火山灰と軽石のひかく

質問

火山灰と軽石の質量、密度、硬度etc・・・・の比較を教えていただきたいです。

火山灰は赤城の広域テフラです。
軽石も赤城でお願いします。

回答お願いします。

回答No.6

moto_koukousei · ベストアンサー

robinn115さんの質問内容を確認させてください。
　　（★の質問文は、私が書き直したつもりのrobinn115さんの質問文）

　★質問　比重、密度、硬度etcを、火山灰と軽石とで比較できることを教えてください。
　　　　　　火山灰も軽石も、赤城鹿沼軽石層Ag-Kpで採取したもの
　　～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
　△　（比較対照する項目について）私が確認したいこと
　　(1)　密度がわかれば、比重は不要ですね。
　　(2)　知りたい硬度は何ですか。モース硬度は、硬さを測りたい試料で標準物質をこすり、ひっかき傷の有無で相対的な硬さを決めます。火山灰は2mm以下の多種の鉱物が混じった粒や粉です。軽石は2mm以上の不定形で多孔質でもろい部分が多い塊です。
　　(3)　etcは、化学組成ですか。次のURLの中に比較項目がいくつか載っています。
[比較についての参考]
北海道の火山灰土の物理的性質　P1/2
http://www.google.co.jp/url?sa=t&source=web&cd=19&ved=0CI8BEBYwEg&url=http%3A%2F%2Flibrary.jsce.or.jp%2Fjsce%2Fopen%2F00035%2F2005%2F60-3%2F60-3-0509.pdf&ei=93b5TN__A8jTrQf3qdC7Cw&usg=AFQjCNGpYZJeBPm0mqdMD4jMngJec2ALMg
関東ローム台地の基盤構造　P4/11
http://www.google.co.jp/url?sa=t&source=web&cd=43&ved=0CCUQFjACOCg&url=http%3A%2F%2Fwww.gsj.jp%2FPub%2FBull%2Fvol_23%2F23-01_05.pdf&ei=AXv5TM-qHsHorQev8OiqBw&usg=AFQjCNFQnmSijeM0RM2IhcgWTphu1-kEOA
関東平野北東部における第四紀後期テフラの主成分及び微量成分組成　P4/15
http://www.google.co.jp/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.gsj.jp%2FPub%2FBull%2Fvol_39%2Fpub_39-12J.html&ei=UaX5TJfnFYjorQfb0YmWCA&usg=AFQjCNG3TZgzvVpmTl9lYmIUmWV2v5DF6g
　　～～～～～～～～～～～～～～～～～
　△　（比較対照する対象物について）私が確認したいこと
　　　同じ地層中の【粉～粒径2mmの火山灰】と【粒径2～3mmの軽石】を比較するのでしょうか。
　　　[JIS規格]土粒子の密度試験は、試料を分離用具で十分ほぐして9.5mmのふるいを通過したものを使うこと、[JIS規格]土の湿潤密度試験は、塊状の土の体積と質量を測定して土全体の単位体積質量を計算すること。ともに、同じ土塊中の粒をサイズ別に測るようにはなっていません。JISの規格に準拠した方法では希望に沿えません。
　　　土粒子の密度は空気も水分も含まない値なので、軽石も火山灰も基本的に同じでしょう。
　　　学校の理科実験でわかるように鹿沼軽石は手のひらで洗うだけで何種類もの鉱物に分離してしまいます。鉱物単位で測定したのでは、それを火山灰や軽石の測定結果とは言えません。
http://homepage2.nifty.com/izumonotisitu/kazanbaikansatu.html

（赤城鹿沼テフラAg-KP)は、約３万２千年前の赤城山噴火破砕物が堆積した淡黄色で多孔質の地層です。崩すと粉と粒径0.5～3.0mm程度の粒になります。　堆積層をパワーシャベルで掘り大きな塊を万能で崩し耕耘機で砕いて選別機でサイズを揃えて鹿沼土は販売されます。地層から掘った直後は大きな塊もありますが、この状態の塊を「1つの軽石」とはいわないでしょう。
http://www.k3.dion.ne.jp/~o-gaki/kanuma_ko.html

赤城山から40～50kmほど離れた鹿沼に堆積するものは、噴出時に砕け散って粒径がばらついたものでしょう。噴火の初期/中期/晩期で、噴出物、噴火の強さ、風の強さ、風向きも違います。赤城鹿沼軽石層でも、鹿沼、今市、那珂町、十三奉行、筑波、日立の丘陵地・台地などで、組成や粒径の分布も違うでしょう。堆積層は、鹿沼市で1m強、他で1m弱からのも数センチ厚さがあるようです。同じところから掘り出したコアの深度別組成も均一ではありません。

お礼

写真までいただけたとは。

感謝感激です！

ありがとうございます！

回答No.5

moto_koukousei

No.3の回答者です。　回答に馬鹿みたいな誤りをしていました。
ここで、修正させていただきます。
なお、robinn115さんの質問内容に関して確認させていただきたいことがあるのですが、文字数制限を越えるので、別に回答欄を一つ使わせてください。（予告です）

