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カンラン石

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玄武岩中のカンラン岩ゼノリス

カンラン石[1][2] （かんらんせき、橄欖石、olivine、オリビン）[3]は、鉱物（ケイ酸塩鉱物）のグループ名。

マグネシウムや鉄のネソケイ酸塩鉱物である。Mg2SiO4（苦土橄欖石）と Fe2SiO4（鉄橄欖石）との間の連続固溶体をなす。

多くのカンラン石は、地球マントル最上部（英語版）の大部分を占め、地上に火成岩として出てきたカンラン岩（peridotite）もマントル由来である[4][5]。結晶化したものは宝石のペリドットである。

成分、種類

苦土橄欖石[1][2][6]（白橄欖石、forsterite、フォルステライト）
化学式 - Mg2SiO4。色 - 白色、黄緑色、条痕 - 白色。ガラス光沢。劈開なし。硬度 7。比重 3.2。
鉄橄欖石[1][2][6]（fayalite、黒橄欖石、ファイアライト）
化学式 - Fe2SiO4。色 - 褐色、黒色、条痕 - 淡褐色。ガラス光沢。劈開なし。硬度 6.5。比重 4.4。
テフロ石[2][6]（マンガン橄欖石[6]、tephroite、テフロアイト）
化学式 - Mn2SiO4。色 - 灰色、帯青灰色、帯緑灰色（光が当たると退色する）。条痕 - 灰色。ガラス光沢。劈開なし。硬度 6.5、比重 4.1。産出は限られる。石英とは共存しない。
モンチセリ橄欖石[1]（モンチセリ石[6]、monticellite、モンティセライト）
化学式 - CaMgSiO4。色 - 白色、帯緑灰色、灰色。条痕 - 白色。ガラス光沢。劈開なし。硬度 5、比重 3.2。石灰岩スカルンから産出するが、場所は限られる。
  • 苦土かんらん石
    苦土かんらん石
  • 鉄かんらん石
    鉄かんらん石
  • テフロ石
    テフロ石
  • モンチセリかんらん石
    モンチセリかんらん石

産出地

玄武岩などの塩基性岩や超塩基性岩に多く含まれる。鉄橄欖石質の橄欖石は、ソレアイト質マグマの分化で晶出し、ソレアイト質流紋岩や花崗岩などに含まれることもある。

橄欖石が主要構成鉱物である岩石を橄欖岩という。マントルの上部は、主に橄欖岩から構成されていると考えられている。

鉱業用のカンラン石の約50%はノルウェーで採掘されている。2004年の採掘量 8500 kt/yearのうち、3,500 kt はノルウェーであり、次いで 2,000 kt 日本、700kt スペインである[7]。

地球外
月[8]や火星[9][10]からの隕石、日本の小惑星探査機はやぶさが小惑星イトカワ[11]から持ち帰ったサンプルからも確認されている。NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡での観察では、星が生まれる前のガス雲中からも観測されている[12]。

性質、特徴

a軸側から見た橄欖石の結晶構造

一般式は (Mg,Fe)2SiO4。Mn、Ni、Ti を少量含む。

結晶系は斜方晶系。比重は3.2 - 3.8。モース硬度は7。

ガラス光沢で、色は黄緑色。形状は、粒状または短柱状結晶。

高圧多形
高圧環境下でオリビン構造からスピネル構造に変化する。高圧多型鉱物はウォズレアイト（英語版）と呼ばれ、さらに加圧されるとリングウッダイト（英語版）となる[13][14]。
風化・蛇紋岩化
地上や水中で、他の鉱物より二酸化炭素と反応し急速に脆い滑石を含む蛇紋岩へと変化し風化しやすい[15]。
海洋プレートが沈み込んだスラブでは、高圧力環境で熱水と反応し蛇紋岩化する[16]。
蛇紋岩化では、非常にもろい滑石への変化と圧力勾配の変化が行われ、地震発生の原因ともなると考えられている[17][18][19]。

