エピドートは、化学式がCa₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)であるカルシウムアルミニウム鉄シリケート鉱物で、エピドートグループに属し、そのピスタチオグリーンからイエローグリーンの色で広く認識されているが、標本は黄色、茶色、灰色、黒、赤みを帯びた茶色などさまざまな色調で見られることがある。緑色は結晶構造中の鉄の存在とよく関連している。エピドートは通常単斜晶系に結晶化し、縦長な柱状結晶、粒状集合体、柱状塊体、または亀裂や空洞に沿った被膜を形成することがある。その結晶は発達した面と強い縦方向の筋を示すことがあり、また変成岩および熱水環境においてもマス状や粒状の標本が一般的である。
エピドートは重要な岩石形成鉱物および変成鉱物であり、広範な地質的環境で見られる。特に低〜中程度の変成条件で形成された変成岩において特徴的であり、プラジオクローやピロックスン、アンフィブールなどのカルシウムを豊富に含むシリケート鉱物の変成によって一般的に発達する。エピドートはエピドートを主成分とする岩石の中でも、スリート、アンフィボライト、メタベーシルト、グリーンシューティング、変質した火成岩などのスライム内での二次鉱物として存在することがある。また、熱水変質とよく関連し、石英、カルサイト、クロライト、アルビット、その他の二次鉱物とともに脈中に存在することもある。
鉱物の組成は、結晶構造内でFe³⁺がAl³⁺に置き換えられるため変動し、エピドートと鉄の少ない鉱物クライノゼオサイトとの間で組成系列を形成する。鉄含有量が増加すると、エピドートの色や一部の物理的性質が変化する。この化学的変動は、エピドートが形成される条件およびその鉱物が含まれる岩石に影響を与える地質過程を理解するために重要である。したがってエピドートは、変成反応、熱水変質、およびホスト岩の化学的環境に関する有用な鉱物学的情報を提供することができる。
エピドートの歴史と発見
エピドートは18世紀末に別個の鉱物として認識されましたが、エピドートを含む岩石や緑色の鉱物標本は、正式な科学的記述よりも前に知られていたり収集されていました。この鉱物は、フランスの鉱物学者ルネ・ジャスト・オイが1801年に命名しました。その名前はギリシャ語の単語から来ています。 Epidosis、「増加」または「追加」を意味し、鉱物の結晶面の不均等な発達を指す。ハイユは結晶学的観察を用いて、見た目が似た鉱物からエピドートを区別し、鉱物結晶学の体系的な研究に取り入れた。
エピドートの同定は、結晶形、割れ、硬さ、密度、化学組成がより多く利用されるようになった鉱物学の広範な時代の一環でした。エピドートの初期標本は、特徴的な色と変成岩における類似した出現により、他の緑色鉱物と混同されることがありました。鉱物学的手段がより正確になると、その単斜晶系の結晶対称性、特徴的な割れ、化学組成および光学的特性が、同定により信頼性の高い基準を提供するようになりました。
エピドートはその後、変成作用や熱水作用の研究において重要な鉱物となった。特にアンフィボライト、クロライト、アルビット、クォーツ、カルサイトと関連して変質したマフィックおよび中間性岩石に存在することから、エピドートは一次的な変成鉱物であり、鉱物の変質生成物としての役割を確立する助けとなった。現代の鉱物学では、エピドートがクライノゾイサイトとの組成的関係の一環として認識されており、これは結晶構造におけるAl³⁺に対するFe³⁺の置換を反映している。この変異により、エピドートの組成は地質過程における温度、圧力、流体組成、全体的な岩石化学の変化を記録することができる。
エピドートの形成および地質的分布
エピドートは比較的広範な地質的条件で形成されますが、特に変成環境および熱水変質を受けていた岩石でよく見られます。その形成はカルシウム、アルミニウム、鉄、シリカおよび水の供給状況だけでなく、温度、圧力および母岩の化学組成によっても強く制御されます。変成系において、エピドートは既存のカルシウム豊富な鉱物が再結晶化中に流体または新しく形成された鉱物集合と反応するときに一般的に発生します。これは低〜中程度の変成作用に特徴的であり、グリーンシュイストやエピドートアンフィブオライト相と頻繁に関連しています。
