玄武岩―一般的な噴出火成岩とその性質

組織と構造

玄武岩質溶岩は地表で速く冷えるため、石基は通常、細粒または非顕晶質であり、個々の鉱物結晶は小さい。一方、マグマの一部が噴火前にゆっくり冷えた場合には、より大きな結晶、すなわち斑晶が生じることがある。特徴的な組織には、捕獲されたガスによって気泡状となる多孔質玄武岩、緻密で塊状の玄武岩、冷却時の収縮によって生じる柱状節理がある。海底噴火では、ふくらんだ枕状の形をした枕状玄武岩が一般的に形成される。

形成とテクトニクス環境

玄武岩質マグマの大部分は、上部マントルの部分融解によって生じる。上昇するマントル物質は減圧されて融解し、中央海嶺などの発散型プレート境界の下で海洋地殻の多くをつくる。玄武岩はホットスポットや大陸リフト系でも噴出する。非常に大規模で長期間に及ぶ噴火は、数千平方キロメートルを覆う広大な洪水玄武岩を形成しうる。組成と噴火様式は、融解度、マントル起源物質、ならびに地殻物質の混染の有無に左右される。詳細は玄武岩質マグマおよび噴火時の溶岩過程に関する解説を参照。

変種と名称

玄武岩は、組織、鉱物組成、化学組成によって分類される。代表的な変種には、かんらん石の斑晶を含むかんらん石玄武岩、中央海嶺に典型的なソレアイト玄武岩、プレート内環境でより一般的なアルカリ玄武岩がある。枕状玄武岩は水中で生じる形態を示す名称であり、広範なシート状溶岩流は洪水玄武岩地域の特徴である。これらの変種の研究は、テクトニクスとマントルの過程を解釈する助けとなる。

用途、耐久性と工業製品

風化していない玄武岩は通常黒色または灰色で、硬さ、密度、耐熱性が評価される。道路用骨材、鉄道バラスト、建設用骨材として砕石に用いられるほか、舗装や建築用途のためにブロックへ切り出されることもある。加工した玄武岩は、連続した鉱物繊維に成形でき、断熱材、補強材、地盤工学製品用の複合材料に使われる。玄武岩繊維はアスベストのような繊維状ケイ酸塩構造をもたないため、より安全な代替材料として提供されることが多い。

風化、土壌と環境面

玄武岩は風化して鉄とマグネシウムに富む肥沃な土壌をつくる。熱帯気候では急速な化学風化により粘土鉱物とラテライトが生成される。風化した玄武岩の景観には、特徴的な赤色または褐色の土壌が発達することがある。玄武岩の採石と利用には、土地攪乱、粉じん対策、持続可能な採取方法への配慮が必要である。

変成作用と関連岩石

玄武岩が埋没し、温度と圧力の上昇を受けると、変成岩としての等価な岩石へ変化する。低度変成作用では緑色岩や緑泥石に富む鉱物集合が生じ、高度変成作用では角閃岩相およびグラニュライト相の岩石が形成されることがある。これらの変化については変成岩としての等価岩を参照。

地球外の玄武岩

マントルが融解した他の岩石質天体でも、玄武岩質組成は一般的である。月の一部は広大な月の海の玄武岩に覆われ、火星および金星でも玄武岩質火山活動が確認されている。一部の大型小惑星にも、玄武岩質地殻の破片がみられる。惑星の玄武岩は、太陽系全体におけるマントル組成と火山活動の過程を比較するうえで重要な情報を与える。

参考資料・関連項目：総合情報、溶岩過程、岩石中のマグネシウム、鉄に富む鉱物、かんらん石、輝石、洪水玄武岩、玄武岩質マグマ、月の玄武岩、火星の玄武岩、金星の火山活動、海洋地殻、玄武岩繊維、アスベスト代替材料、変成岩としての等価岩。