
A: 火成岩は溶けたマグマからできています。
Q:マグマはどのようにして液体になるのですか?
A: マグマは地球のマントル内の熱によって液体になります。
Q:溶岩とは何ですか?
A:溶岩とは、地球の表面に出てくるマグマのことです。
Q: 溶岩によってできる2種類の岩石は何ですか?
A: 溶岩によってできた岩石には、凝灰岩と玄武岩があります。
Q:貫入岩はどのように形成されるのですか?
A:貫入岩は、マグマが地表でゆっくりと冷えて岩石になったものです。
Q:「火成岩」とはどういう意味ですか?
A: 「火成岩」の語源はラテン語のIgnisで、英語では火を意味します。
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