マフィックな火山岩および侵入岩において、エピドートはカルシウムを豊富に含む斜長石、パリサイト、アンフィボライトの変成によって一般的に形成される。玄武岩、ガブロン、および関連する岩石は、埋蔵、地域的変成作用、または熱水流体との相互作用中に鉱物組成が変化することによりエピドートを発達させることがある。斜長石は特に重要であり、その変成によって放出されるカルシウムは、元のシリケート鉱物からのアルミニウムおよび鉄と組み合わさることでエピドートの形成に寄与する。エピドートは、岩石全体にわたって細粒として分布していること、より大きな単独結晶として存在すること、または亀裂や粒界に沿って凝集体として存在することがある。
熱水システムは、エピドートの形成においてもう一つ重要な環境である。亀裂や透水性領域を通過する高温で化学的に活性な流体は、既存の鉱物を変質させ、ベイン、空洞、置換帯にエピドートを沈殿させる。これらの環境では、エピドートは石英、クロライト、カルサイト、アルビット、アクチノライト、プレーンサイト、および硫化鉱物とよく一緒に見られる。エピドートを含むベインは、変質した火山岩および火成岩において特に一般的であり、熱水システムの冷却および化学的進化中に形成されることがある。
エピドートは、火成岩の侵入物に近い接触変成岩にも存在し、熱と化学的に反応性のある流体が周囲の国岩を変質させる。カルシウムを豊富に含む岩石、例えば一部の石灰岩や炭酸塩堆積物では、エピドートは他のカルシウムを含む変成鉱物とともに発達することがある。したがって、その存在および組成は、元の岩石の組成および変成作用中の物理的・化学的条件によって大きく異なることがある。一部の鉱脈では、エピドートは開口部に発達した結晶として形成されるが、他の鉱脈では主に微細な粒状集合体として、またはホスト岩内での置換生成物として現れる。
エピドートの結晶構造
エピドートは単斜晶系で結晶化し、相互に接続されたシリケート群、アルミニウムおよび鉄陽イオン、カルシウムおよび水酸基からなる比較的複雑な結晶構造を持つ。その構造は、カルシウム、アルミニウムおよび三価鉄を含む鎖状および配位多面体と組み合わされたSiO₄四面体のフレームワークとして説明できる。これらの構造ユニットの配置により特徴的な単斜対称性が生じ、エピドートの割れ目、結晶の形態、光学的性質および化学的変異性に強く影響を与える。
エピドートの理想化学式はCa₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)であるが、天然試料ではアルミニウムと三価鉄の相対的な割合に変化が見られることが多い。Fe³⁺はAl³⁺に置き換わるが、これは2つのイオンが同じ価数を持つため、全体の電荷バランスを変える必要がない。この置換は、天然エピドートで観察される組成範囲の主な理由の一つである。Fe³⁺含有量が増加するにつれて、一般に鉱物はより強く色づく傾向があり、特に緑や黄緑の種ではその傾向が顕著であるが、色は結晶欠陥、不純物、その他の要因にも影響される。
エピドートのシリケート部分には、ピロックスンやアンフィボリューや他の鉱物に見られる連続的なシリケート鎖やシートではなく、孤立したSiO₄四面体が含まれている。これらの四面体は酸素原子を通じてより大きな陽イオンサイトに結合し、三次元構造配列を生じる。カルシウムは比較的大きな配位サイトを占め、アルミニウムとフェリック鉄は異なる配位環境を持つ小さなサイトを占める。ヒドロキル基も構造の一部であり、通常形成される地質的条件下でのエピドートの安定性に寄与する。
結晶構造は、エピドートの発達した亀裂も説明する。エピドートは通常、二つの方向に完璧から良好な亀裂を示し、亀裂面は結晶格子内の結合が弱い部分に関係している。整った結晶は通常長く、柱状であり、結晶面は結晶の長さに沿って強く発達することがある。一部の結晶面には縦方向の筋が生じる場合があり、色、光沢、硬度、亀裂、光学的特性とともに、エピドートを視覚的に類似した緑色鉱物と区別する助けとなる。
