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変成岩 へんせいがん metamorphic rock

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

変成岩
へんせいがん
metamorphic rock

変成作用を受けた岩石の総称。変成作用の様式により,接触変成岩広域変成岩の2つに大別される。組織や粒度に基づいて,粘板岩千枚岩片岩片麻岩ホルンフェルスなどに分類される。原岩の化学的性質 (泥質,ケイ長質,砂質,石灰質,塩基性,中性など) と,生成したときの変成条件を示す変成相 (緑色片岩相藍閃石片岩相緑簾石角閃岩相角閃岩相輝石ホルンフェルス相など) により成因的分類がなされる。

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デジタル大辞泉の解説

へんせい‐がん【変成岩】

堆積(たいせき)岩火成岩が変成作用を受けてできた岩石。圧砕岩片麻岩ホルンフェルスなどがある。

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百科事典マイペディアの解説

変成岩【へんせいがん】

既存の堆積岩火成岩が高温・高圧などの新しい物理条件のもとで変化し再結晶してできた岩石。堆積物が地下深部に埋没し,高圧・高温の条件下で,さらに褶曲(しゅうきょく)に伴う偏圧をうけてできるもの(広域変成岩)がいちばん多いが,火成岩体との接触部に高熱の影響でできるもの(接触変成岩
→関連項目岩石

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岩石学辞典の解説

変成岩

岩石を火成岩,堆積岩,変成岩と大別した一つで,既存の岩石が直接液体状態を経ることなしに,物理的条件または化学的条件が変化した結果,鉱物および構造が条件に適応して形成された岩石[Lyell : 1833].ネプチュノプルトニック岩(neptunoplutonic rocks)[Prevost : 1839],メタモルフォライト(metamorpholite)[Loewinson-Lessing : 1933].

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世界大百科事典 第2版の解説

へんせいがん【変成岩 metamorphic rock】

変成作用をうけた岩石の総称。岩石は大きく火成岩,堆積岩,変成岩に分類される。変成岩の分類にはいくつかの方法がある。一つは変成作用の地質学的分類に基づく方法で,接触変成作用をうけた接触変成岩またはホルンフェルス広域変成作用をうけた広域変成岩,埋没変成作用をうけた埋没変成岩,さらに動力変成作用をうけたミロナイトに分類される。一方,岩石の元来の性質,たとえば砂質,泥質,石灰質,塩基性,酸性という性質に着目して変成岩を砂質変成岩,塩基性変成岩のように分類することもできる。

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大辞林 第三版の解説

へんせいがん【変成岩】

変成作用によって生じた岩石。原石の種類、温度・圧力などの条件によって様々な組成・組織の岩石ができる。しばしば片状構造や縞状構造を示す。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

変成岩
へんせいがん
metamorphic rock

変成作用によって、組織や鉱物の一部または全部が変化した岩石。地殻変動のため岩石が地下深くに押し込まれたり、火成岩マグマの貫入を受けると、温度・圧力条件の変化によって既存の岩石を構成する鉱物間に反応がおこり、それまでとは異なった新しい鉱物や組織が生じ、岩石の性質が変化する。このようにして生成した岩石が変成岩である。[橋本光男・村田明広]

産状

変成岩は、地質学的にみると、大別して三つの産出状態を示す。
 第一は、火成岩の貫入岩体を取り囲んで、比較的狭い範囲に分布するもので、これはマグマの熱のため、周囲の岩石の温度が上昇し、鉱物間に反応がおこって変成岩を生じたものである。このような産状のものを接触変成岩という。
 第二の産状は、火成岩の貫入などとは直接の関係がなく、非常に広大な地域にわたって分布する場合である。これは、造山運動に伴って地殻内部の温度や圧力が大規模に変化し、そのため広い範囲に変成岩が生成したもので、このような分布を示す変成岩を広域変成岩という。
 第三は、堆積(たいせき)岩や火山岩が非常に厚く堆積したため、下部のほうが地殻内部のやや高い温度の下に置かれ、その結果変成岩となったと考えられる場合である。このような変成岩も広い分布を示し、埋没変成岩とよばれる。[橋本光男・村田明広]

