偏光観察台での薄片観察
佐脇
１．はじめに貴幸 1）

ば，敷石や墓石などでおなじみの花崗岩は，ご飯にゴマをふったような見かけをしていますが，これは，石英・長石私たちの身の周りでは，様々な岩石がいろいろな目的に使われています．例えば，道路や建物床面の敷石，壁面のなどの無色鉱物の間に黒雲母・角閃石などの有色鉱物が含まれているためです（第 1 図）．

飾り石，庭石，墓石，石垣，鉄道のバラスト，彫刻など，このように，様々な鉱物が集まって岩石という塊を形

その利用法はあまりにも多く数え上げ切れません．逆に言作っているというのは，見方を変えるといろいろな人々

えば，あまりにも普遍的過ぎて，一般の人にとっては，よが集まって人間社会が構成されているのとよく似ていまほどの巨岩・奇岩・美岩でない限り，身の周りにある岩石す．それを端的に指摘したのが，キリスト教社会運動家のそのものに対して，改めて科学的興味を持つことはほとん

賀川豊彦（1888-1960）で，彼は「岩石学は鉱物の社会学どないかもしれません．

である」と述べています（黒田・諏訪，1983，p. 1；諏訪，でも，実は身の周りに使われている岩石のほとんどは，2018，p. iii-vi）．人間社会とは，個々の人間が積み重ねて人間社会が形成されるどころか，ヒトという生物が地球上きた経済，文化，政治などにかかわる活動・歴史の総体でに現れる遥か昔にできたものです．ヒトが出現したのはあり，社会学とは，人間の心理・行動，統計データなどの（諸説ありますが）数 100 万年前と考えられているのに対面から，その社会について分析し解釈するものです．一方，し，例えば，産総研つくばセンターからほど近いところに岩石学では，岩石を構成する鉱物の観察・分析から，その産する筑波山の花崗岩は 6,500 万年～ 6,800 万年前（宮崎，岩石の履歴さらには地球の歴史を明らかにしていきます．

2016）に形成されたもので，ヒトの出現よりも 10 倍以上

このような岩石学の研究を進めていくためには，岩石を構古い歴史を持っています．さらには，大陸地域であれば数億年～ 10 億年以上前に形成された岩石も珍しくありません．そして，それらの岩石は，私たちが暮らす大地に関する過去の情報を，それぞれの内に持っています．その過去の情報を探り，岩石がどのようにして形成されてきたか，さらには私たちが暮らす大地（地球）がどのようにして形成されてきたかを研究する地質学の中の一領域が
「岩石学」
です．
小論では，その岩石学の端緒を理解していただくためのアウトリーチ活動のツールの一つとして，「偏光観察台を使っての薄片観察」について紹介します．このようなツールが，いろいろな地質学関係のアウトリーチ活動において，岩石・鉱物を楽しく観察するということの一助になれば幸いです．
２．岩石学と薄片
まず，岩石とは何か，岩石学ではそれをどう研究するか，ということをおさらいしましょう．
岩石は，様々な鉱物が集合して形成されています．例え
1）産総研 地質調査総合センター 地質情報基盤センター

第１図

典型的な花崗岩（真壁石）

第1図 典型的な花崗岩（真壁石）
キーワード：アウトリーチ，体験型学習，薄片，偏光板，干渉色GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

255

佐脇貴幸

成する鉱物同士の関係性や，その物理化学的性状を解き明ためには顕微鏡は必須ですが，そのために用いる顕微鏡はかすことが最も重要となりますが，そのためにまず必要と精密機器であり，例えば落下による衝撃によりレンズをはされるのが，薄片と偏光顕微鏡です．

じめとする光学系が破損したり歪んだりすれば一大事で，普段見ている岩石は，普通はどう見ても不透明なものでもう使い物になりません．したがって，実験室での研究のすが，どんどん薄くしていくと，やがて光が透過するようために据え置きにしている分には良いのですが，実験室外になります．その性質を理解したうえで，岩石カッター，の様々なイベント会場で顕微鏡を使おうとすると，その運研磨材と研磨機・研磨台などを用い，岩石を厚さ 30 μm

