岩石の酸性・塩基性とは？

　具体的には、SiO₂が45-52%の火山岩を玄武岩、52-66%の火山岩を安山岩、66%以上の火山岩を流紋岩といいます。 同様に、深成岩の場合は、それぞれの成分範囲に応じて、はんれい岩、閃緑岩、花崗岩と分類されます。

　このような火成岩の分類について、SiO₂が45-52%の範囲を塩基性、52-66%を中性、 66%以上を酸性、という具合に表現する場合があります。

　岩石にリトマス試験紙をつけても変化しませんし、水溶液でわれわれが知っている、酸性やアルカリ性とは定義が違うようです。 いったい、どうして酸性とか塩基性、という言葉が使われるのでしょうか？

　以下は僕の解釈です。正しいという保証はできません。

　H4SiO4などのかたちで、珪酸という酸が存在します。常温では溶解度は低いの ですが、高温の水ではけっこう溶けることができます。これが電離したかたちでは、 SiO₄^4-のようなイオンにな るわけですが（かっこ内はイオンの価数で、右肩上にあると思ってください。）、 岩石をつくる造岩鉱物は、ほとんどがこのSiO₄^4-四面体の骨組みでできていま す

　一般の造岩鉱物では、SiO₄^4-の骨組みだけですと、結晶がマイナスに帯電し てしまうわけで、実際には陽イオンを適当に組み込むことで、価数を合わせ、電 気的に中性になっています。例えば、Mgかんらん石はMg²⁺２つとSiO₄^4-ひと つを組み合わせることで、中性を保っています。
　石英(SiO₂)については、電気的なつり合いだけを考えれば、SiO₄^4-の骨組み ひとつにSi⁴⁺をひとつ加えることで、中性を保っていると考えれば説明できま す。（結晶構造はとりあえず考えないことにして。）

　SiO₄^4-との電気的なつり合いを保つために、多くの造岩鉱物は、その種類に よって様々に、Mg²⁺やFe²⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺、 などのプラスのイオンを結晶内部に持っているわけですが、これらは水溶液中であれば、 塩基としてふるまうイオンです。

　酸性岩(acidic rock)は、成分的にSiO₂の多い、すなわち珪酸という酸の成分の 多い岩石に対してつけたのだろう、と考えてもいいのではないでしょうか。教科 書的にはSiO₂重量％で66%以上の岩石、ということになっていますが。

　SiO₂の少ない岩石では、その分、Ca,Mg,Fe,･･･のような、いわゆる”塩基”性 の元素が一般的に多くなっています。そこから塩基性岩(basic rock)という言葉 が生まれたのではないか、と想像します。

　現在では酸性岩、塩基性岩という分類は現場ではあまり使いません。 フィールドネームなどで、慣用的に用いる場合はありますが、どちらかというと 珪長質・苦鉄質、それでもわかりにくいのでシリカが多い、少ない、 さらには玄武岩質の（組成の）・・・などという表現の方が使われていると思います。
　大学入試でも、最近のセンター試験では、塩基性や酸性という表現を使うこと はあまりありません。でも、当分はこれらの言葉は残るでしょう。混乱するの であまり使いたくないのですが。（花崗岩にリトマス試験紙をつけたら赤くなる か、なんて・・・。）

　2000.5.20　萩谷　宏　

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