高校地学基礎 火成岩の組織—冷え方と結晶の大きさを根拠に分類する｜武蔵野個別指導塾

斑晶と石基の関係から冷却の順序をたどり、岩石名と混同しやすい火成岩の組織を整理します。

よくあるのは、大きな結晶を見つけた高校生が、その粒だけを手掛かりに深成岩と答える場面です。ところが、大きな粒の周りに細かい部分が広がっている標本では、別の見方が必要です。粒の大きさだけでなく、粒とその周囲の組合せに注目すると、冷え方を考える道筋が見えてきます。まず学校の範囲表、授業ノート、ワークや小テストの該当箇所を開き、習った組織名と岩石名を確かめてから進めましょう。

問題はどこを見ているか

定期テストでは、標本や模式図に示された粒の様子から組織名を答える型が出ます。大きな結晶の存在だけで決めず、周囲が細かいか、全体にほぼ同じ程度の大きさの結晶が集まるかを読み取ります。図に名前が書いていない場合は、観察できる形を先に言葉にしてから名称へ進むと判断が安定します。

もう一つは、組織と冷却の関係を説明する型です。火山岩では、地下で先に成長した結晶と、その後に急に冷えた部分の関係を問われます。深成岩では、地下でゆっくり冷える間に結晶が成長したことと結び付けます。どこで、どのように冷えたかを、結晶の並びと一緒に答えます。

さらに、組織による区分と岩石名の対応を表で問う型もあります。同じ火山岩でも成分によって岩石名は異なります。組織から火山岩か深成岩かを考える判断と、成分による名前の判断を分けて書きましょう。組織だけから特定の岩石名まで決められるとは限りません。

粒の周りを見て組織を読む

マグマが冷えて固まってできる岩石を火成岩といいます。火成岩の組織とは、岩石をつくる結晶などの大きさや組合せの様子です。観察するときは、まず大きな結晶があるかを見て、次にその周りがどのような部分かを見ます。大きな結晶だけに視線を留めないことが出発点です。

斑状組織では、比較的大きな結晶である斑晶が、細かい部分である石基の中に散らばります。石基には細かい結晶やガラス質の部分が含まれます。斑晶は地下でマグマが比較的ゆっくり冷える間に成長し、その後、残りの部分が地表付近などで急に冷えて石基になります。したがって、大きな粒があるという観察と、周りが細かいという観察を両方使って考えます。

等粒状組織では、ほぼ同じ程度の大きさの結晶が組み合わさっています。地下深くでマグマがゆっくり冷えることで、結晶が成長してできた組織です。「等粒」は粒の大きさが厳密に全く同じという意味ではありません。大きい粒と細かい石基がはっきり分かれるか、結晶どうしの大きさがだいたいそろうかを比べます。

図1のように、斑状組織は斑晶と石基の組合せ、等粒状組織は結晶どうしの組合せに注目します。図は関係を表す模式図であり、実際の粒の大きさや個数を一定の比で示したものではありません。

斑状組織を示す火成岩を火山岩、等粒状組織を示す火成岩を深成岩として扱います。ここで岩石名も確かめると、流紋岩と花こう岩、安山岩と閃緑岩、玄武岩とはんれい岩が、それぞれ成分の似た火山岩と深成岩の代表的な対応です。左側が火山岩、右側が深成岩です。対になるのは組織が同じだからではなく、成分が似ているためです。

ただし、成分の似た岩石を対にできても、見た目の色だけで標本を確実に同定できるとは限りません。問題が組織しか与えていなければ、岩石の区分までを根拠として答えます。特定の岩石名が必要なら、成分などの追加条件を確認します。

基本例題：標本の説明を順に結ぶ

次の標本Aと標本Bの説明を読み、それぞれの組織名と火山岩・深成岩の区分を答えてください。さらに、標本Aについて「斑晶」「石基」「冷却」の語を使い、形成の順序を1文で説明してください。これは練習用に作った標本の説明です。

• 標本A：大きな結晶が、肉眼では粒を見分けにくい細かい部分の中に散らばっています。
• 標本B：肉眼で見える結晶が組み合わさり、粒の大きさはおおむねそろっています。

