共通テスト地学基礎の岩石と鉱物｜組織と成分の表から冷え方を推定する｜武蔵野個別指導塾

斑晶と石基から冷え方を考え、鉱物の観察点を数えた割合と組織の記録を分けて岩石名の判断につなげます。

よくあるのは、粒の大きさだけを観察したメモに、岩石の成分まで書き込んでしまう場面です。大きな結晶と細かい部分が見えれば、冷え方について考える手がかりになります。しかし、その見かけだけで石英が多いか、かんらん石が含まれるかまでは決まりません。観察した事実と、そこから考えた冷え方を分けて書き、成分は別の資料から確かめます。

表から拾う情報を分ける

火成岩はマグマが冷えて固まってできた岩石です。資料では、標本の拡大図、鉱物の種類や割合の表、岩石の分類表などを組み合わせて考えます。数字を先に計算するより、何を数えた表なのか、どこを観察した図なのかを確かめることが出発点です。

出方の1つは、結晶の大きさと並び方から組織を読み取り、冷え方を推定する型です。大きな結晶が細かい部分の中に散らばるか、比較的大きな結晶がほぼ同じ程度の大きさで組み合うかを見ます。観察は現在の標本についての事実、冷え方はその事実に基づく過去の推定です。

もう1つは、鉱物の割合と分類表を照らし、成分が近い岩石を選ぶ型です。結晶が大きいことと石英が多いことは別の情報です。表に各鉱物が同じ単位で示されているか、割合の合計が何を基準にしているかを見ます。複数の条件がそろわないと名前を絞れない問題では、不足する情報も答えの一部になります。

さらに、同じ成分の岩石を組織で分ける型があります。例えば成分が似た火山岩と深成岩は、固まった環境の違いによって組織が異なります。観察の記録が小さな部分に限られるときは、標本全体についての断定を急がないことも必要です。

結晶の姿と成分は別の欄に書く

図1のように、斑状組織では大きな結晶の斑晶が、細かい結晶や火山ガラスからなる石基の中にあります。斑晶が先に成長し、残りが比較的急に冷えて石基になったと考えられます。石基が細かいことを「結晶が全くない」と言い換えることはできません。火山岩は一般に、このような組織を示します。

図1の右側では、見える結晶が比較的似た大きさで組み合っています。これが等粒状組織です。深成岩は地下でゆっくり冷えて結晶が成長し、一般にこの組織を示します。ただし、粒が完全に同じ大きさであることを意味しません。境界が見える複数の結晶を比べて判断します。

鉱物の名前は、組織の名前とは別です。石英や長石は無色鉱物、輝石やかんらん石、黒雲母は有色鉱物に分類されます。ここでいう無色・有色は鉱物の分類であり、岩石の写真の明るさだけで含まれる鉱物を確定するための札ではありません。光の当たり方や細かな粒の混ざり方も見かけに影響します。

学校で扱う代表的な分類では、流紋岩と花こう岩は無色鉱物が多い側、玄武岩と斑れい岩は有色鉱物が多い側に位置します。安山岩とせん緑岩はその中間に置かれます。流紋岩・玄武岩・安山岩は火山岩です。それぞれに成分の近い深成岩として、花こう岩・斑れい岩・せん緑岩が対応します。境界に近い標本を、色の印象だけで厳密に分類できるとは限りません。問題に分類の基準が与えられたときは、まずその基準に従います。

資料の割合を見る際には、岩石全体の体積を基準にした値なのか、観察面の点を数えた割合なのかも区別します。点の数を数えた結果なら、それは観察した点についての割合です。そこから標本全体を代表すると考えてよいかは、観察範囲や問題の条件によります。点の数をそのまま結晶の個数とみなしてはいけません。

基本例題：2つの標本を別の手がかりで読む

次は学習用に作った観察です。標本Aは大きな結晶が細かい石基の中に散らばっています。標本Bは目で区別できる結晶がほぼ同程度の大きさで組み合っています。両標本の観察面で、それぞれ100点を同じ方法で選び、各点が重なった物質を調べました。Aは無色鉱物60点、有色鉱物20点、ガラス20点です。Bは無色鉱物70点、有色鉱物30点で、ガラスは見られませんでした。

