３．沸石の基本的な性質と生成過程　−沸石は身近な鉱物−

３．１　沸石の基本的な性質
　沸石最大の特徴といえば，やはり，ほとんどの種類が結晶水 〜・ｎH2O（ｎは種によってさま ざま）を持っていることでしょう．この結晶水は，熱すると外に出てきます．これが沸騰してい るようだから，沸石という名がついたのでしょう．沸石鉱物の総称 zeolite というのはギリシャ 語でも沸騰する石という意味（堀　1992）だそうです．
　しかし，濁沸石などは空気中に放置しておくだけで，いずれ結晶水が抜けてぼろぼろの白い粉に なってしまいます．そのため濁沸石などは，水に入れて保管しなくてはなりません．
　また，工業的にも重要なのがイオン交換性です．
　普通，水は何かイオンが混ざっています．例えば水道水にも各種のイオンが含まれています． 水道水は塩素消毒をしているので，塩化物イオン（塩素イオンとは言わない）が含まれています． しかし，この水道水の中に重金属元素イオンが大量に入ったりすると，健康被害が現れるという 事態が起こることがあります．現在日本では，一応水道の水をどこでも飲むことができますが， これは他の国では稀です．しかし，イオンというのは説明しにくいもので，この説明では， イオンの何たるかはまず分らないと思いますので，筆者の説明などを聞くよりは簡単な化学の本 を探したほうがいいと思います．
　話が逸れましたので，元の話題に戻ります．沸石のイオン交換性とは，簡単に言えば，ある溶 液の中にある種の沸石を入れた場合，溶液中の陽イオンが沸石の成分である別の種類の陽イオン と交換されるということです．この性質を利用して硬水を軟化すること等に使われています．
　そしてガスの吸着性という性質も重要です．
　これが実は身近に利用されていることで，先日大学の授業で聞いた話ですが，みかんを輸送す るときに，現在ほど迅速に輸送が行えなかった（といっても昭和頃だと思う）頃にはみかん箱の 中におがくずと大谷石を入れたというものです．大谷石とは，栃木県宇都宮周辺で採掘されてい た凝灰岩（火山灰が固まってできた岩石．鉱物ではない）のことです．大谷石は軽くて加工しや すいのに，丈夫なので石塀などによく使われたようです．現在は余り（全く？）採掘していない ようです．
　そこで，何で大谷石なんか入れるのかな，と思っていましたが，凝灰岩にはよく沸石が含まれ ているので，その吸着性を利用していたようです．大谷石の中には果実の成熟を促進するエチレ ンという炭化水素の一種を吸着する性質を持つ沸石が多く含まれているのでしょう． 東京近辺では，埼玉県吉見町の吉見百穴という古代の集団墳墓のある凝灰岩塊に沸石や石膏など が含まれるという報告があります．植物に興味のある方なら，平野部におけるヒカリゴケ自生地 として聞いたことがあるかもしれません．
　このガス吸着性というのは，沸石が結晶水を失った後でも結晶構造が崩れず，またその表面に 結晶水の抜けた分子レベルの細孔があるために，気体を通すと特定の大きさの分子が漉しとられ ることによるものです．
　この他にも，吸湿性，触媒作用（原・高橋　1975），肥料（堀　1992）があり，沸石は私たち の周りで広く使われているのです．もっとも資源となる沸石は私たちが採集対象とするようなも のではなく，火山灰が変質して沸石化した沸石岩という見た目には何の面白みも無いような岩石 です．これは日本でも採掘しており山形県板谷などで大規模な採掘が行われています．

３．２　沸石の生成過程　−火山岩に関連した沸石の生成について−
　沸石というのは多種多様の産状を持っており，代表的なものとして， １）玄武岩，安山岩中に 脈をなしたり，空洞に晶出する，２）花崗岩質ペグマタイト（巨晶花崗岩）の晶洞中に産する， ３）堆積岩中に脈をなす，４）超塩基性岩中の脈，５）沸石岩　などというのが主な産状です． 今回は主に１）について説明したいと思います．
　

