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第6回 変成岩について

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配付プリント等

補足説明

全般

基本的な変成岩

【基本的な変成岩】

参考

変成相と変成相系列対の変成帯の成因

【変成相と変成相系列】
 
変成岩は、変成作用の重要な要因である温度圧力の違いによって区別される。特定の温度・圧力条件下では、特定の鉱物の組合せが安定なため、それぞれ固有の鉱物を含む変成岩となりやすい。それぞれの固有の変成岩は、指標となる鉱物名などを用いた変成相(metamorphic facies)名で表わされる。実際には、鉱物組合せだけでなく化学組成も異なるため、それらを詳しく調べることで、生成した温度・圧力条件を決定できる場合が多い(地質温度計・地質圧力計という)。また、適当な放射性元素を含んでいれば、その母と娘の同位体組成を測定することにより、その半減期から生成年代を決定できる(放射年代という)。これらのデータがそろえば、含まれる岩石の時間と空間における変化の経路を決めることが可能であり、それは地殻変動を明らかにするための情報を与える。このような変化の経路はプレート運動と関連しており、世界的にはいくつかの系列を示す場合が多く、これらは変成相系列(metamorphic facies series)と呼ばれる。

・1bar(バール)=106dyn/cm2=105N/m2=105Pa(パスカル)
・1 M(メガ)Pa=106Pa=10bar=0.01 kb(キロバール:1キロバールはほぼ1000気圧に等しい)
・1 G(ギガ)Pa=109Pa=104 bar=10 kb
・静水圧(hydrostatic pressure)では、10 km深度で約1 kbとなる。また、密度3(g/cm3)程度の鉱物から構成される地殻での静岩圧(lithostatic pressure、overburden pressure)では、10 km深度で約3 kbとなり、平均地殻厚さ30 kmの地殻の底では約9 kbとなる。

【対の変成帯の成因】
 広域変成岩(regional metamorphic rocks)の成因はプレートテクトニクスに基づいて解釈される。それにより、高圧低温型低圧高温型変成帯(metamorphic belt)が対になって存在する理由も説明されている。
 一方、接触変成岩(contact metamorphic rock:熱変成岩、thermal metamorphic rock)はマグマの近辺においてのみ形成され、動力変成岩(dynamic metamorphic rock)は断層(fault)内部にのみ形成される。


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