04 変成岩の形成と種類
専門地質学ガイド
変成岩は既存の岩石が圧力、温度、化学的変化の影響下で固体状態のまま転換されて形成される岩石で、地殻深部の動的過程と地球の熱進化を記録します🪨。
"変成岩は地球の深部工房で鍛造された岩石であり、地殻の歴史を物語る貴重な証人です。"
— 田中雅博士、変成岩石学者
🔍 変成作用の種類
変成作用は圧力と温度の条件、および変形の範囲によって分類されます。
📚 接触変成作用
- マグマ貫入体周辺の局所的な高温変成作用
- ホルンフェルス、大理石、珪岩の形成
- 変成帯幅は数メートルから数キロメートル
- 低圧・高温条件での鉱物反応
🌟 広域変成作用
- 造山運動に伴う大規模な変成作用
- 片岩、片麻岩、ミグマタイトの形成
- 数百から数千平方キロメートルの範囲
- 中圧・中温から高圧・高温条件
🗺️ 変成度と変成相
変成度は温度と圧力条件を反映し、特徴的な鉱物集合を生成します。
🔍 低変成度
- 200-400°C、0.2-0.4 GPa
- スレート、千枚岩の形成
- 緑泥石、絹雲母、アクチノ閃石の安定域
- 原岩組織の部分的保存
🚧 中変成度
- 400-600°C、0.4-0.8 GPa
- 片岩の形成
- 黒雲母、ざくろ石、十字石の出現
- 明瞭な片理構造の発達
📋 主要な変成岩の種類
原岩の組成と変成条件により多様な変成岩が形成されます。
🔍 葉片状変成岩
- スレート：細粒で完全な劈開を持つ
- 千枚岩：絹のような光沢を持つ細粒岩石
- 片岩：中粒で明瞭な片理を持つ
- 片麻岩：粗粒で縞状構造を持つ
🌊 非葉片状変成岩
- 大理石：石灰岩の変成による結晶質炭酸塩岩
- 珪岩：砂岩の変成による石英集合岩
- ホルンフェルス：接触変成による細粒岩石
- グラニュライト：高変成度の粗粒岩石
💡 変成作用の指標
特定の鉱物や組織は変成条件を示す重要な指標となります。
📋 指標鉱物
- ざくろ石：中変成度の指標
- 十字石：高温・中圧条件
- 藍晶石：高圧条件の指標
- 珪線石：高温条件の指標
🎯 組織的特徴
- 片理：平板状鉱物の配向
- 線構造：伸長鉱物の配列
- ポーフィロブラスト：大型変成鉱物
- シンプレクタイト：反応組織
🎯 変成作用の過程
変成作用は複数の物理化学的過程を通じて進行します。
- 再結晶： 鉱物粒子の粒径増大と組織改変
- ネオ結晶： 新しい変成鉱物の形成
- 変形： 応力下での岩石の塑性変形
- 流体反応： 変成流体による化学変化
⚖️ 変成相系列
地温勾配の違いにより異なる変成相系列が認識されます。
- 低圧型： アンダルサイト系列（接触変成帯）
- 中圧型： カイアナイト系列（典型的広域変成）
- 高圧型： 藍晶石・ローソン石系列（沈み込み帯）
- 超高圧型： コーサイト・ダイヤモンド系列（深部沈み込み）
🌐 地質学的意義
変成岩は地球のテクトニクス過程と熱進化を理解する重要な鍵となります。
- 造山運動： 大陸衝突と地殻変形の記録
- 地殻進化： 古地温勾配と熱構造の復元
- 資源形成： 変成鉱床と工業鉱物の生成
- 地球史解読： プレカンブリア地質の理解
結論： 変成岩の研究は地球深部の過程を理解し、テクトニクス史を解読する上で不可欠です。現代の分析技術により、ますます詳細な変成史の復元が可能になっています。