図2のように、Aでは大きな粒とその周りを別々に見ます。Bでは、周りが細かい石基として広がるのか、それとも結晶どうしが組み合わさるのかを確かめます。

最初に標本Aの観察を言葉にします。大きな結晶があり、その周りには細かい部分があります。大きな結晶は斑晶、細かい部分は石基に対応するので、組合せは斑状組織です。斑状組織を示すため、区分は火山岩と判断します。

次に冷却の順序をたどります。まず地下で比較的ゆっくり冷える間に斑晶が成長します。その後、残った部分が地表付近などで急に冷却され、石基になります。答えは「地下で比較的ゆっくり冷却されて斑晶が成長し、その後、残りが急に冷却されて石基になった」です。観察したものと、そこから推定した冷却の経過を混ぜずに書けています。

標本Bは、目に見える結晶が組み合わさり、大きさもおおむねそろっています。この特徴は等粒状組織に対応します。地下でゆっくり冷えて結晶が成長したと考え、区分は深成岩です。大きな結晶が見えることだけで区分したのではなく、結晶の大きさがそろうという条件まで使いました。

答えを元の説明へ戻して確認します。Aを斑状組織とすると、斑晶の周囲に石基があるという説明に戻れます。Bを等粒状組織とすると、結晶どうしがおおむね同じ程度の大きさで組み合わさるという説明に戻れます。AとBのどちらについても成分が示されていないため、流紋岩や花こう岩などの個別名までは決まりません。

条件が増えたときの分かれ目

次の資料を使って問いに答えてください。標本Cは斑状組織を示し、成分は花こう岩に似ています。標本Dは等粒状組織を示し、成分は玄武岩に似ています。両方とも、代表的な岩石の対応に当てはまるものとします。CとDの岩石名をそれぞれ答え、組織と成分のどちらを何の判断に使ったかを説明してください。

まずCの斑状組織から、区分は火山岩です。花こう岩に成分が似た代表的な火山岩を対応表から探すと、流紋岩です。Cの答えは流紋岩となります。花こう岩という語が条件中にあっても、C自身の組織は等粒状ではないため、花こう岩とそのまま答えません。

次にDは等粒状組織なので深成岩です。玄武岩と成分が似た代表的な深成岩は、はんれい岩です。Dの答えははんれい岩となります。玄武岩という語に引きずられて火山岩を選ぶと、Dの組織と合いません。

条件に戻すと、流紋岩は火山岩としてCの斑状組織に合い、花こう岩と成分が似るという条件にも合います。はんれい岩は深成岩としてDの等粒状組織に合い、玄武岩と成分が似るという条件にも合います。組織は冷え方に関連する区分を決め、成分は対応する岩石名を選ぶために使いました。どちらか一方の条件を読み落とすと、名前を取り違えます。

この分かれ目は記述でも役立ちます。「大きな粒があるから花こう岩」と書いた場合、粒の周りの情報も成分の情報も不足しています。もし与えられた情報が大きな粒の存在だけなら、斑状組織と等粒状組織のどちらかを決めるための材料が足りません。判断できない理由を述べ、周囲に石基があるかを追加で調べます。

誤答を観察に戻して直す

図3は「大きな結晶があるから深成岩」とした誤答を、周囲まで見直す手順です。大きな結晶という観察自体が誤りなのではありません。その観察だけでは組織を決める条件が足りないことが問題です。

誤答の原因は、斑晶も大きな結晶であることを忘れ、深成岩の結晶と取り違えた点にあります。修正するときは、粒の周囲に矢印を引いて「細かい石基があるか」と書き込みます。石基があるなら斑状組織、結晶がほぼ同じ程度に組み合わさるなら等粒状組織というように、周囲の条件を含めて判断します。

別の誤りに、「火山岩は急に冷えたので、大きな結晶はできない」という答えがあります。斑晶が先に地下で成長し、残りが後に急に冷えて石基になるという順序を落としています。直すときは、斑晶ができた時期と石基ができた時期を分け、「先に地下で比較的ゆっくり、その後に急に」と並べます。

「成分が似ている2つの岩石は同じ組織」という誤りもあります。成分による対応と、冷却に伴う組織は別の観点です。例えば流紋岩と花こう岩は成分が似ていますが、代表的には前者が斑状組織、後者が等粒状組織です。前の説明にある流紋岩と花こう岩、安山岩と閃緑岩、玄武岩とはんれい岩を対にして見直します。各組の前者は火山岩、後者は深成岩で、成分の対応と組織の違いを分けて確認します。

