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日本で岩塩が採掘できるかを探るブログ記事です。岩塩は海水が干上がり、蒸発岩として長期間かけて形成されますが、日本では採掘記録が見当たらず、その形成には膨大な時間が必要とされます。しかし、ヒマラヤ岩塩の例から、大陸衝突が岩塩形成に関与する可能性が示唆されます。この視点から、伊豆半島と富士山の成り立ちが大陸衝突と関連することから、日本でも静岡県などで岩塩が採掘できる可能性が推測されています。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
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日本で岩塩は採掘できるのか？
造岩鉱物の理解を深めるためにケイ酸についてを学ぶ
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ケイ酸は、ケイ素と酸素で構成され、自然界では主に二酸化ケイ素(SiO2)の形で存在する。水に極わずか溶け、モノケイ酸として植物の根から吸収される。
しかし、中性から弱酸性の溶液では、モノケイ酸同士が重合して大きな構造を形成する。この重合の仕方は、単鎖だけでなく複鎖など、多様な形をとる。
造岩鉱物は、岩石を構成する鉱物で、ケイ酸を含有するものが多い。熱水やアルカリ性の環境では、ケイ酸塩が溶けやすくなる。
紅簾石片岩はチャート由来の変成岩
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本記事では、結晶片岩の一種である「紅簾石片岩」に焦点を当てています。これは、マンガンを豊富に含むチャートが、非常に強い変成作用を受けることで形成される珍しい岩石です。筆者は、硬質なチャートが薄い片岩に変化するほどの変成作用の大きさに驚きを示しています。さらに、農業への応用にも触れ、畑や園地で紅簾石片岩が見つかった場合、先行して言及された緑色片岩と同様に、作物へどのような影響を与えるのか、特にマンガン供給源としての可能性について強い関心を示しています。
石灰岩はどう出来る？続成作用
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石灰岩は炭酸カルシウムを主成分とする堆積岩で、その成り立ちは遠い海と深く関わっている。陸から運ばれた堆積物が続成作用で固まる過程で、石灰岩も形成されるが、主成分である炭酸カルシウムの由来は陸起源ではない。実は、サンゴなどの生物の遺骸が遠方の海で堆積し、長い年月をかけて地殻変動により陸地へと現れることで、石灰岩が形成される。つまり、現在の日本の石灰岩は、かつてハワイのような温暖な海で形成されたサンゴ礁の名残である。
風化した斑れい岩を観察する前に斑れい岩について整理しよう
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竹野海岸のグリーンタフ（緑色凝灰岩）は、日本海形成時の火山活動で噴出した火山灰が海底に堆積し、熱水作用で変質した岩石。その緑色は、含まれる鉱物中の鉄イオンが酸化第二鉄から酸化第一鉄に変化したため。風化すると褐色になる。
グリーンタフは、その形成過程から、当時の日本海の環境や地殻変動を知る上で重要な手がかりとなる。周辺には、グリーンタフが風化してできた粘土質の土壌が広がり、水はけが悪く、稲作には不向きだが、果樹栽培などに適している。
記事では、グリーンタフを観察しながら、岩石の風化と土壌形成のプロセス、そして地域の農業との関連について考察している。火山活動が生み出した岩石が、長い時間をかけて土壌へと変化し、地域の産業に影響を与えていることを示す好例と言える。
有馬温泉名物の炭酸せんべい
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有馬温泉名物の炭酸せんべいは、小麦粉、砂糖、でんぷんなどに、温泉の炭酸冷泉を加えて焼いたもの。この炭酸冷泉は、銀泉と呼ばれる無色透明な冷泉で、単純二酸化炭素冷鉱泉に分類される。 湧出口付近では水路に茶色の沈着が見られることから、少量の鉄分も含んでいる。有馬温泉は化石海水型のため、炭酸冷泉といえども塩分濃度は高い。炭酸ガスの由来は、海洋プレートの沈み込みに伴い、石灰岩層が熱水で溶解したものと考えられている。炭酸せんべいは、この塩分と炭酸ガス、そして微量の鉄分を含んだ冷泉を用いて作られるため、独特の風味を持つと推測される。
