わかりやすい地質百科

鉱物のX線回折分析

原理

X線回折分析は、一般に堆積物に含有しているあるいは基盤岩を構成している鉱物を同定するのに利用されます。原理は、鉱物の結晶内部の原子配列周期とX線の波長とがほぼ同程度であることを利用します。X線が結晶に当ればBraggの条件(図1)で回折が起こり、この現象により鉱物結晶の3次元的な原子配列を把握することができます。結晶の原子配列は鉱物ごとに決まっているので、これより分析試料が保有している鉱物の同定が可能となります。

結果の一例

定方位法で得られた回折図の一例を図2に示します。分析の結果得られた図を回折図といいます。回折図中でとび出た線を回折線といって、その回折線の位置(2θCuK α=角度)から、鉱物の同定を行います。この結果分析した試料には、セリサイト・カオリン鉱物・石英・緑泥石・アルミニウム型バーミキュライトが、含有していることが明らかになりました。この含有鉱物種から分析した試料の、風化・変質状態などの把握を行います。

分析目的および結果の利用方法

X線回折分析の目的やその利用方法としては以下のような例が挙げられます。

  • 岩石種類を判定でき基盤岩の一般的な物性値の把握が可能。
  • 基盤岩の風化や変質程度が把握でき、基盤岩の強度低下の有無や、土木地質的問題点の把握が可能。
  • 地すべりや崩壊の調査では、含有粘土鉱物の種類の把握などから、すべり面や弱線の抽出が可能。
  • トンネル調査では、膨潤性粘土鉱物の有無やその含有量の推測が可能。

分析方法

X線回折分析には定方位法と不定方位法の2つの方法があります。その特徴を以下に整理します。

用途に応じての、使いわけが必要です。

定方位法
鉱物が一定の方向に揃うように試料を水簸し、ガラス板の上などに乾燥させて分析する方法。薬品・加熱処理をほどこすことで、含有する鉱物種の同定を行うことができる定性分析。
不定方位法
試料を粉末にして専用のフォルダにつめて分析する方法。薬品・加熱処理をほどこすことができないので定性分析は不可能であるが、回折線の長さや半価幅などから、鉱物の定量検討が可能。

図1 X線回折の原理
図1 X線回折の原理

図2 X線回折による鉱物鑑定の一例
図2 X線回折による鉱物鑑定の一例。解析データ

((株)エイト日本技術開発 磯野陽子)

わかりやすい地質百科

組織地形

岩石・地質の性質、特に浸食に対する抵抗性の違いから形成される特徴的な地形があります。これを組織地形といいます。組織地形をつくるような浸食の違いを差別浸食といいます。
典型的な組織地形には、図-1に示すようなホグバック、ケスタ、メサ、ビュートといわれるものがあります。

浸食に対する抵抗性の違いがつくる組織地形の図
図-1 浸食に対する抵抗性の違いがつくる組織地形

急傾斜した浸食されにくい地層が突出して山稜となっているものをホグバック地形といいます。
地質の浸食性の違いや、層理面の方向による安定勾配の違いによって形成される地形勾配の非対称山稜をケスタ地形といいます。
浸食されにくい地層がほぼ水平にテーブル状に形成されたものをメサ地形、小さく孤立したものをビュート地形、これらの最上部を構成する浸食されにくい岩石をキャップロックといいます。
ケスタとメサ地形の代表的な例を写真-1、2に示します。

ケスタ地形(非対称地形)(鳥取市河原町)の写真
写真-1 ケスタ地形
(非対称地形)(鳥取市河原町)
左側の緩斜面が流れ盤構造で
第三紀層の地すべり地帯。

メサ地形(霊石山:鳥取市河原町、用瀬町)
写真-2 メサ地形
(霊石山:鳥取市河原町、用瀬町)
山頂部がテーブル状の
平坦面を呈する典型的なメサ地形。
地すべり地帯です。

次に、浸食抵抗性・地質の硬軟により形成される地形断面を図-2に、事例を写真-3に示します。

地質の硬軟により形成された地形断面の解説図
図-2 地質の硬軟により形成された地形断面

花崗岩の上にのる玄武岩(キャップロック)の写真
写真-3 花崗岩の上にのる玄武岩
(キャップロック)(米子市近郊)
地層境界の脆弱部で
差別浸食が進行しています。

「サンイン技術コンサルタント株式会社 谷口 洋二」

このページのキーワード。関連するページはこちらからどうぞ。

わかりやすい地質百科

地すべり地形

地すべりは大規模な侵食現象の一つであり、一般に頭部付近には馬蹄形状の凹地形、末端付近は凸状の押し出し地形などが形成されます。地形図上では周辺部より緩斜面であったり、等高線の乱れなどから地すべり地として認識することができます。以下にいくつか例を紹介します。

地すべり事例写真。大きな滑落跡と、下方の緩斜面(泥岩分布)の地すべり。「写真1」正面の山腹斜面(安山岩)に大きな滑落跡がみられ、下方の緩斜面(泥岩分布)で地すべりを生じています。安山岩の山は地すべり地への地下水供給源となっており、これを助長する原因の一つとなっています。
このように地すべり地は地下水が多いことからしばしば水田として利用され、また土壌が撹拌されることから、おいしい米ができると言われています。

地すべり事例写真。岩盤地すべりと陥没帯。「写真2」山頂付近に地形のくびれがあり、土地が陥没したように見えます。岩盤地すべりではこのような陥没帯を形成することが多く、写真からは矢印方向への大規模な地すべりが予想されます。ちなみに日本の地すべりでは比高150mの山が真っ二つに割れ、斜面長700m、すべり面傾斜2~3度で滑動するといったものもあります。

地すべり事例写真。表層すべりの断面。「写真3」地すべり対策ではその断面図を作成し、様々な検討を行いますが、最も重要なのはすべり面形の決定です。
写真は規模の小さい表層すべりですが、本物の地すべり断面であり、珍しいものです。
これによれば中腹部に基岩面の変化点があり、これを境に上部と下部に細ブロック化し、地表面にその影響が表れているのが良く分かります。

「国土防災技術株式会社 瀬崎 茂」

このページのキーワード。関連するページはこちらからどうぞ。

わかりやすい地質百科

土砂災害への備え~こんな前触れには御注意を

こんな前触れにはご注意を!
ふだんから、自分たちの住む地域の自然条件に関心をもっていることが大切です。

豪雨の時長雨の時洪水警報発表の時
は、土砂災害が発生する危険が高まります。

山崩れの危険信号

がけ崩れ

がけ崩れのイメージ

  • 斜面から水がふき出す。
  • 小石がパラパラ落ちてくる。
  • がけに亀裂が入る。
  • がけから流れる水が濁る。

土石流

土石流のイメージ

  • 山鳴りや立木の裂ける音、石のぶつかりあう音が聞こえる
  • 川の流れが濁ったり、流木が混ざりはじめる。
  • 雨が降り続いているのに、川の水位が下がる。
  • 腐った土のにおいがする。

地すべり

地すべりのイメージ

  • 斜面から水が吹き出す。
  • 沢や井戸の水が濁る。
  • 地面にひび割れができる。

「内海建設コンサルタント株式会社 勝原建夫」

このページのキーワード。関連するページはこちらからどうぞ。

わかりやすい地質百科へのリンクバナー

▲ページの先頭へ