赤色層
赤色層（または赤色層）は堆積岩であり、通常は砂岩、シルト岩、頁岩で構成され、酸化物鉄の存在により主に赤色になります。多くの場合、これらの赤い色の堆積層には、礫岩、泥灰土、石灰岩、またはこれらの堆積岩の組み合わせの薄い層が局所的に含まれています。赤色層の赤色の原因となる酸化鉄は、通常、赤色層を構成する堆積物の粒子のコーティングとして発生します。赤色層の典型的な例は二畳紀と三畳紀ですアメリカ合衆国西部の地層とヨーロッパのデボン紀 旧赤色砂岩 相。[1] [2]
主要赤色層
一次赤色層は、赤色層または古い赤色層の侵食と再堆積によって形成される可能性がありますが[3]、この仮説の根本的な問題は、赤色層の領域に近い適切な年代の赤色の堆積物が比較的少ないことです。イギリス、チェシャーの堆積物。一次赤色層はまた、褐色またはくすんだ色の水酸化第二鉄の脱水による堆積物の原位置（初期続成作用）の赤化によって形成される可能性があります。これらの水酸化第二鉄には、一般に針鉄鉱（FeO-OH）およびいわゆる「アモルファス水酸化第二鉄」または褐鉄鉱が含まれます。この材料の多くは、鉱物のフェリハイドライト（Fe 2 O 3 H 2 O）である可能性があります。[4]
この脱水または「老化」プロセスは、沖積氾濫原および砂漠環境における土壌生成と密接に関連していることがわかっています。針鉄鉱（水酸化第二鉄）は通常、赤鉄鉱に比べて不安定であり、水がない場合や高温では、反応に応じて容易に脱水します。[5]
- 2FeOOH（針鉄鉱）→Fe 2 O 3（ヘマタイト）+ H 2 O
反応針鉄鉱→赤鉄鉱（250°C）のギブズの自由エネルギー（G）は-2.76 kJ / molであり、粒子サイズが小さくなるとGはますます負になります。したがって、針鉄鉱およびフェリハイドライトを含む砕屑性の第二鉄水酸化物は、時間とともに自発的に赤色のヘマタイト顔料に変化します。このプロセスは、沖積層の漸進的な赤みだけでなく、古い砂漠の砂丘砂が若いものよりも激しく赤くなるという事実も説明しています。[6]
続成作用の赤色層
続成作用中に赤色層が形成されることがあります。このメカニズムの鍵は、埋没中の酸素化された地下水によるフェロマグネシアンケイ酸塩の層内変質です。ウォーカーの研究は、普通角閃石と他の鉄含有デトリタスの加水分解がゴールディッチ溶解シリーズに従うことを示しています。これは、特定の反応のギブズの自由エネルギーによって制御されます。たとえば、最も簡単に変更できる材料はかんらん石です。
- Fe 2 SiO 4（ファヤライト）+O2 → Fe2O 3 （ヘマタイト）+ SiO 2（石英）、E = -27.53 kJ / mol
このプロセスの重要な特徴は、反応によって例示され、自生相として沈殿する一連の副生成物の生成です。これらには、混合層粘土（イライト–モンモリロナイト）、石英、カリウム長石、炭酸塩、および色素性酸化鉄が含まれます。続成作用の変化が進むにつれて発赤が進行するため、時間に依存するメカニズムです。他の意味は、このタイプの赤化は特定の堆積環境に固有ではないということです。ただし、続成作用の赤い層の形成に適した条件、つまり正のEh中性アルカリ性pHは、暑い半乾燥地域で最も一般的に見られます。これが、赤色層が伝統的にそのような気候に関連している理由です。[7] [8]
二次赤色層
二次赤色層は不規則な色の帯状分布を特徴とし、多くの場合、不適合な 風化プロファイルに関連しています。色の境界は、岩相の接触を横断し、不適合に隣接してより強い赤みを示す可能性があります。北海南部の石炭紀に以前に形成された一次赤色層に二次赤色層が重なる可能性があります。[9]続成作用後の変化は、黄鉄鉱の酸化 などの反応によって起こる可能性があります。
- 3O 2 +4FeS2 → Fe2O 3 （ヘマタイト）+ 8S E = −789 kJ / mol
および菱鉄鉱の酸化：
- O 2 +4FeCO3 →2Fe2O 3（ヘマタイト） + 4CO 2 E = −346 kJ / mol
このように形成された二次赤色層は、テロジアジェネシスの優れた例です。それらは、以前に堆積した堆積物の隆起、侵食、および表面風化に関連しており、それらの形成には一次および続成作用の赤色層と同様の条件を必要とします。[10]
も参照してください
参照
- ^ 鉱業、鉱物、および関連用語の辞書（第2版）。バージニア州アレクサンドリア：Society for Mining、Metallurgy、and Exploration、Inc.1997と協力しているAmericanGeological Institute. ISBN 0-922152-36-5。2020年11月8日取得。
- ^ Neuendorf、KKE; Mehl、JP、Jr .; ジャクソン、JA、編 （2005）。地質学用語集（第5版）。バージニア州アレクサンドリア：アメリカ地質研究所。ISBN 0-922152-76-4。
- ^ Krynine、PD（1950）。「コネチカットの三畳紀堆積岩の岩石学、層序学、および起源」。コネチカット地質学および自然史調査の報告。73。
- ^ Van Houten、Franklyn B.（1973年5月）。「赤色層の起源レビュー-1961-1972」。地球惑星科学の年次レビュー。1（1）：39–61。土井：10.1146/annurev.ea.01.050173.000351。
- ^ Berner、Robert A.（1969年2月）。「針鉄鉱の安定性と赤色層の起源」。Geochimica etCosmochimicaActa。33（2）：267–273。土井：10.1016 / 0016-7037（69）90143-4。
- ^ Langmuir、D.（1971年9月1日）。「反応針鉄鉱=ヘマタイト+水に対する粒子サイズの影響」。アメリカンジャーナルオブサイエンス。271（2）：147–156。土井：10.2475/ajs.271.2.147。
- ^ ウォーカー、セオドアR.（1967）。「現代および古代の砂漠における赤色層の形成」。アメリカ地質学会会報。78（3）：353. doi：10.1130 / 0016-7606（1967）78 [353：FORBIM]2.0.CO;2。
- ^ ウォーカー、セオドアR .; ウォー、ブライアン; Grone、Anthony J.（1978年1月1日）。「新生代の第1サイクル砂漠沖積層、米国南西部およびメキシコ北西部における続成作用」。GSA速報。89（1）：19–32。土井：10.1130 / 0016-7606（1978）89 <19：DIFDAO>2.0.CO;2。
- ^ ジョンソン、SA; グローバー、BW; ターナー、P。（1997年7月）。「英国ウェストミッドランズの上部石炭紀赤色層における多相赤化および風化イベント」。地質学会誌。154（4）：735–745。土井：10.1144/gsjgs.154.4.0735。
- ^ Mücke、Arno（1994）。「第11章パートI.堆積岩（砂岩、魚卵石鉄岩、カオリン、ボーキサイト）のダイアジェネティック後の鉄化-赤色層の赤化の比較研究を含む」。堆積学の発展。51：361–395。土井：10.1016 / S0070-4571（08）70444-8。
外部リンク