化石海水型の温泉
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有馬温泉は、プレートテクトニクスにより海洋プレートが陸のプレート下に沈み込む際に、海水も一緒に地下深くへ引きずり込まれることで形成される「化石海水型」温泉。地下深くで熱せられた海水は「亜臨界」流体となり、石英流紋岩脈に沿って上昇し、様々な成分を溶かし込みながら湧出する。海から遠い山間部に高濃度の塩分を含む温泉が存在するのは、この壮大な地質学的メカニズムによるもので、「化石」の名は、それが非常に長い時間をかけて形成されたことを示唆している。
有馬温泉の湯には何が溶けているか？
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鳥取砂丘の砂は、大部分が石英と長石で構成されており、これは花崗岩の主要構成鉱物と同じです。著者は砂丘で砂を採取し、実体顕微鏡で観察することで、砂粒の形状や色から鉱物種を推定しました。砂粒は全体的に白っぽく、透明感のあるものやピンクがかったものが見られました。透明感のあるものは石英、ピンクがかったものはカリ長石と推定されました。また、砂鉄の存在も確認されました。これらの観察結果から、鳥取砂丘の砂は、中国山地の花崗岩が風化・侵食され、千代川によって運ばれてきたものと推測されます。砂丘で採取した砂は、顕微鏡観察だけでなく、今後、X線回折などで本格的に分析する予定です。
有馬温泉に行ってきた
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著者は有馬温泉を訪れた。NHK「ブラタモリ」の有馬温泉特集がきっかけだが、昨年訪れた大鹿村の中央構造線博物館で鹿塩温泉と有馬温泉の成り立ちに関する冊子を読んだことが大きな動機だった。その後、高槻のポンポン山で海底火山跡、飛騨小坂の巌立峡で溶岩流跡と炭酸鉱泉を観察し、温泉への興味が高まった。温泉の本を読み、有馬温泉への思いを募らせる中、「ブラタモリ」の放送があり、ついに有馬温泉へ。現地ではブラタモリで紹介された天神泉源を訪れ、道中で赤い川と赤土を発見した。
粘土鉱物を理解する旅２
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粘土鉱物の理解を深めるため、各地のジオパークや博物館で得た情報をもとに、土壌における役割を考察している。地震や火山活動により長石などのアルミノ珪酸塩が粘土鉱物に変質する過程に着目し、図鑑で長石の種類や変質経路を調べた。温泉のpH変化と粘土鉱物の関係、黒ボク土のアロフェンと非アロフェンの起源にも触れ、どちらもアルミノ珪酸塩の二次鉱物であることを指摘。最終的に、アルミノ珪酸塩の分布と火成岩の関係へと議論を展開する。
高アルカリ性の温泉から土を考える
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高アルカリ性温泉のpHが10前後になるメカニズムを考察。炭酸塩も要因だが、主な理由は、造岩鉱物である灰長石がモンモリロナイト、さらにローモンタイトといった粘土鉱物に変質する過程にあると推測される。この変質時、水素イオンが鉱物に取り込まれたり、水酸化物イオンと中和反応を起こしたりすることで、周囲のpHが上昇する。この粘土鉱物の変質は土壌でも日常的に起こっており、土壌の緩衝性（pH調整能力）が、有機酸だけでなく土を構成する鉱物自体の作用によっても発揮されるという新たな理解を得た。
飛騨小坂の炭酸冷泉
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飛騨小坂の炭酸冷泉は、御嶽山の噴火による溶岩流でできた場所に湧き、高い炭酸含有量を誇る飲用可能な鉱泉です。サイダーのような発泡と、鉄由来の独特の血のような味が特徴で、慢性消化器病などに効能があります。成分は含鉄(Ⅱ)-ナトリウム-炭酸水素塩、塩化物冷鉱泉。火山由来の二酸化炭素と重炭酸塩を多く含み、重曹の成分も含まれています。湧水には鉄が多く含まれ、空気に触れて酸化し、周辺は赤い川となっています。
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