搬および設置には大変気を使います．また，顕微鏡での観前後まで薄く擦り磨き上げたのが薄片です．岩石学では，察は，観察者が一人であることを前提としますので，イベ偏光顕微鏡で薄片を観察し，鉱物の同定や岩石組織の観察・ント参加者の人に顕微鏡の視野内に見えている鉱物や岩石記載を行うことが非常に重要です．厚さ 30 μm というレ組織のことを説明するときには，その視野の中のこのあた

ベルまで薄くした岩石の薄片を偏光顕微鏡で観察すれば，りの鉱物が何々，この組織が何々ということをいちいち言

色鮮やかな干渉色をまとった「鉱物たちの表情」が見られ葉で説明せざるを得ず，すぐにわかってもらいにくいとこます．その表情から，岩石を構成する鉱物同士の関係性がろがあります．それを解消するために，例えば顕微鏡に接非常にはっきり見えてきて，岩石がどこで生まれ，どのよ続したカメラを通して，薄片の様子をモニターに映し出しうな履歴をたどってきたのかを解釈するための情報が得らて観察する方法もありますが，そうなればさらにカメラ，れるのです．

モニターといった装置が増え，イベント会場内での追加ス

鉱物は，人間と違って，自ら喋ったり史料を書き残したペース・電源の確保も問題となってしまいます．最近は，りはしてくれませんので，そういう情報を得るために薄片比較的低価格で小型モニターを備えたデジタル顕微鏡も販という媒体を使って，人間側から「対話」を持ち掛けるこ売されるようになってきましたが，薄片観察に必要な，透とになるわけです．そういった「対話」を通して，鉱物同過型で回転ステージ（戴物台）を備えている偏光顕微鏡は士の関係性を生き生きとした文学に昇華した例として，高まだないようなので，複数人で同時に薄片観察するにはや橋 (2020) は，宮沢賢治の作品「楢の木大学士の野宿」をはり一工夫必要となります．

紹介しています．なお，高橋 (2020) では，岩石学で用いこれらのことを踏まえると，様々なイベント会場においられる偏光顕微鏡の原理の説明，薄片の観察からわかるこては，詳細な鉱物の産状観察することよりも，まず一般のとなどについても平易に解説していますので，本稿と併方々に岩石に対する科学的興味を持ってもらうことを主目せてそちらもご覧ください．また，薄片の作製方法の詳細的とし，代表的な鉱物の見え方や面白い岩石の組織を，簡および地質標本館での薄片の展示物については，地質調査便にかつ楽しみながら観察してもらうことを重点に置い総合センター地質情報基盤センター地質標本館室地質試

た，軽量，コンパクトな道具を用意することが良いと思わ

料調製グループのページ (https://unit.aist.go.jp/gsc/mus/れます．

mus-gsp/index.html

閲覧日： 2020 年 5 月 28 日) で，さらに偏光に関しては，例えば産総研のキッズページ内の４．偏光観察台「偏光で遊ぼう（偏光万華鏡？）」（https://www.aist.go.jp/science_town/dream_lab/01/

閲覧日：2020 年 6 月 4 日）

で詳しく紹介していますので，そちらもご覧ください．

上記のような手軽な薄片観察を目的とし，省スペースで，４～５名程度（一家族単位を想定）の方々に一度に薄片の面白さを伝えられる装置として，「偏光観察台」なるもの

３．薄片を観察するためにを考案しました．「偏光観察台」としたのは，顕微鏡と違って鉱物を拡大して見ることはできないからです．この偏光

さてここで，岩石学を含む地質学を学んだ方にとって観察台の試作品については，2019 年の産総研福島再生可は，「偏光顕微鏡で薄片を見るのは当たり前じゃない？」

能エネルギー研究所一般公開，地質情報展 2019 やまぐちと思われるでしょう．しかし，研究現場から離れて，状況において使用しましたが，その際の経験をもとに今回紹介の異なる様々なイベント会場でのアウトリーチ活動においする偏光観察台としました．て偏光顕微鏡を使うことは，実はいろいろな制約があります．
微細な鉱物や岩石組織を観察し，岩石学の研究を進める256   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