図１　静岡県河津町菖蒲沢やんだの沸石産地（Y氏撮影・提供）

　左の図１は，東京から割と近い静岡県河津 町菖蒲沢やんだの画像です．ここでは，熱水作用を受けた安山岩中の空洞にモルデン沸石，輝沸石， 玉髄，犬牙状方解石などを産します．画面の左のほうには崖がありますが，この崖を観察するとあ ちこちに白っぽい脈が入っているのが観察できます．これは沸石か方解石の脈です．ただ，ここは 崖が頭の上に来ている場所もあり，崩れてくる危険性があるので，観察だけに留めた方がいいでし ょう．
　さて，ではこれらの沸石脈は一体どのように形成されたのでしょうか．
　玄武岩とか安山岩というのはマグマが地表（海底も含めて）またはその近くに達して，早く固結 したものです．なお，ゆっくりと時間をかけて冷却，固結すれば深成岩ができます．
　マグマというのは実は結構多量の水分を含んでおり，地表近くなる（つまり圧力が減少する）と 今までマグマの中に溶け込んでいた水分は溶けきれなくなってマグマから絞り出されます．身近な 例でいえば，炭酸飲料の缶を振ったあとでフタを開けると泡（二酸化炭素）が激しく出てくるのと 同じです．これは缶の中では水の中に二酸化炭素が溶け込んでいることができたが，ふたが開く（缶 の中の圧力は減少する）と二酸化炭素は溶けきれなくなって出てくるというしくみです．
　そして，マグマから絞り出された熱水やマグマの熱で温められた海水，地下水（これも熱水であ る）は固結したマグマの中に閉じ込められたり，近くの岩石に脈で入ったりする．このような熱水 が固結したばかりの岩石と反応して，沸石などの珪酸塩鉱物や方解石など炭酸塩鉱物をつくる． これが沸石の作られる過程です．

４．邦産の各種沸石について

　前述の通り日本では40種を超える多くの沸石が産出している．今回はそのうちでも私たちになじ みが深く，産出のなるべく広い11種について簡単に説明していきたいと思います．今回は主に松原 （2002），豊・青木（1996），加藤（1989），堀（1992）を参考とした．

１）中沸石　Mesolite Na2 Ca2 Al6 Si9 O30・8H20

結晶系	単斜晶系
硬　度	５
比　重	2.25
ヘキ開	二方向に完全
色	無色，白色
光　沢	ガラス〜絹糸
産　状	繊維状結晶．玄武岩中，玄武岩質火砕岩など
産　地	長野県手塚
摘　要	Meso とは中間のという意味．インド Poona に良品が産出．

２)ソーダ沸石　Natrolite　Na2 Al2 Si3 O10・2H2O

結晶系	斜方晶系
硬　度	５−5.5
比　重	2.22
ヘキ開	一方向に完全
色	無色，白，灰色，淡紅
光　沢	ガラス光沢
産　状	柱状結晶．錐面あり．玄武岩質岩石，同岩質火砕岩，泥岩中など
産　地	山形県五十川，新潟県岩室村間瀬，千葉県太海，佐賀県早田
摘　要	珪酸に乏しい岩石（塩基性岩）に多く産出．産状は多岐．

３)トムソン沸石　Thomsonite　Na Ca2 Al5 Si5 O20・6H2O

結晶系	斜方晶系
硬　度	５−5.5
比　重	2.37
ヘキ開	一方向に完全，一方向に明瞭
色	無色，白色，灰色，淡紅色，淡黄色，緑
光　沢	ガラス
産　状	柱状およびその放射状集合．玄武岩質岩石，同岩質火砕岩など
産　地	山形県五十川，新潟県間瀬，千葉県鴨川，鳥取県広瀬
摘　要	中沸石と似た組成．産状は広い．

４)方沸石　Analcime　Na Al Si2 O6・H2O

結晶系	等軸晶系
硬　度	５−5.5
比　重	2.27
ヘキ開	なし
色	無色，白色
光　沢	ガラス
産　状	偏菱２４面体．安山岩･玄武岩，同岩質火砕岩，超塩基性岩，堆積岩中等
産　地	山形県五十川，新潟県間瀬
摘　要	産状多岐．ワイラケ沸石とは判別困難．

