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アルカリ長石：詳細・その他
概要
アルカリ長石は、ケイ酸塩鉱物の中でも特に重要なグループであり、斜長石と並んで地殻を構成する主要な鉱物の一つです。その名前が示すように、アルカリ金属であるカリウム（K）とナトリウム（Na）を主成分とする長石鉱物を総称します。化学組成的には、KAlSi3O8（正長石、カリ長石）とNaAlSi3O8（アルバイト、ナトリウム長石）の固溶体（溶液のように互いに溶け合って均一な固体となっている状態）であり、この両端成分の間で様々な割合でKとNaが置換したものがアルカリ長石として存在します。
アルカリ長石は、その化学組成と結晶構造によってさらに細かく分類されます。代表的なものとしては、正長石（Orthoclase）、微斜長石（Microcline）、サンディン（Sanidine）、そしてアルバイト（Albite）が挙げられます。これらの鉱物は、見た目や産状、そしてX線回折による結晶構造解析によって区別されます。正長石と微斜長石は、主にカリウムを多く含む長石で、結晶構造の違いによって区別されます。サンディンは高温で形成されるカリ長石の一種で、しばしばガラス質岩石中に見られます。アルバイトはナトリウムを主成分とする長石で、斜長石系列の端成分でもあります。
化学組成と構造
アルカリ長石の化学式は一般的に (K, Na)AlSi3O8 と表されます。これは、カリウム（K）とナトリウム（Na）のアルカリ金属イオンが、AlSi3O8 の骨格構造の中で互いに置換しうることを示しています。この置換は、温度や圧力といった形成条件によって大きく影響を受けます。
結晶構造的には、アルカリ長石は三斜晶系または単斜晶系の鉱物です。正長石とサンディンは単斜晶系に属し、微斜長石は三斜晶系に属します。この結晶構造の違いは、アルカリ金属イオンの配位環境や、ケイ素（Si）とアルミニウム（Al）の配置に起因します。微斜長石は、低温で形成される過程で、より規則的な原子配列を持つようになり、三斜晶系へと構造が変化します。
また、アルカリ長石は連晶（Perthite）と呼ばれる特徴的な模様を示すことがあります。これは、高温で形成された単一の長石結晶が、冷却過程でカリウム長石とナトリウム長石の二相に分離して析出したものです。この分離は、目に見えるほどの粗いものから、顕微鏡でしか観察できない微細なものまで様々です。連晶の存在は、その長石がどのような温度条件下で形成されたかを知る手がかりとなります。
物理的性質と識別
アルカリ長石は、一般的に白色、灰色、ピンク色、淡黄色などを呈します。その色は、微量に含まれる不純物（例えば、鉄イオンや酸化鉄）に由来します。例えば、カリ長石のピンク色は、微細な酸化鉄のインクルージョンによるものであることが多いです。
硬度はモース硬度6〜6.5であり、比較的硬い鉱物です。条痕は白色で、ほとんど無色です。光沢はガラス光沢ですが、風化すると土状光沢を呈することもあります。
アルカリ長石を識別する上で重要な特徴は、劈開（へきかい）です。アルカリ長石は、{001}面と{010}面の二方向に、ほぼ直角（約90度）に劈開します。この直角に近い劈開は、斜長石の劈開（約90度と約94度）との鑑別点となります。また、風化している場合、表面がざらざらしていることが多く、これが斜長石の滑らかな表面と区別するのに役立つことがあります。
さらに、サンディンなどの高温型長石は、正方晶系の双晶（カーlsbad双晶）を示すことがあり、これも識別の一助となります。微斜長石は、格子双晶（Grille twinning）と呼ばれる独特の双晶構造を持ち、これが顕微鏡下で観察されます。
産状と生成環境
アルカリ長石は、火成岩、変成岩、そして堆積岩など、非常に幅広い種類の岩石中に産出します。
火成岩
花崗岩や閃長岩などの深成岩の主要な造岩鉱物の一つです。これらの岩石では、カリ長石（正長石、微斜長石）やアルバイトが豊富に含まれます。また、流紋岩やデイサイトなどの火山岩中にも、サンディンなどの高温型長石として見られます。マグマの粘性や冷却速度によって、結晶の形や種類が変化します。
変成岩
片麻岩や片岩などの広域変成岩の主成分となることもあります。高温高圧下で、既存の岩石が再結晶する際に生成します。特に、アルカリ岩の変成作用を受けた岩石では、アルカリ長石が優勢となります。
堆積岩
砂岩や泥岩といった堆積岩の砂粒やシルト粒としても、風化・侵食された岩石の破片として含まれます。これらの堆積物が続成作用を受けて固結した堆積岩中に、アルカリ長石の粒が含まれるのです。
重要性と用途
アルカリ長石は、地殻の構成鉱物として非常に重要であるだけでなく、私たちの生活においても様々な用途があります。
- ガラス製造：アルカリ長石は、ガラスの主成分であるケイ砂（SiO2）の融点を下げる融剤として機能します。特に、ソーダ石灰ガラスの製造に不可欠な原料となります。
- セラミックス製造：陶磁器やタイルなどの製造において、釉薬の原料や焼成時の収縮を抑えるための骨材として使用されます。
- 研磨剤：その硬度と適度な脆性から、研磨剤としても利用されます。
- 装飾品：透明感や美しい色合いを持つものは、宝飾品や装飾石としても利用されます。例えば、ムーンストーン（ラブラドライトやオーソクレースの変種）やサンストーン（オリゴクレースやアルバイトの変種）などが有名です。
その他
アルカリ長石は、その形成過程や変質過程において、鉱床学や地球化学の研究において重要な情報を提供します。例えば、同位体比の分析は、岩石の年代測定やマグマの起源を推定するのに役立ちます。
また、アルカリ長石の風化は、土壌の形成過程に深く関わっています。風化によって、アルカリ長石は粘土鉱物などを生成し、岩石の分解を促進します。
アルカリ長石は、その多様な種類、美しい外観、そして地質学的な重要性から、鉱物学において常に注目される鉱物グループと言えるでしょう。
まとめ
アルカリ長石は、カリウムとナトリウムを主成分とする長石鉱物の総称であり、正長石、微斜長石、サンディン、アルバイトなどが含まれます。化学組成としては(K, Na)AlSi3O8で表され、結晶構造は三斜晶系または単斜晶系に属します。物理的性質としては、モース硬度6〜6.5、白色〜ピンク色などを呈し、ほぼ直角の劈開が特徴です。火成岩、変成岩、堆積岩など、広範な岩石中に産出し、ガラスやセラミックス、装飾品など、産業的にも重要な用途を持っています。地質学的な研究においても、岩石の形成過程や年代を解明する上で不可欠な情報源となります。
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