大地の変化の問題
ある安山岩の断面をみがいて観察したところ、大きな鉱物の結晶である斑晶と、そのまわりをうめる細かい粒の部分である石基からできていた。この断面に、等しい間隔で縦横に線を引いた透明なシートを重ね、線の交点の真下に何があるかを 個の交点について調べた。結果は次のとおりであった。
- 石基: 個
- 長石の斑晶: 個
- 輝石の斑晶: 個
- 角閃石の斑晶: 個
ここで、長石は無色鉱物、輝石と角閃石は有色鉱物である。また、この安山岩全体の体積のうち、有色鉱物(斑晶と石基にふくまれるものの合計)がしめる割合は であることが別の方法でわかっている。
交点の個数の割合は、岩石の中でそれぞれがしめる体積の割合に等しいものとする。石基の体積のうち、有色鉱物がしめる体積の割合は何 % ですか。
この問題で使うもの
- 火成岩の鉱物の割合(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(2 技能)
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ヒント
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ヒント 1
岩石全体の有色鉱物の量から、斑晶にふくまれる有色鉱物の量を引けば、石基にふくまれる有色鉱物の量がわかります。
ヒント 2
交点の個数を体積の大きさとみなし、岩石全体の有色鉱物を「 個の 」として個数で表しましょう。
ヒント 3
岩石全体の有色鉱物は 個分、斑晶の有色鉱物(輝石と角閃石)は 個分です。最後は石基の 個分に対する割合を考えましょう。
答えと解説
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解説を読む
交点の個数の割合が体積の割合に等しいので、交点の個数をそのまま体積の大きさとして扱う(全体を とする)。
岩石全体にふくまれる有色鉱物
岩石全体の が有色鉱物なので、交点の個数で表すと
斑晶にふくまれる有色鉱物
斑晶のうち有色鉱物は輝石と角閃石なので
石基にふくまれる有色鉱物
残りは石基の中にある有色鉱物なので
石基は全部で 個分なので、石基の体積のうち有色鉱物がしめる割合は
別解
交点の個数の割合は体積の割合に等しいので、全体 個を岩石全体の体積とみなして考える。
有色鉱物は全体の なので、 個分にあたる。
斑晶にふくまれる有色鉱物は、輝石 個と角閃石 個の合計 個分。
石基にふくまれる有色鉱物は、 個分。
石基は 個分なので、石基の体積のうち有色鉱物がしめる割合は
、つまり 。
検算: 石基の有色鉱物 個分 + 斑晶の有色鉱物 個分 個分で、 となり、全体の と一致する。また で、調べた交点の数とも合う。