エピドートの物理的・化学的性質
エピドートのモース硬度は約6〜7であり、多くの一般的な鉱物よりも硬いが、一般的には石英よりは軟らかい。その比重はシリケート鉱物としては比較的高く、通常3.3〜3.5程度であり、正確な値は鉄分含有量や全体的な化学組成に影響される。エピドートは通常、ガラス質から樹脂質の光沢を持つが、塊状または微粒状の物質では光沢が少ない場合がある。そのストライクは一般的に白色から灰色白色であり、透明度は透明から半透明まで変化し、良好に形成された結晶では内部の明瞭さがかなりあることがある。
エピドートの色はかなり変化するが、緑色と黄緑色が最も特徴的である。パセリグリーンは特に良好に結晶化した標本と関連しているが、より濃い緑色、黄緑色、茶色みを帯びた緑色、灰色、ほぼ黒い物質も存在する。色の強さは構造内でのFe³⁺がAl³⁺に置き換えられる割合とよく関係している。一部の結晶では明確な多色性を示し、偏光顕微鏡で異なる結晶学的方向から見ると、緑色、黄色、または茶色の異なるシャドウに見えることがある。この光学的挙動は薄片および宝石学的検査において重要な診断的な特徴である。
エピドートは一般的に白色から灰色がかった白色の条痕を持ち、良好な解理を示し、通常2つの平面で説明されることが多いです。破砕は不規則から亀裂状までの可能性があります。結晶は頻繁に細長く、柱状であり、縦方向の縞がある細長いまたはやや平たい結晶を形成することがあります。エピドートは、形成された地質的環境に応じて粒状、塊状、繊維状、放射状、または密な凝集体として存在することもあります。
化学的に、エピドートは水酸基を含むカルシウムアルミニウム鉄ケイ酸塩である。その組成はCa₂(Al,Fe)₃(SiO₄)₃(OH)と表されるもので、これはAl³⁺の置換としてFe³⁺が含まれていることを反映している。この置換により、すべての自然な標本において鉄とアルミニウムの間の単一の固定比ではなく、組成の範囲が生じる。エピドートとクライノゼオサイトの関係は特に鉱物学において重要である：クライノゼオサイトはエピドート構造グループにおけるFe貧乏なメンバーであり、Fe³⁺の置換が増加するとエピドート特有の組成が生じる。他の微量元素も、その形成に関与する地質環境や流体または親岩の組成に応じて自然な標本中に存在することがある。
エピドートの色、光沢および光学的性質
エピドートは、主に緑から黄緑色の色合いによって認識され、パスタチオグリーンはその特徴的な色の一つです。色は、薄い黄色みがかった緑から濃い緑、茶色みがかった緑、そして鉄分が非常に多い標本ではほぼ黒に至るまで変化します。黄色、灰色、赤みを帯びた茶色の物質は比較的少なく、それでも起こることがあります。色の変化は、結晶構造においてAl³⁺に置き換わるFe³⁺の量に関連しているのが主な原因ですが、微量元素、構造的欠陥、および地質環境も個々の結晶の最終的な外観に影響を与えることがあります。
エピドートの光沢は一般的にガラス質であり、新鮮な結晶面にはガラスのような外観を与える。一部の標本では、表面が不規則であるか、または豊富な内包物を含んでいる場合、やや樹脂質の光沢を示すことがある。透明から半透明の結晶が知られている一方、塊状および粒状の集合体は通常より半透明または不透明である。比較的高い屈折率と強い色調の組み合わせにより、良好な結晶の長さに沿って見ると、透明な結晶は目立つ色の深みを示すことがある。
エピドートは強く変色性を示し、偏光顕微鏡下での同定に特に有用な光学的性質である。結晶学的な方向に応じて、単一の結晶は黄色緑から緑、黄、または茶褐色に至る異なる色合いを示すことがある。変色性の強さや正確な色は、特にFe³⁺の含有量のように化学組成によって変化する。この性質は、光と鉱物の結晶構造との異方性的な相互作用によって生じる。
交差偏光下、エピドートは比較的強い二色性のために高い干渉色を示すことが一般的である。その屈折率も、珪酸塩鉱物としては比較的に高いものであり、薄片中の顕著な光学的リリーフに寄与している。地質学的顕微鏡では、これらの光学的特性に加え、解理、結晶形、斜方性、他の変成岩鉱物との関連性により、エピドートはクロライト、アンフィブール、ゾイサイト、その他の緑色珪酸塩鉱物とは区別できる。
