広域変成岩のできるときの温度や圧力の条件

広域変成岩のできるときの温度や圧力の条件について調べてみました。

一般に、1気圧(atm)というのは、面積1cm2に1kgの重さがかかっている時の圧力です。
例えば、高さ10m,断面積1cm2の縦長の容器に入っている水(密度:1g/cm3)の重さは1kgなので、その容器の底 (面積1cm2)には1kgの重さがかかっていることになります。
つまり、これが1気圧で、水深10mにつき圧力は1気圧づつ増大することになります。
でも、水のかわりに岩石を考えると,岩石の密度は水の密度の約3倍です。
・花こう岩・流紋岩は約2.7倍
・玄武岩・はんれい岩は約 3.0 倍
・かんらん岩は3.5 倍
厳密には、花こう岩とかんらん岩とでは若干の密度の違いがあるのですが、おおよそで、地下10mにつき、圧力は約3気圧増大することになります。
つまり、地下1000m(1km)の深さでは約300気圧、地下1万m(10km)の深さでは約3000気圧、地下10万m(100km)の深さでは約3万気圧の圧力がかかっていることになります。

そして、広域変成岩は、できるときの温度圧力条件のほかに、原岩(変成岩になる前の既存の岩石の種類)によっても違ってきます。
プレートを構成している岩石には、玄武岩,はんれい岩,かんらん岩などがあり、プレートの上に存在している岩石にはチャート,泥岩,砂岩などがあります。
これらがプレートの動きで地下深部に押し込められると、下表のような,さまざまな種類の広域変成岩ができることになります。

広域変成岩の種類
原岩(変成岩になる前の元の岩石)
できるときの温度-圧力(深さ)条件
黒色片岩泥岩約300~約500℃・約3000~約8000気圧(地下約 10~25km)
緑色片岩玄武岩,はんれい岩約300~約500℃・約3000~約8000気圧(地下約 10~25km)
紅れん石片岩チャート約300~約500℃・約3000~約8000気圧(地下約 10~25km)
白雲母片岩泥岩,砂岩約300~約500℃・約3000~約8000気圧(地下約 10~25km)
青色片岩玄武岩,はんれい岩など約300~約500℃・約8000~約1万5000気圧 (地下約 25~50km)
角せん石片岩玄武岩,はんれい岩約500~約700℃・約5000~約1万気圧(地下約 15~30km)
エクロジャイト玄武岩,はんれい岩,泥岩など約600~約800℃・約1万~数万気圧(地下約30km より深 く,約100kmの深さでできるものもある)
片麻岩泥岩,砂岩,花こう岩など約500~約700℃・約4000~7000気圧(地下約 13~24km)
グラニュライト玄武岩,はんれい岩,泥岩など約800~約1000℃・約5000~約1万3000気圧(地下約 17~40km)
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