マグマが周囲の岩へ入り込むと、その熱によって近くの岩が変化することがあります。接触変成です。周囲の岩が全て溶けてマグマになることとは違い、固体のまま鉱物の組み合わせや組織が変わる場合を扱います。岩脈の新旧を調べる問題から一歩進み、境界の両側で何が起きたかを読みます。
冷えてできた岩と熱で変わった岩
マグマ自身が冷えて固まった部分は火成岩です。その隣で、もともとあった岩が熱などによって変わった部分は変成岩として考えます。二つが近くにあっても、同じ材料が同じ過程でできたとは限りません。境界線を描き、内側のマグマ由来の岩と、外側の変化した岩を色分けすると区別できます。
石灰岩が変成して大理石になることがあります。このとき石灰岩が完全に溶け、溶岩として流れて固まったという説明ではありません。結晶が再び組み直されるなどの変化を考えます。見た目の結晶が大きいという一つの特徴だけから、必ず深成岩と決めてはいけません。
距離と変化の程度
熱源に近いほど高温になりやすいという考えは手掛かりになりますが、距離だけで全ての変化を決めることはできません。もとの岩の成分、マグマの大きさや温度、熱が続いた時間、水などの流体の働きも関係します。同じ距離でも元の岩石が違えば、現れる鉱物は同じとは限りません。
入試の模型では、ある範囲にだけ特徴的な変化が見られたという断面を与えることがあります。そのときは図の尺度で幅を読みます。変成した帯の外に何も起きなかったと厳密に断定するのではなく、資料が使っている観察基準で変化が確認された範囲として説明します。
例題1 帯の幅を読む
縮尺1万分の1の断面図で、マグマが固まった岩体の境界から、変成が確認された外側の端までが図上で3mmでした。実際の幅は何mですか。図の横方向の縮尺は一定とします。
答え・解説： 3mm×10000＝30000mmで、30mです。図の3mmを3cmと読んだり、mmからmへの変換を飛ばしたりしないようにします。岩体の中心からの距離ではなく、境界から外側の端までという指定も確認します。
例題2 両側の帯を含む長さ
一直線に測った資料で、岩体の幅は80m、左側の変成帯は30m、右側は20mでした。岩体と両側の帯を合わせた長さを求めなさい。また左右の帯が違うため、この岩体による熱の影響ではないと断定できますか。
答え・解説： 合計は130mです。左右の幅が異なることだけで熱の影響を否定することはできません。もとの岩の性質や熱の伝わり方が左右で違う可能性があるからです。左右対称になるという条件が問題にないなら、図を勝手に対称へ直してはいけません。
前後関係は別の根拠で確かめる
岩体に接して周囲が変成していることは、その岩体が熱源となった説明を支える材料になります。ただし、一つの岩が後から複数回の変化を受ける場合もあります。切った・切られた関係、鉱物の分布、境界での変化などを組み合わせて出来事の順序を考えます。
「変成岩だから一番古い」と決めることもできません。元の岩ができた時刻と、その岩が変成を受けた時刻は異なります。同じ岩について二つの出来事があるので、年表に二つの印を置くと混乱しにくくなります。材料の形成と後の変化を一つの日付へ押し込まないようにします。
岩の名前だけでなく構造を見る
標本が大理石と書かれていても、写真から元の石灰岩の堆積環境まで全て分かるとは限りません。再結晶によって元の構造が分かりにくくなることもあります。化石が見えないことを、最初から生物と無関係だった証拠にするのは慎重であるべきです。残る証拠と失われた情報を分けます。
変成の図を説明するときは、マグマが入った、熱が周囲へ伝わった、周囲の岩が固体のまま変わった、という順序で書きます。その後にマグマ自身が冷えてできた岩を加えると、二種類の岩の成因が整理できます。岩石名の暗記だけでなく、どの部分がどの過程を経たかを読み取る練習に使いましょう。
変化した時刻と材料ができた時刻
石灰岩がまず堆積し、その後にマグマが入り、周囲が変成した断面を考えます。石灰岩の材料ができた出来事と、大理石へ変わった出来事は二つあります。「大理石はマグマより古いか」とだけ聞くと、元の材料の形成と変成の時刻を混同しやすくなります。何の出来事を比べるかを言葉にしてから順序を答えます。
マグマ由来の岩体の幅を測る矢印は、両側の接触面を結びます。変成帯まで含めた全幅の矢印は、そのさらに外側の端どうしを結びます。図の同じ横線上に複数の数値があるとき、八十メートルに三十と二十を足すのか、すでに含まれた長さを重ねて足してしまうのかを確認します。矢印の始点と終点を色で対応させると二重計上を防げます。
露頭の表面で見える幅が、岩体の真の厚さと同じとは限りません。斜めに切られた面では広く見える場合があるからです。入試の断面図が指定した測線に沿う長さを問うなら、その線の縮尺で計算します。三次元の厚さまで判断するには、傾きなどの追加情報が必要になります。
熱の影響が弱い側に変成が見られなかったという記録でも、調査の間隔が粗ければ狭い帯を見落とす可能性があります。何メートルごとに岩を採ったか、どの鉱物を指標にしたかで確認できる範囲が変わります。観察された帯の端を絶対的に変化ゼロの境界と考えず、資料の判定基準に従った範囲として読むと、地質資料の説明に無理がなくなります。
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