AとBの組織を答え、一般的な冷え方を説明してください。またAの100点のうち無色鉱物が占める割合を整数の百分率で求めてください。点の割合を標本全体の体積割合とみなす必要はありません。

図2のように、まずAの大きな結晶と石基の関係を見ます。大きな結晶は斑晶、周囲の細かい部分は石基です。したがってAは斑状組織で、一般に火山岩に見られます。先に斑晶が成長し、その後、残りが比較的急に冷えて石基をつくったと推定します。斑晶と石基の両方が一度に同じ速さで固まったと決める必要はありません。

Bでは目に見える結晶がほぼ同程度の大きさで組み合っているので、等粒状組織です。一般に深成岩に見られ、地下で比較的ゆっくり冷えて結晶が成長したと推定できます。AもBも現在の組織を見て過去の冷え方を考えています。観察結果そのものと推定を一続きの事実にしないでください。

Aの無色鉱物の割合は、対象の60点を、観察した全100点で割ります。

60 ÷ 100 = 0.6

0.6 × 100 = 60%

答えは60%です。戻して確かめると、100点の60%は60点で、観察した無色鉱物の点数と一致します。有色鉱物20点とガラス20点を足しても100点に戻ります。ガラスを除いて鉱物だけを分母にするなら、60 ÷ 80 × 100 = 75%です。これは別の問いの答えです。全観察点を分母にする今回の60%と混ぜないでください。

この表は無色鉱物と有色鉱物の区別までを与えています。石英と長石の内訳は書かれていないので、Aの無色鉱物60点がすべて石英だとは言えません。組織と割合がわかっても、問題に必要な分類表や鉱物の内訳がなければ、細かな岩石名まで一意に決められるとは限りません。

条件を変えると答えの範囲が変わる

別の自作資料で考えます。標本CとDは、ともに石英と長石が多く、有色鉱物が少ないという成分の記録があります。Cは斑晶と石基をもち、Dはほぼ同程度の大きさの結晶が組み合っています。問題の分類表には、無色鉱物が多い成分について、斑状組織なら流紋岩、等粒状組織なら花こう岩と記載されています。この条件のもとで、CとDの岩石名と、それぞれの一般的な冷え方を答えてください。

成分の欄ではCとDを分けられません。次に組織を見ると、Cは斑状組織なので分類表から流紋岩、Dは等粒状組織なので花こう岩です。Cの石基は比較的急に冷えたこと、Dの結晶は地下で比較的ゆっくり成長したことを示す手がかりになります。成分が似ることと冷え方が同じことは別です。

逆に、Dについて「結晶の大きさがそろう」という記録しかなければ、等粒状組織と判断する手がかりはあっても、この分類表の成分の列を選べません。花こう岩か、成分が異なる別の深成岩かを決める情報が不足します。観察範囲が一部だけの場合も同じです。見えていない範囲の性質を勝手に補わず、追加で鉱物の種類や割合を調べると答えます。

また、斑状組織を見て「岩石の全ての部分が急に冷えた」とするのは、斑晶の存在を説明できません。比較的大きな斑晶が成長した段階と、その周囲の石基ができた段階を分けると、資料の両方の特徴に対応できます。正確な温度や冷却にかかった時間は、この観察だけから数値で決まりません。

誤答を観察の欄に戻す

誤答の例は「粒が大きいので石英が多く、花こう岩である」です。原因は、結晶の大きさから冷え方を考える手順と、鉱物の種類から成分を考える手順を混ぜたことです。図3のように、粒の大きさは組織の欄、鉱物の種類と割合は成分の欄へ戻します。その上で、両方を分類表と照らします。

もう1つの誤りは、Aの無色鉱物の割合を計算するとき、分母に鉱物の点数80点を使いながら「全観察点の割合」と書くことです。75%という数自体は鉱物の点の中での割合として正しいものの、問いの分母とは一致しません。分母に含めた点を言葉で書き、ガラスの20点が入るか確認します。