用途

宝石
苦土橄欖石のうち緑色で特に美しいものは、ペリドットとよばれ、宝石にされる。
マグネシア系耐火物
砕いて砂状にしたオリビンサンドは、鋳物砂として使用される。耐火測定ゼーゲルコーンで SK37-38の耐火性がある[20]。
溶鉄造滓材
MgOの作用により、鉄以外の滓（スラグ）を分離するのに使用する。
二酸化炭素の吸収
水がある環境下で二酸化炭素と急速に反応して風化することから、温暖化対策に砕いたカンラン石を浜辺に敷き詰める Project Vesta（英語版） という試みが行われている[21]。ただ、この方法は大量に風化させても効果が薄くカンラン石の採掘は非効率、海の環境も変わり特定種の植物プランクトンに優勢な状況を作り出してしまうことから環境破壊にもなりかねないという批判も出ている[22]。
その他
コンクリート用骨材、肥料、護岸など[23][24]

名前の由来

ラテン語の oliva（オリーブ）が語源で、オリーブ色（濃緑色）をしていることによる。1790年ウェルナーの命名。olivineを橄欖石と訳したのは、日本の地質調査所の人々らしく、文献で最も古いのは『20万分の1伊豆図幅地質説明書』（西山正吾、1886年）である。

橄欖（カンラン科）とは、ベトナム原産の東南アジア一帯で栽培されている。果肉を食用にし、種子から油を取るほか、薬用にも用いる。この木は、果実はヨーロッパ（地中海地方）のオリーブ（モクセイ科）にやや似ているが、全く別科の植物。しかし、幕末に実だけをみて同じと誤認されたらしく、聖書を漢訳した文久2年(1862)、オリーブの訳にこの語があてられ、そのまま伝えられたもの。

  • かんらん石（Olivine）。宝石名ペリドット
    かんらん石（Olivine）。宝石名ペリドット
  • 橄欖（かんらん）
    橄欖（かんらん）
  • オリーブの実
    オリーブの実