化学組成

変成作用に際しては、岩石の化学組成は事実上変化しない。したがって、変成岩の化学組成は、火成岩や堆積岩のそれと基本的には同じで、次のようなものがある。
(1)泥質変成岩 泥岩や頁(けつ)岩はアルミナAl2O3やカリK2Oに富み、石灰CaOやマグネシアMgO(酸化マグネシウム)に乏しい。そのため変成岩になった場合、白雲母(しろうんも)、紅柱(こうちゅう)石、藍晶(らんしょう)石、珪線(けいせん)石などのように、アルミナに富む鉱物を生ずる。
(2)砂質変成岩、石英長石質変成岩 砂岩の多くは石英や長石に富む。したがって、シリカSiO2(二酸化ケイ素)に富む一方、鉄FeOやマグネシアに乏しい。酸性火成岩も化学的には似たような特徴をもつ。
(3)塩基性変成岩 玄武岩や安山岩はシリカに乏しく、鉄、マグネシア、石灰に富む。このような組成の岩石が変成作用を受けると、角閃(かくせん)石族の鉱物や緑簾(りょくれん)石、緑泥石などを生ずる。
(4)石灰質変成岩 石灰岩の炭酸カルシウムCaCO3は変成作用によって、ほとんどつねに方解石になる。しかし、石灰岩がそれ以外の成分を含むときには、変成作用の結果、緑簾石、カルシウムざくろ石、透輝石、珪灰石など、多様な鉱物を生ずる。
(5)珪質変成岩 チャートのようにシリカに著しく富む岩石が変成作用を受けると、ほとんど石英からなる変成岩が生ずる。石英片岩はこの種の変成岩である。
(6)苦土質変成岩 橄欖(かんらん)岩や蛇紋岩はマグネシアに富み、他の成分に乏しい。これらから導かれた変成岩は、緑泥石、直閃石、透閃石などを含む。[橋本光男・村田明広]

組織

変成作用は、岩石が固体の状態を保ったままでおこる。また、変成作用に際しては、しばしば強い変形作用が岩石に加わる。これらの結果、変成岩のあるものには、もとの火成岩や堆積岩の組織が保持され、一方、あるものには、火成岩にも堆積岩にもみられない、変成岩特有の組織が生ずる。それには次のようなものがある。
(1)片理(へんり) ある種の変成岩では、多量に含まれる雲母や緑泥石などの鱗片(りんぺん)状鉱物(板状鉱物)が、底面を平行にして配列しており、そのため岩石には平行な板状に割れやすい性質が生ずる。これを片理という。片理は比較的低温で生成した広域変成岩によくみられるが、接触変成岩にも珍しくはない。
(2)縞状(しまじょう)構造 変成岩のなかで、鉱物組成の異なった部分が縞のように繰り返し重なった構造をもつものがある。これも片理と同じく広域変成岩に多い。片理と縞状構造とは伴って現れることが多いが、片理があって縞状構造のない場合も、その逆の場合も、ともにまれではない。縞状構造はあっても片理の弱い岩石は、かならずしも平行に割れない。
(3)塊状(かいじょう)構造 変成作用に際して、岩石の変形を伴わない場合には、方向性の著しい構造は生じないで、いわば無方向性の組織をもった変成岩ができる。このようなものを塊状(マッシブ)であるという。接触変成岩によくみられる。
(4)斑状(はんじょう)変晶 変成岩のなかで、ある少数の種類の鉱物だけが、他のものに比べて著しく大きく成長し、火成岩の斑晶のようにみえることがある。このようなものを斑状変晶という。ざくろ石、菫青(きんせい)石、紅柱石、曹長(そうちょう)石などは斑状変晶になりやすい。[橋本光男・村田明広]