「石基は細かいからすべてガラス」という答えも資料以上の断定です。石基には細かい結晶を含むことがあります。観察の倍率や記録が示す範囲を確認し、見分けられなかった部分には「不明」と残します。情報が足りないときに無理に名前を埋めないことが、資料読解の正確さにつながります。

練習：観察からどこまで言えるか

以下の表と数値は練習用の自作資料です。各問で与えた範囲について答え、必要な条件を他の問から持ち込まないでください。

問題

1. 標本Eは、細かい石基の中に大きな結晶が散らばっています。組織の名前と、斑晶と石基の形成について一般に考えられる冷え方を文章で答えてください。

2. 標本Fの観察面で選んだ200点は、無色鉱物が90点、有色鉱物が70点、ガラスが40点でした。全観察点に占める有色鉱物の割合を整数の百分率で求めてください。観察点を標本全体の体積とはみなしません。

3. 標本GとHは、どちらも有色鉱物が多い成分です。Gは斑状組織、Hは等粒状組織です。問題の分類表では、この成分に対し火山岩を玄武岩、深成岩を斑れい岩とします。GとHの名前をそれぞれ答え、選んだ根拠を述べてください。

4. 標本Iについて「目に見える結晶がほぼ同じ大きさ」という記録はありますが、鉱物の種類と割合は調べていません。この記録だけで花こう岩と断定できるか答え、不足する情報を1つ挙げてください。

解答と読み直し

1. 斑状組織です。大きな結晶を斑晶、細かい部分を石基と呼びます。一般には先に斑晶が成長し、残った部分が比較的急に冷えて石基になったと考えられます。与えられた「大きな結晶が細かい部分に散らばる」という観察に戻すと、両方の部分が説明されています。石基が細かいという記録から、斑晶が存在しないとは言えません。

2. 全体の200点を分母にして、70 ÷ 200 × 100 = 35%です。確かめると、200点の35%は70点です。90 + 70 + 40 = 200点とも一致します。ガラスを除く鉱物160点を分母にすると別の割合になるため、問いの「全観察点」を先に丸で囲んでおくと区別できます。

3. Gは玄武岩、Hは斑れい岩です。Gの斑状組織は一般的な火山岩の特徴、Hの等粒状組織は一般的な深成岩の特徴です。成分はどちらも有色鉱物が多いと指定されているため、与えられた表の同じ成分の列で、組織に対応する行を選びます。答えを条件へ戻すと、玄武岩はGの斑状組織に、斑れい岩はHの等粒状組織に対応します。

4. 断定できません。結晶がほぼ同じ大きさという記録は等粒状組織の手がかりですが、花こう岩かどうかを決める成分は示されていません。例えば石英や長石などの種類と割合を調べる必要があります。同じ等粒状組織でも異なる成分の深成岩があるため、組織だけで成分を埋めると条件を超えてしまいます。

観察面の点を増やしても、調べた場所が標本の一部に偏っていれば、それだけで標本全体を代表するとは限りません。資料が複数の面を対象にしているか、特定の部分だけを対象にしているかを読み、割合の適用範囲を答えに添えます。観察できなかった鉱物を存在しないと判断することも避けます。

覚えるときの短い道筋

• 斑晶と石基の組み合わせは斑状組織です。
• ほぼ同程度の結晶が組み合う姿は等粒状組織です。
• 組織から冷え方を推定し、鉱物の資料から成分を読みます。
• 割合は何を分母にしたかを言葉で確かめます。
• 情報が足りなければ岩石名を断定せず、不足を示します。

つまずいた場所を見つける

組織名を取り違えるときは、拡大図のどこを斑晶、どこを石基と読んだかを指でたどります。名前だけを暗記し直す前に、大きな結晶と周囲の細かい部分の関係を言葉にします。等粒状組織なら、複数の結晶の境界と大きさを比べたかを確かめます。

割合の計算で迷うときは、式の分母に「全観察点」や「鉱物の点」と注記します。答えを点数に戻して元の表と一致するかも調べます。個別指導では、岩石名を書く直前に、組織と成分のどの情報を使ったかを別々に説明してもらうと、観察と推定が混ざった箇所を見つけられます。粒の姿と鉱物の内訳を分ければ、資料が示す範囲まで筋道を立てて判断できます。