>前回回答文のミス　⇒　密度は（質量÷堆積）です
☆正しくは 　　　　⇒　密度は（質量÷体積）です　　（漢字変換ミス）

>前回回答文のミス　　（非常に基本的な誤りです。
　　No.4 回答者toshinekoのコメントを読んで気付きました。
　（私が乾燥密度を理解してなかったための間違いです）
「間違っていた私の回答」
toshinekoさんの回答では、（軽石：鹿沼土）土粒子密度2.6～2.8g/m3、含水比160～250%、湿潤密度0.9～1.1g/m3　※参考文献「関東ロームの土工」共立出版（1973発行）となっています。（数字の相互関係がちょっとわからない）
土粒子密度2.6～2.8g/m3　⇒　水分、空気を除いたときの密度
湿潤密度　0.9～1.1g/m3　⇒　水分、空気を含んでいるときの密度
乾燥密度　（1.7g/m3）　 ⇒　（計算上、水分を除き、空気を含んだ密度）
含水比　　　160～250% 　⇒　水分÷（乾燥した時の重量）
　　　（計算上、含水比は100%にはならないのでは？？）

☆今の私の理解で書き直せば、
toshinekoさんの回答では、（軽石：鹿沼土）土粒子密度2.6～2.8g/cm3、含水比160～250%、湿潤密度0.9～1.1g/cm3　※参考文献「関東ロームの土工」共立出版（1973発行）となっています。
土粒子密度ρs　2.6～2.8g/cm3　⇒　水分、空気を除いたときの密度（固結状態の岩石状態に相当？）
湿潤密度　ρt　0.9～1.1g/cm3　⇒　水分、空気を含んでいるときの密度
含水比　　Ｗ　160～250% 　　　⇒　水分÷（乾燥した時の重量）
乾燥密度　ρd　0.3g/cm3前後 　＝0.29g/cm3～0.38g/cm3＝ρt/(1+Ｗ/100)
　　　　　　　　　　　　　　　⇒　水分を除き、空気を含んでいるときの密度
水分　　　　　 0.6g/cm3前後 　＝0.45g/cm3～0.95g/cm3
間隙比　　e　　8.0前後　　　　＝ρs(2.7g/cm3)/ρd(0.3g/cm3)-1
飽和度　　Ｓr　67.5%前後　　　＝Ｗ(200%)*ρs(2.7g/cm3)/e(8.0)/(1.0g/cm3）

お礼

ありがとうございます。

紙にいろいろとまとめられました、。

回答No.4

toshineko

moto_koukouseiさんの回答を見て、自分の回答を見直しましたら、単位が間違っていました。

「g/m3」ではなく、「g/cm3」に訂正してお読み頂きます様お願いいたします。
大変失礼致しました。

あと「含水比」の件ですが、含水比は土に含まれる水の重量を固体の重量で割ったものですから、100%以上はあり得ます。
「含水率」は水の重量を固体と水の重量の和で割ったものですから、100%超はありえません。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%90%AB%E6%B0%B4%E6%AF%94

お礼

なるほど・・ありがとうございます！

わざわざ訂正もありがとうございます。

回答No.3

moto_koukousei

>>　火山灰は赤城の広域テフラです。
⇒　赤城由来のテフラのリストがあります。webページの下の方をみてください。
　　http://www.edu.gunma-u.ac.jp/~hayakawa/volcanoes/akagi/akagi-history.html
　　噴火噴出の時によって噴出したものも若干の違いがあります。
　　http://wwwsoc.nii.ac.jp/kazan/J/QA/topic/topic100.html
　　Question #217 の回答の一部『赤城山はどのような火山か およそ50万年前くらいから活動をはじめた火山です．、、、ものすごく単純化すれば，初期の頃は玄武岩に近いもので，後期のものは石英安山岩 質に近いものになっています． この様な性質の変化にともない，初期では，溶岩流流出，ストロンボリ式噴火が多く，後期になり火砕流や軽石を噴出するプリニー式噴火が多くなりました．』

>>　時代は第四世紀なのですが・・・。
⇒　古くは390千年前の赤城真岡、新しいのでは32千年前の赤城鹿沼まであります。
　　地質時代の名前としては一番新しい第四紀といいます。258万8000年前から現在までの期間、人類の進化と繁栄の時代です。地質時代の区分としては一番新しい区分に属するのですが、今の世の中でいわれている火山ができた時代です。赤城山の火山としての噴火の一番最後は32千年前の噴火で噴出物は赤城鹿沼軽石として地中に埋まっています。元々いろいろなサイズの噴出物でした。赤城鹿沼軽石が堆積してからも風化が進んでいます。上にも別の堆積物が乗っかっています。さらに赤城鹿沼軽石は火口から噴出して降下したときの粒状をもうしていません。壊れ・つぶれ・圧縮されてしまっています。現状大きな団子塊に見えても指でもつぶれます。降下したときの粒子サイズではないのです。赤城鹿沼軽石の質量はという質問に答えられません。
　　http://homepage2.nifty.com/yf-tkktk/page470.html
　　http://ooisivolcano.cool.ne.jp/magmas/akagi.htm
　　http://curri.shizuoka-c.ed.jp/cpc/Web/kannsatujikennsyuu/06/2106C1.pdf