種類

変成岩の性質は、原岩の化学組成と変成作用の条件とによって支配される。同じ原岩でも、異なった条件の下では、異なった変成岩になり、同じ条件下でも、化学組成の異なるものは異なった鉱物組成をもつ。以下にいくつかのおもな変成岩の種類をあげる。
(1)スレート(粘板岩)、千枚岩 きわめて細粒でスレート劈開(へきかい)から弱い片理をもつ岩石。 これらは泥質堆積岩が比較的低い温度で広域変成作用を受けたもの。スレートは堆積岩に含める人も多いが、それは人々の関心のあり方によるのであって、変成岩か堆積岩のどちらかに決めてしまう必要はない。
(2)黒色片岩 泥質堆積岩の変成再結晶作用がもうすこし進むと、片理も縞状構造もよく発達した岩石が生ずる。この岩石は白雲母や緑泥石に富むが、石墨(せきぼく)あるいはもうすこし結晶度の低い炭素質を含むため、一般には黒色にみえるので、黒色片岩とよばれる。
(3)雲母片岩 温度がさらに高い場合には、緑泥石にかわって黒(くろ)雲母が生じ、それと白雲母で特徴づけられる変成岩になる。これを雲母片岩という。
(4)緑色片岩 塩基性の火成岩や火山砕屑(さいせつ)岩が、比較的低い温度で広域変成作用を受けると、緑泥石、緑簾石、アクチノ閃石など、緑色の鉱物で特徴づけられる片理の強い変成岩ができる。これが緑色片岩である。温度に対して圧力が高い場合には、緑色片岩に藍閃(らんせん)石、ローソン石などの高圧鉱物が生じ、藍閃片岩になる。なお、黒色片岩、雲母片岩、緑色片岩などを総称して結晶片岩という。
(5)角閃岩 塩基性の火成岩が、やや高い温度で変成作用を受けると、斜長石と普通角閃石を主成分とする角閃岩ができる。この二つの鉱物のほかに、主成分として緑簾石をも含むものがあり、緑簾石角閃岩とよばれる。角閃岩は広域変成作用によっても、接触変成作用によってもできるが、後者の場合には片理も縞状構造も顕著でない、塊状の角閃岩を生ずる。石灰質の堆積岩と泥質の堆積岩とが互いに接しているとき、その境界部に両者の反応によって、同じように斜長石と普通角閃石を主成分とする角閃岩様の岩石ができることがある。高圧の条件下では、角閃岩にざくろ石を生ずることがあり、ざくろ石角閃岩とよばれる。
(6)片麻(へんま)岩 泥質や砂質の堆積岩が、角閃岩程度の変成条件下で再結晶すると、片理は弱いが縞状構造の顕著なやや粗粒の岩石を生ずる。これが片麻岩であり、石英、長石、雲母を主成分とする、花崗(かこう)岩に近い組成をもつ。もっとも、片麻岩は花崗岩よりはアルミナや鉄に富むのが普通で、そのためしばしば、菫青石、ざくろ石、珪線石などを含む。花崗岩などの深成岩が、広域変成作用を受けた結果、黒雲母や普通角閃石が粗い平行配列をとり、片麻岩に似た構造を示すようになったものを花崗片麻岩ということがある。
(7)グラニュライト 変成作用の温度が非常に高くなると、雲母や角閃石などの含水鉱物はすべて不安定となって分解し、輝石、ざくろ石、長石、石英などの無水鉱物のみからなる粗粒の変成岩ができる。このようなものを一般的にグラニュライトという。グラニュライトには縞状構造はあるが、片理はほとんどない。また、グラニュライトでは石英や長石が褐色あるいは暗青色に色づいて、そのため石英長石質のものでも、暗い色彩を呈することが多い。なお、含水鉱物をまったく含まないグラニュライトは、先カンブリア時代の岩石からなる楯状地(たてじょうち)にほとんど限られて産出する。
(8)エクロジャイト 玄武岩質の岩石が、きわめて高い圧力と温度の下で変成作用を受けたものと思われる変成岩で、ざくろ石と単斜輝石のみからなる比較的粗粒の岩石である。長石を含まない。ざくろ石はマグネシウムに富み、輝石はナトリウムに富むのが典型的であるが、マグネシウムに乏しく鉄に富むざくろ石や、ナトリウムに乏しくカルシウムに富む輝石からなるものもある。片理も縞状構造もほとんどない。比重がきわめて大きいことも特徴の一つ。高圧低温変成帯中にブロック状をなして産したり、キンバレー岩中の包有岩片としてもみいだされ、また片麻岩地帯にもレンズ状岩体として産することがある。
(9)ホルンフェルス 接触変成作用によって生成する、片理のない塊状組織で緻密(ちみつ)な岩石。黒雲母をもっとも普遍的な主成分として含むほか、岩石の組成や変成作用の温度の高低によって、紅柱石、菫青石、斜方輝石、珪線石、コランダムなどを伴う。塩基性火成岩が接触変成作用を受けると、角閃岩と同じように、斜長石と普通角閃石を主成分とするホルンフェルスを生ずる。これは角閃岩の一種だが、ホルンブレンド・ホルンフェルスとよばれる。
(10)大理石およびスカルン 石灰岩が接触変成作用を受けると、ほとんど方解石のみからなる純白粗粒の美しい岩石ができる。これを大理石あるいは晶質(結晶質)石灰岩という。なお、石材名として使われる大理石には、非変成の石灰岩も含まれるので、注意を要する。石灰岩に若干の泥質堆積物が混入していたり、また貫入火成岩から物質が注入されたりする場合には、カルシウムで特徴づけられるいろいろな珪酸塩鉱物からなる特殊な岩石ができる。それは、緑簾石、透輝石、カルシウムざくろ石、珪灰石、灰長石などからなるもので、スカルンという。スカルンは角閃岩中のレンズ状岩体や、高温交代鉱床の母岩として産する。
(11)パイロ変成岩 火山の溶岩に取り込まれた捕獲岩片は、溶岩の非常に高い温度とほとんど1気圧という低い圧力とのために、普通の変成岩にはみられないような高温低圧で安定な鉱物を含むことがある。たとえば、鱗珪(りんけい)石やムル石、スピネルなどである。このような岩石をパイロ変成岩という。パイロpyroとは高温という意味である。極端な場合には、岩石は一部融解してガラス状となり、その中に溶け残った鉱物が浮遊した組織を示すようになる。
 以上のうち、スレート、千枚岩、結晶片岩などは比較的低い温度(200~300℃)の下で生成した変成岩であり、角閃岩、片麻岩の生成温度はもっと高い(400~600℃)。さらに高い温度(700℃以上)ではグラニュライトができる。エクロジャイトは高い圧力(1万気圧以上)の下で生成し、ホルンフェルスやさらにパイロ変成岩は低い圧力と、変形作用の働かない条件下でつくられる。[橋本光男・村田明広]