第 2 図に示しているのは，偏光観察台に使う (1) 回転盤，(2) クッション材，(3) 隙間埋めテープ，(4) 大型偏光シート，(5) 小型偏光板，(6) コの字型アクリル台，(7)偏光観察台での薄片観察

(1)
(2)
(3)

(6)
(5)

(7)

(4)

(8)

第2図

偏光観察台の用具一式

第2図 偏光観察台の器具一式（2）クッション材，（1）回転盤，（3）隙間埋めテープ（短く切ったもの），（4）大型偏光シート，（5）小型偏光板，（6）コの字型アクリル台，（7）LED トレース台，（8）モバイルバッテリー

LED トレース台，(8) モバイルバッテリーです．また，第また，けがを防ぐために，金属板の縁辺部のバリ，四つ角3 図に示しているのは (9) 大型薄片です．なお，小論を読の尖りなどに気を付け，必要に応じてやすりをかけて滑らまれた方（特に岩石学に関わるアウトリーチ活動を考えてかにしておくか何らかの保護カバーをつける必要がありまおられる方）が偏光観察台を利用される場合の参考とする

す．さらに，薄片観察中には，金属板の回転により小さなために，以下には物品の仕様，価格，準備の際に気を付け子供が指を挟んで怪我をしないよう注意する必要がありまておくべきこと，さらには説明の仕方等についても記してす．

おきます．

(2) クッション材(1) 回転盤

第 2 図に示したのは，もともと CD-ROM の保管ケース

2 枚の金属板の間にベアリングが入っており，自由に水に付属していた滑り止めのクッション材でしたが，それを平回転できるものです．サイズは外形が 10 cm × 10 cm，流用しました．回転盤を回した時の固定，および LED ト中央の穴が開いている部分の直径が 55 mm，耐荷重は８レース台の表面の保護のために付けます．この写真のもの

kg 程度のもので，ホームセンターやネット販売では 1 個は 4 つの小片の集合体で，一つ一つの大きさは 10 mm ×1,000 円程度で売っています．後述する大型薄片を観察す

10 mm 程度，厚さは 2 ～ 3 mm 程度で，片面が接着面とることを想定し，中央の穴のサイズが大きいものをあえてなっているため，回転盤に貼り付けるのが容易です．

選んでいます．

(3) 隙間埋めテープ

第 2 図に示したのは，重いものを載せない回転台（例えご家庭でもよく使う，引き戸などの隙間を埋めるための，ば小型テレビ回転台，中華テーブル台など）のために作ら接着テープ付きのクッション材です．回転盤上には，後述れているものですが，これより大きいサイズで耐荷重が大する大型薄片を置きますが，回転盤を回転したときにそきいもの（座椅子用，数 10 kg 以上）では回転盤の重量もれが動かないように軽く保持するためのものです．(2) のぐっと重くなり，イベントでは気軽に使いにくくなります．

クッション材が多数あれば，それを流用してもよいと思い

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

257

佐脇貴幸

A

第3図

BC

用意した大型薄片
A：電気石を含むペグマタイト，B：ラルビカイト，C：橄欖岩ノジュールを含む玄武岩（第 4 図のもの）．

第3図 用意した大型薄片ます．

購入できますが，機種を選ぶ際にはできるだけ「明るい」(4) 大型偏光シート

ものを選ぶようにします．薄片の観察に使う偏光板は光に

ここに示しているのは A4 サイズ，厚さ 0.2 ～ 0.3 mm

対するフィルターでもありますので，トレース台の光源がのものです．ネット販売では 1,200 円程度です．

暗くては薄片の干渉色のきれいさが分からないことになり(5) 小型偏光板かねないためです．

ここに示したのはサイズ 8 cm × 8 cm，厚さは 0.2 mm(8) モバイルバッテリー程度のものです．ネット販売では，10 枚入りのものがイベント会場によっては電源が近くにないこともありま1,000 円程度です．(4) の大型偏光シートが用意できないすので，LED トレース台用の補助電源としてモバイルバッ時あるいは使いにくい時に使います．

