変成岩

変成岩とは、極端な熱と圧力によって変化した岩石の一種。その名前は、「morph」(形を意味する)と「meta」(変化を意味する)に由来しています。

元の岩石は加熱され(150~200℃以上の温度)、圧力がかかります(1500バール)。これにより、物理的、化学的に大きな変化が起こります。元の岩石は、堆積岩火成岩、または他のより古い変成岩の場合があります。

地球の表面下には、常により多くの圧力とより高い温度があります。山脈や火山の根元では、これらの力は、地層の形とそれが作られている鉱物の形を変えるのに十分である。このような力の近くにあった堆積岩は、巨人がねじって火で熱したように見えることがよくあります。変成岩の例

  • 大理石は石灰岩から形成された変成岩です。
  • スレートとは、変成泥岩や頁岩ことです。
  • 石英石は変成砂岩です。

加熱後の鉱物の再結晶化は、一般的に岩石に含まれていた可能性のある化石破壊を引き起こす。これらの岩石は、火成岩や堆積岩が極端な熱と圧力にさらされたときに形成され、その結果、彼らはその形と特性の完全な変化を受けます。このような形態の岩石は変成岩と呼ばれています。

石英石Zoom
石英石

ノルウェー・ガイランゲルフィヨルド付近の変成岩の折れた地層Zoom
ノルウェー・ガイランゲルフィヨルド付近の変成岩の折れた地層

変態の種類

地域変態

地域変成作用、すなわち動的変成作用は、岩石の大きな塊の中で起こります。岩石は、地表よりも深いところにいるだけで変成することができます。そこでは、高温と上の岩石層の大きな重さを得ることができます。

下部大陸の地殻の大部分は、最近の火成岩の侵入を除いて変成している。大陸同士の衝突のような水平方向の地殻変動が、造山帯を形成している。これらの帯に沿って高温、高圧、変形が発生します。変成した岩石が後に隆起して侵食によって露出した場合は、地表に長い帯などの大きな領域が見られる。

接触変態

接触変成は、マグマが周囲の固い岩石(田舎岩)に注入されることで起こります。マグマが岩石と接触したところで変化が最も大きくなります。温度はそこが最も高く、そこからの距離があるほど低下していました。

変成鉱物

変成鉱物とは、変成の高温高圧下でのみ形成される鉱物のことです。これらの鉱物は指標鉱物と呼ばれ、シリマナイト、カイヤナイト、スタウロライト、アンダルサイト、一部のガーネットなどがあります。

他にも、カンラン石、輝石アンフィボル、ミカ、長石、石英などの鉱物が変成岩に含まれていることがあります。これらの鉱物は必ずしも変成の過程の結果ではありません。これらの鉱物は、火成岩の結晶化の過程で形成されたものです。これらの鉱物は高温高圧下でも安定しており、変成の過程で化学的に変化しないことがあります。

ユタ州ワサッチ山脈、ビッグコットンウッドキャニオンのミシシッピアン大理石Zoom
ユタ州ワサッチ山脈、ビッグコットンウッドキャニオンのミシシッピアン大理石

カナダの先カンブリア紀のカルサイトと蛇紋石が層間になってできた接触変成岩。かつてはEozoön canadenseと呼ばれる化石と考えられていた。目盛はmm単位。Zoom
カナダの先カンブリア紀のカルサイトと蛇紋石が層間になってできた接触変成岩。かつてはEozoön canadenseと呼ばれる化石と考えられていた。目盛はmm単位。

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質問と回答

Q:変成岩とは何ですか?


A: 変成岩とは、極端な熱と圧力によって変化した岩石の一種です。名前の由来は、「morph」(形を意味する)と「meta」(変化を意味する)からきています。原石を加熱(150~200℃以上)し、加圧(1500気圧)することで、物理的・化学的に大きく変化させるのである。

Q:変成岩の例として、どのようなものがありますか?


A:変成岩の例としては、石灰岩から形成される大理石、変成泥岩や片岩である頁岩、変成砂岩である珪石があります。

Q:変成岩はどのように形成されるのですか?


A: 変成岩は、火成岩や堆積岩が極度の熱と圧力にさらされることで形成されます。その結果、形状や性質が全く変わってしまうのです。

Q:形成過程で、原岩に含まれる化石はどうなるのでしょうか?


A:岩石が形成される過程で、加熱された後に鉱物が再結晶することにより、元の岩石に含まれていたかもしれない化石が破壊されるのが普通です。

Q:この強烈な熱と圧力はどこから来るのでしょうか?


A: この種の岩石を形成するのに必要な強い熱と圧力は、通常、地表の奥深く、たとえば山脈や火山のふもとからもたらされます。そこでは、堆積物の変形や鉱物組成の変化を引き起こすのに十分な力が加わっているのです。

Q:この変化が起こるには、どの程度の温度に達する必要があるのでしょうか?



A:変成岩への変質が起こるためには、150〜200℃以上の温度になる必要があります。

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