マイロナイト

地下深部における断層運動では、延性変形によって細粒で緻密な岩石が形成される。これをマイロナイトという。圧砕岩、ミロナイトとよばれることもある。一般的には断層岩として扱われるが、地下深部の高温下で形成され、かならず変成作用を伴うので、変成岩の一種と考えることができる。マイロナイト中には、剪断(せんだん)面に平行な面構造、剪断方向に平行な線構造が認められる。マイロナイトが形成されるとき、石英などの鉱物は、再結晶し多結晶化して細粒な岩石となるが、長石などの一部は、細粒化を免れて大きな斑晶状の粒子(ポーフィロクラスト)として残っていることがある。このような粒子には、剪断に伴う粒子の回転等が認められることがある。[橋本光男・村田明広]

ミグマタイト

先カンブリア時代の楯状地などで、花崗岩と片麻岩が接して分布している地域では、しばしば両者が混合した部分が観察される。すなわち、片麻岩の中に花崗岩質の細脈がいろいろな形で入り込んだり、花崗岩の中に変成岩の大小の塊が取り込まれて、浮遊したようになり、全体として不均質な状態となっている。このような不均質なものをミグマタイトという。ミグマタイトはしたがって、岩石の種類というよりは、産出状態をいうことばである。混成岩ということもあるが、それも岩石の種類ではない。[橋本光男・村田明広]

衝撃変成岩

隕石(いんせき)が地表に衝突するときには、きわめて短時間の間に非常に高い温度と圧力とが実現し、そのため衝突された岩石には、地殻内では実現しないような条件でできる鉱物が出現する。そのような鉱物の生じた岩石を衝撃変成岩といい、これらは隕石孔の周囲にみいだされる。鉱物としては、地下100キロメートル以上の深さに相当する圧力で生じるコース石やスティショバイトなどのシリカの高圧相や、ルシャテリー石のような無定形シリカガラスなどが知られている。[橋本光男・村田明広]
『都城秋穂著『変成岩と変成帯』(1966・岩波書店) ▽橋本光男著『日本の変成岩』(1987・岩波書店) ▽都城秋穂著『変成作用』(1994・岩波書店) ▽平朝彦・徐垣・鹿園直建・広井美邦・木村学著『岩波講座地球惑星科学9 地殻の進化』(1997・岩波書店) ▽坂野昇平・鳥海光弘・小畑正明・西山忠男著『岩石形成のダイナミクス』(2000・東京大学出版会)』

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世界大百科事典内の変成岩の言及

【岩石】より

…岩石はこの点で,均質で一定(あるいは一定の範囲)の化学組成を有する鉱物と明瞭に区別される。 岩石はその成因によって,火成岩,堆積岩,変成岩の3種に大別される。この区別は1862年にコッタB.von Cottaによって提唱されたもので,現在でも普通に用いられている。…

【深成岩】より

…したがってその成因については不確かな点が多い。また,深成岩はしばしば変成岩と密接に伴っており,両者を明確に区別することができない場合がある。そのような場合には両者を合わせて深成岩と呼ぶことがある。…

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