テリーを用意しました．

(6) コの字型アクリル台(9) 大型薄片

店頭で物品を展示するための台ですが，ここでは上記の

この偏光観察台では，機器を通して薄片を間接的に見る大型偏光シートを置くための台として使います．縦 18 ～よりも，できるだけ肉眼で薄片を直接的に見てもらうこと

20 cm × 横 10 ～ 15 cm で，下の隙間の高さが 10 cm 以を意図しています．そのため，あまり細かすぎる鉱物から下のものがよいでしょう．ネット販売では 500 円程度でなる岩石では何を見ているのかよくわかりませんし，無色す．

鉱物ばかりでは干渉色も白黒で，派手さ・きれいさの点で(7)LED トレース台は若干劣るので，できるだけ粗粒で，有色鉱物や炭酸塩鉱

昔はトレース台といえば蛍光灯を使ったものばかりでしたが，これに代わって現在では，薄く小型・軽量で持ち運物が多く含まれている岩石を使う方が適していると考えられます．

びが容易，かつ長時間使っていても熱くならない LED ト

第 3 図には，この観察台に合わせて特別に作製した粗レース台が普及しています．これを観察用光源として使い粒な岩石の大型薄片（スライドガラスサイズ：78 ～ 80ます．A4 用紙サイズで価格は数千円～ 1 万数千円程度でmm × 55 mm）を示します．大型薄片にしたのは，肉眼258   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

偏光観察台での薄片観察AABB

第4図

第4図 回転盤の準備

回転盤の準備A：クッション材を貼り付けた下面，B：隙間埋めテープを貼り付けた上面（薄片を置く側）

でも鉱物粒や岩石の組織・特徴がよりはっきりわかるよ
うに，ということを意図したためです．ここに示したのかんらんは，電気石を含むペグマタイト，ラルビカイト，橄欖岩ノジュールを含む玄武岩です．
また，回転盤の上面にステージ代わりの大判のスライドガラスを置き，その上に粗粒な岩石の通常サイズの薄片（ス

第5図第5図 偏光観察台のセッティング状況

偏光観察台のセッティング状況．薄片が載せてある状態．
A：偏光シート 1 枚の時（単ニコル状態），B：2 枚目の偏光シートをかぶせたとき（直交ニコル状態）(2) クッション材の反対側の面に，大型薄片の大きさに合わせて隙間埋めテープを貼り付けます（第 4 図 B）．
(3)LED トレース台上に大型偏光シート（ここではトレース台に合わせて A4 サイズ），次に回転盤を載せます．
なお，大型偏光シートが用意できないときには，小型偏光板を貼り付けた回転盤を載せます．

ライドガラスサイズ：48 mm × 28 mm）を複数枚用意し(4) その上にアクリル台をかぶせるように置き，さらにて並べ，岩石同士の組織の違いを比較観察するという方法

もう一枚の大型偏光シートを置きます．この時，トレースもあります．

台上の偏光シートに対して直交関係（視野が真っ暗）になっさて，ここからは具体的な作業と説明手順に移りますが，以上の器具を用いて以下のように準備します．ている必要があります．第 5 図には，そのセッティングの外観を示します．

(1) 回転盤の片面の四隅に，回転台の支え（足）となる

準備を終えたら，イベント会場では以下の順に説明しま

クッション材を貼り付けます（第 4 図 A）
．なお，前述のす．まず，薄片と，そのもととなった岩石を見せて，岩大型偏光シートが用意できないときには，小型偏光板の四石を 30 μm まで薄くすると，こんな具合に透明になるこ

隅を少し切り落とし，保護シートをはがして，このクッとを説明したのち，回転盤の上に薄片を置きます．このション材の間にメンディングテープで貼り付ける作業が必時，アクリル台の上には偏光シートはまだ置きません（第要になります．