５）濁沸石 Laumontite　Ca Al2 Si4 O12・4H2O

結晶系	単斜晶系
硬　度	３−４
比　重	2.31
ヘキ開	二方向に完全
色	無色，白色
光　沢	ガラス〜真珠
産　状	単斜柱状･長板状．安山岩･玄武岩，同岩質火砕岩，巨晶花崗岩，各種岩中脈等
産　地	茨城県山の尾，山梨県猿橋，神奈川県湯河原，岐阜県洞戸鉱山
摘　要	産状非常に多岐．空気中で結晶水を失って崩れる

６）湯河原沸石　Yugawaralite Ca Al2 Si6 O16・4H20

結晶系	単斜晶系
硬　度	4.5
比　重	2.24
ヘキ開	なし
色	無色
光　沢	ガラス
産　状	単斜板状．安山岩および同岩質火砕岩中など
産　地	神奈川県湯河原（原産地；天然記念物），静岡県大洞林道
摘　要	日本アマチュア鉱物界の巨頭，故 桜井欽一博士の発見･発表．

７）灰十字沸石 Phillipsite　(K,Na,Ca)1-2 (Si,Al)8 O16・6H2O

結晶系	単斜晶系
硬　度	４−4.5
比　重	2.24
ヘキ開	二方向に明瞭
色	無色，白色
光　沢	ガラス
産　状	斜方柱状･板状．これらが十字双晶をなす．玄武岩中，砂質岩中脈
産　地	新潟県間瀬，山梨県西島，島根県長浜，愛知県善師野，埼玉県吉見
摘　要	産状非常に多岐．バリウムを主成分とするものを重土十字沸石という．

８）菱沸石　Chabazite　(Ca,Na2,K2) Al2 Si4 O10・6H2O

結晶系	三斜晶系
硬　度	４−５
比　重	2.04
ヘキ開	なし
色	無色，白色，淡黄，淡紅，淡褐
光　沢	ガラス
産　状	菱面体，六角板状．安山岩，同岩質火砕岩，玄武岩，同岩質火砕岩，巨晶花崗岩
産　地	静岡県徳倉，岐阜県苗木，山口県川尻
摘　要	最も水分の多い沸石，産状多岐．

９）モルデン沸石　Mordenite　(Ca,Na2,K2) Al2 Si10 O24・7H2O

結晶系	斜方晶系
硬　度	３−４
比　重	2.13
ヘキ開	一方向に完全，一方向に明瞭
色	無色，白色
光　沢	ガラス〜絹糸
産　状	流紋岩，安山岩，同岩質火砕岩，浅熱水鉱床
産　地	神奈川県湯河原，静岡県やんだ，岩手県荒沢
摘　要	珪酸に富む火成岩中に産する．

10）輝沸石　Heulandite　(Ca,Na2,K2)8 Al8 Si28 O72・20-24H2O

結晶系	単斜晶系
硬　度	3.5−４
比　重	2.17
ヘキ開	一方向に完全
色	無色，白色，褐色
光　沢	真珠
産　状	六角板状．玄武岩・安山岩，同岩質火砕岩，花崗岩質岩石中脈
産　地	東京都父島，静岡県大洞林道，愛媛県久万
摘　要	光学性＋．産状非常に多岐．

11）束沸石　Stilbite　Na Ca2 Al5 Si13 O36・14H2O

結晶系	単斜晶系，三斜晶系
硬　度	3.5−４
比　重	2.19
ヘキ開	一方向に完全
色	無色，白色，褐色
光　沢	ガラス
産　状	長板〜柱状結晶およびその集合．玄武岩・安山岩，同岩質火砕岩，花崗岩質岩石中脈
産　地	神奈川県玄倉，岐阜県苗木，愛媛県久万
摘　要	光学性−．産状非常に多岐．

５．引用文献

豊遥秋・青木正博（1996）：”検索入門　鉱物･岩石”，pp206，（保育社）
原伸宜・高橋浩（1975）：”ゼオライト　−基礎と応用”，pp330，（講談社）
堀秀道（1992）：”楽しい鉱物図鑑”，pp211，（草思社）
加藤昭（1989）：”主要鉱物一覧”，pp120，（桜井欽一博士古稀記念事業会）
松原聡（2002）：岩石鉱物科学，31，261-267

第１回の特集「沸石」はいかがでしたか．「こんな特集をやってほしい」という 皆様からのご意見をお待ちしております．

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