エピドートの種類と品種
エピドートには色だけで識別される多くの正式な種は存在しないが、自然な標本は組成、結晶の形、色、地質的出現においてかなりの違いを示すことがある。鉱物収集や宝石学で使われるいくつかの名称は、特定の外観や組成特性を表しているだけで、別の鉱物種を指しているわけではない。
- 一般的なエピドート： 典型的なエpidoteの形は黄緑色からパスタチオグリーンであり、斜方晶系の結晶、粒状集合体、または塊状物として現れます。これは変成岩や熱水変質した岩石に広く分布しています。
- 鉄を豊富に含むエピドート： エピドートは一般的に、アルミニウム（Al³⁺）を置換するための重要な鉄（Fe³⁺）を含むことが多い。鉄の含有量が高いほど、より濃い緑色、黄緑色、または茶色がかった緑色の色調となり、密度や光学的性質に影響を与えることがある。
- アーモンド-グリーンエピドート： これは、明るいから中程度のイエローグリーンまたはパスタチオグリーンの色を特徴とするエピドート鉱物標本に頻繁に使われる記述用語です。これは、鉱物学的調査や鉱物収集のために採取された良好に結晶化した標本において特に一般的です。
- ジェムクオリティのエピドート： 透明から半透明、比較的クリアなエピドートの結晶で、魅力的な緑色から黄緑色のものは宝石としてカットされることがあります。宝石質の素材は、通常の塊状または不透明なエピドートに比べて珍しく、インクルージョン、亀裂、解理および強い多色性によって一般に限られています。
- エピドートグループの鉱物： エピドートは、クリンオイサイト、ゾイサイト、ピエモンタイト、アランサイトおよび他のいくつかの鉱物を含む構造的に関連するグループに属します。これらの鉱物は関連する構造的特徴を持っていますが、化学組成や、場合によっては結晶化学において異なります。これらは単にエピドートの色の変種として扱われるべきではありません。
エピドートはFe³⁺とAl³⁺の置換において連続的な範囲を持つため、エピドート群の組成的に関連するメンバー間の境界は標本の同定において重要である。したがって、鉱物学的分類は色だけでなく、化学組成および結晶構造に依存する。
エピドートの産地と特徴的な出現場所
エピドートは広く分布しており、多くの大陸で変成岩、火成岩、熱水環境から報告されています。いくつかの異なる地質的プロセスを通じて形成されるため、その存在は単一の種類の鉱脈に制限されていません。エピドートは特に地域変成作用、接觸変成作用、およびマフィックおよび中性岩石の熱水変質に影響を受けた地域で特に一般的です。多くの場所では、相対的に小さな岩石形成鉱物として現れますが、一部の鉱床では鉱物収集に適した発達した結晶を生成します。
オーストリアでは、アンターリュンツバッハ渓谷のKnappenwand地域は、細いエピドート結晶で特に知られている。この場所では、石英やその他のアルプス型鉱物と関連して鋭く形成された緑色のエピドート結晶が産出している。この地域からの標本は、アルプスの亀裂においてエピドートが出現する重要な例であり、鉱物を豊富に含む流体が変成岩の亀裂を通って循環し、開放的な空間に発達した結晶を沈殿させたものである。
パキスタン 別の重要なエピドートの標本源です。北の山岳地域の鉱脈からは、石英や他の変成鉱物と関連した緑色のエピドート結晶が産出されています。パキスタン産の一部の標本は、整った短柱状結晶として現れ、他の標本は母岩に埋め込まれたエピドートの集合体で構成されています。
において アメリカ合衆国、エピドートは多数の変成岩および熱水環境に存在する。州における重要な産出は知られている。 アラスカ、カリフォルニア、コロラド、コネチカット、メイン、モンタナ、ニューヨーク、ノースカロライナ、ワシントンエピドートは変成した玄武岩質の岩石、アンフィボライト、システィ、熱水鉱脈、接触変成帯に見られることがある。この鉱物は、変成作用が起こった際の温度、圧力、流体条件を反映することができるため、岩石の変成歴を解釈するのに特に有用である。