6 図 A）．次に，偏光シートを置くとどうなるか？と問い

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

259

佐脇貴幸

AA

B

B

第6図

薄片の観察 第6図 薄片の観察
 ：偏光シート 1 枚の時（単ニコル状態），B：2 枚目の偏A光シートをかぶせたとき（直交ニコル状態）

第7図

薄片以外の観察第7図 薄片以外の観察
A：白雲母片，B：引き延ばしたビニール片かけながら偏光シートをアクリル台にかぶせると，突然そさらに効果的なのは，この薄片観察の前に偏光万華鏡のれまで色のなかった薄片が様々な干渉色で彩られ（第 6 図工作 ( 高橋，2020) を行い，次に「実はこの偏光万華鏡B），イベント参加者はまず驚くと思います．次に，回転の原理が岩石の研究を進めるために大事である」ことを話盤を回すと干渉色の変化が見られます．スマートフォンやしたうえで，上記の偏光観察台で薄片を見せる，という進デジカメの接写機能を使えば，その変化の様子を拡大してめ方です．この場合は，参加者が各々偏光板の入ったコッ観察し，記録することもできます．このような「動き」がプを持っているので，アクリル台とその上の大型偏光シーあることが，さらにイベント参加者の興味を引き付けるとトを使わないで，コップを通して回転盤上の薄片の様子を思います．そのほか，例えば白雲母のかけらや引き延ばし見てもらうこともできます．また，干渉色を生み出す複屈たビニール片などでも，鮮やかな干渉色が楽しめます（第折がどういうものかを体験してもらうために，方解石を7 図）．

使って文字を見てもらうというオプションもあります（第このような，見た目が割と単純そうな道具だけで変化に8 図）．このような体験学習を通して，偏光板万華鏡から富んだ面白いものが見られることを知っていただくこと

岩石組織，さらには日ごろ何気なく見ている岩石がどういで，より自然科学への興味をひきやすくなるものと思いまうものなのか，という一連の流れで説明することで，一般す．また，この実演に合わせて，第 1 章，第 2 章に記しの方に縁遠かった岩石学，さらには身近な地球の歴史に関たような，岩石学という学問の存在，研究手法（薄片の作心を持っていただく一助になると考えています．

り方等），岩石の中の鉱物同士の関係，それからわかる岩薄片の手軽な観察方法については，これまでにも地学の石の形成過程などを説明することが重要な点となります．

教育現場でいろいろと工夫されてきました．例えば，薄片260   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

偏光観察台での薄片観察第8図

方解石の複屈折．方解石の下の字が二重に見えている．

観察用ホルダーの製作 ( 杉山，2008，2010)，デジタルカ

なってしまいました．いつかまた，大人も子供も集まって，第8図
方解石の複屈折メラ，スキャナー，スライド映写機などの利用( 山下ほ
地質学にかかわる体験型イベントを楽しみ学べる時が来るか，2019)，簡易偏光顕微鏡の製作 (國光，1978；三輪，ことを祈っています．

1999)，生物顕微鏡への機能付加 (鹿江，2000；佐々木・吉川，2008；鬼木，2016）などがあります．また，必ずし謝辞：回転盤，トレース台の利用については，産総研地質も薄片を対象とするわけではありませんが，松丸 (1998)，調査総合センター地質情報研究部門の高橋雅紀博士に示唆

佐野・萩谷 (2002)，高橋 (2020) などに紹介されているをいただきました．大型薄片については，地質情報基盤セ偏光板での観察手法も，非常に効果的です．さらに，最近ンター地質試料調製グループの皆さんに作成していただき

ではウェブ上で薄片の観察を模擬できるようにもなってきました．また，薄片用の岩石試料のうち，電気石ペグマタました．例えば，岐阜大学教育学部のデジタル偏光顕微

イトおよび橄欖岩ノジュールについては，それぞれ元産総鏡（http://www.ha.shotoku.ac.jp/~kawa/KYO/CHISITSU/

研職員の笹田政克博士，名古屋大学の故鈴木和博名誉教授

dezital_henkoh/index.html

からいただいたものです．以上のご助力いただきました皆

閲覧日： 2020 年 6 月 9 日）や，SCOPin Rock（https://microscope.fumipo-theta.com/様に厚く御礼申し上げます．