>>　火山灰と軽石の質量、密度、硬度etc・・・・の比較を教えていただきたいです。
密度は（質量÷堆積）です。園芸店で販売している鹿沼土の袋は、濡れている時と乾いている時で重量が違います。軽石火山灰のつぶれたものでできている地層は濡れると水分を多量に含みます。完全に乾いた状態では鉱物微粒子の間は隙間だらけです。そこで密度を測るときに水や空気を除いて測る方法があります。下記のpdfのP6/8に代表的土粒子の密度がのっています。この方法で測ると関東ロームの密度は2.7～3.0g/cm3となっています。
水晶や石英の密度は2.6g/cm3なので、関東ロームの密度は水晶より高いです。
　　http://www.index-press.co.jp/books/excel/excel-24.pdf
　　toshinekoさんの回答では、（軽石：鹿沼土）土粒子密度2.6～2.8g/m3、含水比160～250%、湿潤密度0.9～1.1g/m3　※参考文献「関東ロームの土工」共立出版（1973発行）となっています。（数字の相互関係がちょっとわからない）
土粒子密度2.6～2.8g/m3　⇒　水分、空気を除いたときの密度
湿潤密度　0.9～1.1g/m3　⇒　水分、空気を含んでいるときの密度
乾燥密度　（1.7g/m3）　 ⇒　（計算上、水分を除き、空気を含んだ密度）
含水比　　　160～250% 　⇒　水分÷（乾燥した時の重量）
　　　（計算上、含水比は100%にはならないのでは？？）
　　～～～～～～～～～～～～～～～～～
なお、次の鹿沼土の商品宣伝を見ると18リットルで8kgとなっています。
　　http://store.shopping.yahoo.co.jp/uekibati/yodo-m-kanuma.html
団粒との間の間隙(隙間)も多いので、鹿沼土の団粒の乾燥密度とは直接の関係はありません。
　　～～～～～～～～～～～～～～～～～
下記のような軽石は、発泡した溶岩（石英安山岩など）の固まったものです。
　　http://www.j-muse.or.jp/tamatebako/ganseki/cb04/page01.html

お礼

回答ありがとうございます！
質量と書いておりましたが、比重でした。
AT（第4世紀広域テフラ赤城でとりました。）
KP（鹿沼軽石の比重）
をできれば、書いていただけませんか？
赤城山が噴火した時の火山灰のデータもいただけないでしょうか？

赤城に行ったときテフラをとったのですが、忘れてしまい資料が足りなくて（笑）

ずうずうしくて申し訳ありません。

回答No.2

toshineko

#1の方の回答のとおり、場所によって同じ時に噴出したテフラでも性質に違いが出ます。
出来れば土質試験をして、適切な値を採用してください。
以下は一応の目安として考えてください。

（火山灰：宝木ローム）
土粒子密度2.7～2.9g/m3、含水比90～130%、湿潤密度1.1～1.5g/m3

（軽石：鹿沼土）
土粒子密度2.6～2.8g/m3、含水比160～250%、湿潤密度0.9～1.1g/m3

※参考文献「関東ロームの土工」共立出版（1973発行）

お礼

回答ありがとうございます。

参考にさせていただきます！

回答No.1

moto_koukousei

回答ではありません。　（もしも、後で何かわかったら、回答します）

赤城の広域テフラってたくさんありますが、とても古い年代で、地層の中に埋まっています。
風化も進んでいるし、上に乗っている層の重量も違うので、降下したときとは噴出物の状況が変わってしまいます。赤城テフラも有名な赤城鹿沼から赤城真岡まで20回くらいあるので、少しは噴出物も違うかもしれません。同じときのテフラでも降下した場所とその後の堆積状況変化で密度や硬度などは変化してしまうので同じではないと思います。
火山砕屑物の中で、塊状で多孔質のもののうち淡色のもの軽石といい、マグマに溶解していた水などの揮発成分が発泡しすぎて塊が粉砕されると火山灰、発砲が少ないと軽石や火山礫、火山弾となるけれど、連続的な変化なので、同じときの噴火の中ですべての種類ができてしまうと思います。（火山灰/軽石/火山礫の大きさの分布に違いはあるでしょうが）
噴出したときが同じでも、噴出口から降下堆積地までの距離でも、その堆積物の粒度分布は違います。
ということで、簡単に答えを出せません。
　質量というのは（密度×堆積）でしょう。
　　同じ鉱物組成だとしても、降下したときのサイズで質量は変わりますよね。

お礼

回答ありがとうございます。

時代は第四世紀なのですが・・・。
わかりますか？