他の重要な出来事は記録されており ノルウェー、スイス、イタリア、フランス、メキシコ、ブラジル、マダガスカル、ロシア、および日本ヨーロッパのアルプス地域は、鋭く発達した結晶を含むエピドートを含む亀裂や空洞で特に有名である。火山性および熱水的地質帯では、エピドートは石英、クロライト、カルサイト、オーレンバイト、アクチノライト、プリーンサイトと共に存在することがある。したがって、この鉱物は、地域的変成岩帯から変質した火山系列および鉱化された熱水系に至るまで、広範な地質的関連性の中で見られる。
変成岩中のエピドート
エピドートは、温度、圧力、全体的な岩石組成、および水分の可用性と密接に関連しているため、変成岩を解釈する上で重要な鉱物です。エピドートは、元の岩石に含まれる鉱物が再結晶化または化学的に新しい鉱物集合体に変化した、低〜中程度の変成作用を受けた岩石に特に多く見られます。エピドートはクロライト、アクチノライト、アルビット、アンフィボール、クォーツ、カルサイトとよく関連していますが、正確な集合体は元の岩石の組成と変成条件に依存します。
変質した玄武岩や他のマフィック岩石において、エピドートはカルシウムを豊富に含むプラジオクローゼと鉄マグネシウムシリケートとの反応を通じて一般的に発達する。変質作用中に、元の鉱物は温度や圧力が上昇することにより不安定になることがあり、カルシウム、アルミニウム、鉄、およびシリカが再分布され、新しい鉱物に組み込まれる。エピドートは、岩石全体に細粒として存在するか、または流体が鉱物反応を促進した割れ目、粒子境界、および領域に集積した大きな結晶として現れることがある。
エピドートは特にグリーンシスト相に特徴的であり、適切な化学条件のもとではより高い変成度の集合体においても生じ続けることがある。グリーンシスト相の岩石では、クロライト、アルビット、アクチノライトおよび石英とともに一般的に見られる。変成度が高くなるにつれて、エピドートはアンフィボライトおよび他のカルシウムを含む鉱物を生成する反応に参加することがある。しかし、その安定性は温度と圧力だけで決まるわけではない。これは、岩石の全体的な化学組成および変成流体の組成も重要な影響を与えるためである。
エピドートはまた、通過して形成されることがある 後退変成作用、高温および高圧の下で以前に処理された岩石が冷却および減圧中に鉱物学的な変化を受けるものである。このような状況において、地質的条件が変化するにつれて不安定になるカルシウムを含む鉱物の変質によってエピドートが生成されることがある。これにより、複数の変成作用の段階を保存する岩石の一般的な構成成分となる。
したがって、他の鉱物と組み合わせてエピドートが存在することは、有用な情報を提供します。鉱物学者は、エピドートとその関連する相、化学組成、帯状構造、およびテクスチャ的関係を調べることで、鉱物形成反応の順序を決定します。個々のエピドート結晶内の組成帯状構造は、特に鉄とアルミニウムの相対的な供給量の変化において、結晶成長中の化学環境の変化を保存している可能性があります。
熱水および火成環境におけるエピドート
エピドートは、高温の水溶液が既存の火成岩や変成岩と相互作用する熱水系でも広く分布しています。これらの流体はカルシウム、アルミニウム、鉄、シリカを運搬し、元の鉱物と周囲の流体との反応を促進します。その後、エピドートは置換鉱物として形成され、亀裂や空洞を埋めたり、石英や他の熱水鉱物とともに出現したりします。その豊度と組成は、流体の温度、圧力、化学組成および母岩の透水性に応じて大きく変化します。
変質した火山岩において、エピドートは通常、一部として現れることが多い。 プロピリチック変質、通常は比較的低温から中温の熱水流体の循環に関連する変成岩の集合体である。エピドートはクロライト、カルサイト、アルビット、パイライトと伴い、正確な鉱物集合体は母岩および熱水流体の組成に依存する。一部のシステムでは、エピドートがカルシウムを多く含むプラジオクリンを置き換えるか、流体循環の経路となった亀裂に現れる。