閲覧日：2020 年 6 月 9 日）などが公開されてきています．
これらの手法と並び，小論の偏光観察台も，様々な体験学

文献

習の場で利用されれば幸いです．
國光正宏 (1978) 自作偏光顕微鏡とその利用．東レ理科教
５．終わりに育賞受賞作（高校地学）理科教育賞．
（https://www.
toray-sf.or.jp/awards/education/pdf/s53_06.pdf

今回示したような軽量・コンパクトな装置一式で，精密で重量のある顕微鏡を代替でき，フットワーク良くイベ

閲

覧日：2020 年 6 月 9 日）
黒田吉益・諏訪兼位 (1983) 偏光顕微鏡と岩石鉱物（第 2ント出展に臨むことができるのは，出展する方としては版）．共立出版，東京，343p．

運搬・設営準備が大幅に軽減化されるというメリットがあ

松丸敏和 (1998) 観察センター誌上教室

10．光のオブります．今年 (2020 年) は昨年度の出展実績を踏まえて，ジェを作ろう

解説の仕方を含めてより良い内容にしようと準備したので

国立科学博物館ニュース，no. 357，29-30．

－偏光板を利用した実験と観察－．

すが，残念ながら新型コロナウイルス蔓延に対する感染防三輪伸央 (1999) 生徒が作れる簡易偏光顕微鏡の利用． 東止のために，人が集まるイベントがほとんど中止となってレ理科教育賞受賞作（高校地学）奨励作．（https://

おり，私たちとしても地質学の研究成果を広げる場がなく

www.toray-sf.or.jp/awards/education/pdf/h12_16.

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

261

佐脇貴幸

pdf

閲覧日：2020 年 6 月 9 日）

宮崎一博 (2016) 筑波山－地下 12㎞にあったマグマの石・鉱物学習．東レ理科教育賞受賞作（高校地学）文部 科 学 大 臣 賞．（https://www.toray-sf.or.jp/awards/溜まり場－．地質標本館 2016 年夏の特別展「あの山education/pdf/h20_01.pdf

この山 どんな山？」－「山の日」制定記念 日本の山日）の地質－，地質調査総合センター，28p．
鬼木哲人 (2016) 岩石薄片作製を取り入れた火成岩の学習－簡便化された岩石薄片と偏光顕微鏡の作製およびマグマづくりを通して－．教育実践研究，no. 26，
宏 (2002) ハンディサイズの偏光板を利用した鉱物観察実習の展開例．福井県立恐竜博物館紀要，1，134-139．
佐々木杉山了三 (2010) 地学教育における実験とその重要性．
地質ニュース，no. 669，27-36．
諏訪兼位 (2018) 岩石はどうしてできたか．岩波科学ライブラリー 269，岩波書店，東京，136p．
高橋雅紀 (2020) サイエンスの舞台裏

91-96．
佐野晋一・萩谷

閲覧日：2020 年 6 月 9孝・吉川和男 (2008) 回転機能を有する簡易偏光顕微鏡の作成－石が語る，石と語る－．GSJ 地質ニュース，9，42-49．
山下浩之・川出新一・山口珠美 (2019) 岩石薄片の作成と観察を取り入れた学習プログラムの開発と実践．神奈川県立博物館研究報告，no. 48，131-150．

－生徒用生物顕微鏡を偏光顕微鏡に－．群馬大学教育実践研究，no. 25，67-75．
鹿江宏明 (2000) 簡易型偏光装置の製作とその教材化．東レ理科教育賞受賞作 (中学第 2 分野，地学的領域) 佳作．（https://www.toray-sf.or.jp/awards/education/
pdf/h12_08.pdf

閲覧日：2020 年 6 月 9 日）

杉山了三 (2008) 地域を生かした生徒自作標本による岩262   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 9（2020 年 9 月）

SAWAKI Takayuki（2020）Thin section watching on aturntable with a couple of polarizers in outreach activities.

（受付：2020 年 6 月 15 日）