練習：観察から答えを作る

以下の標本と条件は練習用に作ったものです。各問を先に解き、答えの語と理由を自分で書いてから解答を見てください。岩石名を尋ねる問いでは、代表的な対応を用います。

1. 標本Eには、大きな結晶と、その周りを埋める細かい石基があります。組織名と火山岩・深成岩の区分を答え、大きな結晶の名称も書いてください。
2. 標本Fは、ほぼ同じ程度の大きさの結晶が組み合わさっています。組織名と区分を答え、「地下」「ゆっくり」「結晶」を使って冷え方を1文で説明してください。
3. 標本Gは斑状組織で、成分は閃緑岩に似ています。標本Gの岩石名を答え、区分と成分の対応をそれぞれ理由に含めてください。
4. 標本Hには大きな結晶が見えますが、その周囲は観察できません。この情報だけで火山岩か深成岩かを決められるか答え、判断のために追加で見る部分を1文で書いてください。

解答と考え方

1. 斑状組織、火山岩、斑晶です。大きな結晶と細かい石基が組み合わさるため、斑状組織と判断できます。答えを条件に戻すと、斑晶が石基の中にあるという観察と一致します。大きな結晶があることだけで深成岩にはなりません。

2. 等粒状組織、深成岩です。説明例は「地下でマグマがゆっくり冷える間に結晶が成長した」です。ほぼ同じ程度の大きさの結晶が組み合わさるという条件は、等粒状組織に戻して確かめられます。「地下」だけでなく、冷える速さと結晶の成長まで結ぶと理由が明確になります。

3. 安山岩です。斑状組織から火山岩と判断し、閃緑岩と成分が似た代表的な火山岩を選びます。答えを戻すと、安山岩は火山岩であり、閃緑岩と成分の似た組です。閃緑岩そのものを答えると、与えられた斑状組織と区分が合いません。

4. 決められません。大きな結晶の周囲が細かい石基か、ほぼ同じ程度の大きさの結晶かを追加で見ます。前者なら斑状組織、後者なら等粒状組織を考えられます。どちらの可能性も、最初の「大きな結晶が見える」という条件と矛盾しないため、情報不足のまま一方に決められません。

要点を短く残す

斑状組織は斑晶と石基の組合せで、火山岩に見られます。
等粒状組織はほぼ同じ程度の結晶の組合せで、深成岩に見られます。
斑晶は先に成長し、残りが急に冷えて石基になります。
組織による区分と、成分による岩石名の対応を分けます。

答案のどこでつまずいたか

答案に「大きな結晶」とだけ書かれていたら、標本の周囲を見落としていないかを確かめます。図の大きな粒に丸を付けた後、その外側の部分にも別の印を付け、何が見えるかを言葉にします。粒と周囲の両方を説明できれば、組織名を選ぶ根拠が残ります。

冷却の説明が逆になった場合は、斑晶と石基を左右に書き、どちらが先に成長したかを矢印で示します。岩石名だけが違う場合は、火山岩か深成岩かを決めた後で、成分の対応を表からたどり直します。個別指導では、答えを覚えているかだけでなく、観察、区分、冷却、岩石名のどの段階で条件を取り違えたかを答案や図から確かめます。結晶の周囲に目を戻すことが、組織を見分ける最初の一歩です。

観察結果が読み取りにくい問題では、見えない部分を勝手に補わない姿勢も必要です。石基の有無が示されない図なら、図に描かれた範囲と問題文の説明を照らし合わせます。標本が小さく、粒の形が判別できない場合も、拡大した図や説明があるか探します。確かめる材料が不足する場合は、どの情報があれば区別できるかまで書くと、判断を保留した理由が伝わります。

逆に、図と文章が両方あるときは、片方だけを読んで結論に飛ばないようにします。例えば大きな粒が強調された図でも、説明文に細かい石基が示されていれば、粒の周りを含めた組合せで判定します。模式図は特徴をわかりやすく描いたもので、実物の粒の数や比率を測るための図とは限りません。問題が示す観察条件を根拠として答案を作りましょう。