脚注

[脚注の使い方]
  1. ^ a b c d 文部省編『学術用語集 地学編』日本学術振興会、1984年。ISBN 4-8181-8401-2。http://sciterm.nii.ac.jp/cgi-bin/reference.cgi。 
  2. ^ a b c d 日本地質学会編『地質学用語集 - 和英・英和』共立出版、2004年。ISBN 4-320-04643-9。 
  3. ^ 「橄欖」の漢字が難しいので、通常はかんらん石あるいはカンラン石と書かれるか、英名そのままでオリビンと呼ばれる。
  4. ^ Garlick, Sarah (2014). Pocket Guide to the Rocks & Minerals of North America. National Geographic Society. p. 23. ISBN 9781426212826 
  5. ^ 道林克禎「かんらん岩の構造敏感性と弾性的異方性」『地学雑誌』第117巻第1号、東京地学協会、2008年、93-109頁、doi:10.5026/jgeography.117.93、hdl:10297/2575、ISSN 0022-135X。 
  6. ^ a b c d e 松原聰、宮脇律郎『日本産鉱物型録』東海大学出版会〈国立科学博物館叢書〉、2006年。ISBN 978-4-486-03157-4。 
  7. ^ Industrial Minerals & Rocks: Commodities, Markets, and Uses 著：Jessica Elzea Kogel, Nikhil C. Trivedi, James M. Barker, Stanley T. Krukowsk ISBN 978-0873352338 p680
  8. ^ Meyer, C. (2003年). “Mare Basalt Volcanism”. NASA Lunar Petrographic Educational Thin Section Set. NASA. 21 December 2016時点のオリジナルよりアーカイブ。23 October 2016閲覧。
  9. ^ Pretty Green Mineral.... Archived 2007-05-04 at the Wayback Machine.Mission Update 2006... Archived 2010-06-05 at the Wayback Machine. UMD Deep Impact Website, University of Maryland Ball Aerospace & Technology Corp. retrieved June 1, 2010
  10. ^ Hoefen, T. M. (2003). “Discovery of Olivine in the Nili Fossae Region of Mars”. Science 302 (5645): 627-630. Bibcode: 2003Sci...302..627H. doi:10.1126/science.1089647. PMID 14576430. https://zenodo.org/record/1230836. 
  11. ^ Japan says Hayabusa brought back asteroid grains... Archived 2010-11-18 at the Wayback Machine. retrieved November 18, 2010
  12. ^ “NASA - Spitzer Sees Crystal Rain in Infant Star Outer Clouds” (英語). www.nasa.gov. 2022年5月26日閲覧。
  13. ^ Pearson, DG and Brenker, FE and Nestola, F and McNeill, J and Nasdala, L and Hutchison, MT and Matveev, S and Mather, K and Silversmit, Geert and Schmitz, S and others (2014). “Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond”. Nature (Nature Publishing Group) 507 (7491): 221-224. doi:10.1038/nature13080. https://www.nature.com/articles/nature13080. 
  14. ^ “地球内部に大量の水か、ダイヤからマントル由来の鉱物発見”. www.afpbb.com. 2022年5月26日閲覧。
  15. ^ 田中, 剛「ケイ酸塩岩も14C年代測定の対象となるか? : 岩石の粉砕反応によるC02の迅速吸収」『名古屋大学加速器質量分析計業績報告書』第24巻、名古屋大学年代測定資料研究センター、2013年3月、168-176頁、doi:10.18999/sumrua.24.168、2022年5月26日閲覧。 
  16. ^ 野坂俊夫「海洋下部地殻および上部マントルの変質作用と変質鉱物」『地学雑誌』第117巻第1号、東京地学協会、2008年、253-267頁、doi:10.5026/jgeography.117.253。 
  17. ^ “【研究成果】水を含んだマントル岩石が，地震発生の原因となる可能性を発見”. 理学部. 広島大学. 2022年5月26日閲覧。
  18. ^ Kita, Saeko (2018年11月19日). “Physical mechanisms of oceanic mantle earthquakes: Comparison of natural and experimental events” (英語). Scientific Reports. ネイチャー. pp. 17049. doi:10.1038/s41598-018-35290-x. 2022年5月26日閲覧。
  19. ^ Smyth, J. R.; Frost, D. J.; Nestola, F.; Holl, C. M.; Bromiley, G. (2006). “Olivine hydration in the deep upper mantle: Effects of temperature and silica activity”. Geophysical Research Letters 33 (15): L15301. Bibcode: 2006GeoRL..3315301S. doi:10.1029/2006GL026194. オリジナルの2017-08-09時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20170809105549/http://ruby.colorado.edu/%7Esmyth/Research/Papers/Hydrolivine.pdf 2017年10月26日閲覧。. 
  20. ^ 番場猛夫, 針谷宥「北海道のかんらん岩じゃ紋岩資源とその利用」『石膏と石灰』第1979巻第163号、無機マテリアル学会、1979年、253-258頁、doi:10.11451/mukimate1953.1979.253。 
  21. ^ “なぜ緑色の石を浜辺に敷き詰めることで地球温暖化を防ぐことができるのか？”. GIGAZINE. 2022年5月26日閲覧。
  22. ^ “海洋に石散布する温暖化対策に「多くの欠陥」、独研究”. www.afpbb.com. 2022年5月26日閲覧。
  23. ^ “東邦オリビン工業株式会社 オリビン用途”. olivine.co.jp. 2022年5月27日閲覧。
  24. ^ “日高三岩かんらん岩｜株式会社ハタナカ昭和”. 株式会社ハタナカ昭和 (2020年11月19日). 2022年5月27日閲覧。

参考文献

関連項目

外部リンク

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