エピドートは、侵入火成岩の内部および周囲でも形成されることがある。マグマが地表の下で結晶化する際、残留流体が侵入体および周囲の国岩中の亀裂を通過して循環することがある。これらの流体は長石、ピロックス、アンフィボライト、その他の一次鉱物を変質させ、二次相としてエピドートを生成する。場合によっては、エピドートは火成岩を切断する石英を豊富に含む脈中に存在し、他の場合では元の鉱物粒内の不規則な置換域を形成する。
熱水性鉱脈において、エピドートの結晶は開いた空洞に突き出た細長く柱状の結晶として現れるか、石英、カルサイト、クロライトおよびアンフィボリと相互に成長した緻密な凝集体として現れる。このような環境から得られた発達した結晶は、強い緑色の着色、明確な結晶面および縦方向の縞模様を示すことがある。鉱脈中にエピドートが存在するということは、特に変質した母岩のテクスチャおよび完全な鉱物集合体とともに研究されるとき、流体系の温度および化学的条件についての情報を提供することができる。
エピドートは、カルシウムを豊富に含む岩石が侵入体と関連する流体と相互作用するスカーンや接触変成環境にも存在する。これらの環境では、エピドートはガーネット、ジオプシド、ウォラスタナイト、ベスヴィアナイト、カルサイト、その他のカルシウムを含む鉱物とともに形成されることがある。正確な鉱物組成は、母岩の元の組成と変成流体の組成に強く依存する。したがって、エピドートは単一の鉱脈タイプに限定されず、多様な地質的環境に存在する。
エピドートの使用法と応用
エピドートは一般的な岩石形成シリケート鉱物に比べて産業的な利用が比較的限定されているが、鉱物学、火成岩学、地質学研究および鉱物収集において重要な役割を果たしている。その形成は特定の変成作用や熱水条件に関連しているため、岩石の地質的歴史を解釈する際には示性鉱物として頻繁に検討される。その化学組成、結晶構造、およびクロライト、アンフィブール、アルビット、クォーツ、カルサイトなどの鉱物との関係性は、鉱物形成反応や変質が起こった条件に関する情報を提供することができる。
エピドートは鉱物標本としても収集されます。整った結晶で、鋭い面を持ち、強い緑色の染まり、良好な透明性を持つものは、系統的な鉱物コレクションに魅力的な追加品となります。オーストリアアルプスや他のアルプイン型亀裂環境などの場所からの標本は、発達した結晶のために特に価値があります。しかし、ほとんどの天然のエピドートはカットには透明度が十分でなく、粒状、塊状、または岩石を構成する物質として見かけられます。
一部の透明なエピドートは、装飾用に使用されることがあります 宝石、ただし、宝石取引ではまだそれほど一般的ではありません。ファセット材は通常、黄緑色から緑色で、強い多色性を示し、観察方向によって異なる色を生じます。比較的高い屈折率により、カットされた石にはかなりの光学的特徴が与えられますが、エピドートの継ぎ目、不純物、亀裂および一般的に暗い本体色により、クリーンなファセット用原石の供給は限定されます。したがって、エピドートの宝石は主に収集家や専門家にとっての関心対象であり、主要な商業用宝石ではありません。
地質学実験室では、エピドートはまた有用である 岩石学的および鉱物学的分析. エピドートを含む岩石の薄片は偏光顕微鏡で観察され、その光学的性質、粒間関係、帯状構造、および他の鉱物との関連性を決定することができる。電子マイクロプローブ分析などの技術を用いた化学分析により、アルミニウムと鉄の割合を測定し、個々の結晶内の組成変化を特徴付けることができる。これらのデータは実験的および熱力学的モデルと組み合わせて、変成反応や熱水変質を調査するために使用される。
エピドートは一般的に、以前のカルシウムを含む鉱物の変質によって形成されるため、二次鉱物化の記録としても機能します。その亀裂、脈、置換構造における存在は、熱水流体がたどった経路を示すことがあります。このため、エピドートは鉱物標本としてだけでなく、変成作用、流体-鉱物相互作用、変質帯、火成岩および変成岩地形の進化を含む地質学的調査の一部として見かけられます。