花崗岩類の球状風化メカニズムの解明

花岗岩球状风化机制的阐明

基本信息

批准号：
17J09850
负责人：
平田康人
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09850/
关键词：
球状風化化学的風化間隙構造冷却節理柱状節理

项目摘要

球状風化は、節理から岩石内部へ変質・分解が進み、岩石表面を皮殻状に剥離させて、岩塊の角が次第に取れて丸くなる現象である。既往研究では、火成岩の球状風化に対する風化前の節理の特徴と岩石の初生的な構造の影響はほとんど考慮されてこなかった。本研究によって、柱状節理の発達した玄武岩と花崗斑岩は、柱状節理に囲まれた岩石内部に初生的構造を有することが示された。そして、それらの球状風化は、節理から供給される酸素と水による化学的風化の進行とその風化に伴う亀裂形成とが初生的組織・構造に強く支配された結果であることが明らかとなった。以上の玄武岩の研究結果は国際誌に投稿中である。また、柳生花崗岩の詳細な地表踏査によって、花崗岩類の風化形態は、その同一岩体内で岩体の貫入境界からの距離に応じて変化していることが明らかになった。柳生花崗岩体が貫入した堆積岩との境界に近いところでは、球状風化が認められ、その境界から4 km以上離れた岩体中心部では、マイクロシーティングや等方的な亀裂を伴うマサがその代わりに認められた。花崗岩体は周縁部から中心に向かって、花崗閃緑岩から花崗岩に変化し、苦鉄質鉱物の含有量が減少する正規組成類帯構造を示した。球状風化の有無と岩相とは対応していなかった。球状風化の認められる地域の岩盤は、ある種の柱状節理と考えられる高角節理が発達しており、マイクロシーティングの場合は地域の応力場を受けて生じたと考えられる2方向の高角節理が発達していた。したがって、花崗岩類の球状風化は、そのような柱状節理の形成を伴う冷却過程と岩石構造が要因である可能性が考えられる。この新しい考え方は、球状風化が小規模貫入岩体に典型的に認められてきたことと調和的である。今後、その花崗岩類の球状風化に関する研究結果を発表する予定であり、節理の成因を追究する方針である。

球状风化是蚀变分解从节理向岩石内部进行，使岩石表面剥落成地壳，岩体边缘逐渐脱落变圆的现象。以往的研究很少考虑预风化节理特征和原生岩石结构对火成岩球状风化的影响。研究表明，柱状节理发育的玄武岩和花岗斑岩在柱状节理包围的岩石内部具有原生结构。已经清楚的是，这些球形风化是由接头提供的氧气和水引起的化学风化的进展以及伴随这种风化而形成的裂纹的结果，这些裂纹受到原生组织和结构的强烈控制。上述玄武岩研究成果目前正在提交给国际期刊。此外，对柳生花岗岩的详细表面勘探表明，同一岩体内花岗岩的风化模式会根据距岩体侵入边界的距离而变化。在柳生花岗岩体和侵入沉积岩之间的边界附近观察到球状风化，而在距离边界4公里以上的岩体中心，则出现了具有微片状和各向同性裂缝的湿润岩。花岗岩体呈典型的带状结构，花岗闪长岩转变为花岗岩，镁铁质矿物含量从外围向中心逐渐减少。球状风化的存在与否与岩性之间没有相关性。观察到球形风化区域的岩石已发育出高角度节理，这被认为是某种柱状节理，而在微片化的情况下，在两个方向上都发育有高角度节理，这被认为是发生的响应局部应力场。因此，花岗岩的球形风化可能是由涉及柱状节理形成的冷却过程和岩石结构引起的。这一新想法与通常在小规模侵入岩体中观察到的球状风化作用的事实是一致的。未来，我们计划展示我们对花岗岩球形风化的研究成果，并计划调查节理的成因。