済南華濱精密測定器株式会社
花崗岩の起源
公開日時:
2022-08-25
大陸の象徴的な岩石である花崗岩は、大陸の上部地殻の基盤を形成しており、その形成過程は通常、大陸の構造作用、変成作用、鉱床形成作用と密接に関連しています。地質科学がまだ発展途上であった18世紀以来、花崗岩の成因に関する問題は多くの議論の的となってきました。
大陸の象徴的な岩石である花崗岩は、大陸上部地殻の基盤を形成し、その生成過程は通常、大陸の構造作用、変成作用、成鉱作用と密接に関連しています。地質科学がまだ発展途上であった18世紀以来、花崗岩の成因問題は多くの議論の中心テーマでした。花崗岩成因に関する論争はGilluly（1948）、Pitcher（1993）、Young（2003）などの著作に見られますが、ここでは詳細に挙げません。特に、20世紀60年代にプレートテクトニクス理論が登場して以降、花崗岩成因に関する多くの説明はプレート理論の枠組みの中で再評価されています。多くの場合、認識は一致に向かっているように見えますが、実際の議論は依然として続いています。
ボーウェン（Bowen）（1914、1922、1948）の玄武岩マグマの結晶分化理論の誤りは、鉱物の結晶化順序とマグマ岩の基性から酸性への岩石系列を結びつけた点にあります。実験結果は、玄武岩マグマの結晶分化が最終的にごく少量の残留花崗質溶融体しか生み出さないことを示しており、これは野外に多数存在する花崗岩の事実と明らかに矛盾しています（Holmes、1926；Read、1957）。鉱物反応系列は実際には異なる組成のマグマシステムに適用可能です。言い換えれば、マグマシステムから最初に結晶化するのが必ずしも基性岩とは限らず、最後に形成されるのも必ずしも長英質（酸性）岩石とは限りません。なぜなら、溶融体から結晶化する岩石の性質は鉱物の結晶順序ではなく、溶融体の組成に依存するからです（Kennedy、1933）。Walton（1960）はボーウェンの認識について次のようにコメントしています。「ボーウェンの化学理論やそれを玄武質マグマの分離作用に適用することに誤りはなく、これは依然として岩石学の基本原理の一つです。しかし、火成論が単一のモデルに固執し、大部分の火成岩の進化が玄武岩マグマの地殻侵入、冷却、結晶化および分離によると考えるのはやや推測的です。同じ化学理論は他のモデルにも適用可能です。」
20世紀40年代（Gilluly、1948）にH. H. Readを代表とする「変成論者」とN. L. Bowenを代表とする「マグマ論者」との間で行われた議論は、その後、多くの学者が花崗岩のマグマ起源を支持することで終結しました。しかし、花崗岩体を構成するマグマはどこから来たのか？ボーウェンの言葉を借りれば、「Whence the granites?（花崗岩はどこから来たのか？）」です。
この問題に対する圧倒的な認識は、花崗岩は地殻中のさまざまな成分を持つ岩石が部分的に融解して固まったものであるということです。この見解は、花崗岩の起源に関する初期の二つの異なる説、すなわちマグマ論（花崗岩はマグマの結晶から成るとする説）と変成論（花崗岩はケイ素とアルミニウムに富む堆積岩が乾燥または含水条件下で花崗岩化作用により変質したものとする説）を融合したものです。花崗岩は地殻岩石の超変成（深部融解）作用の結果であると提唱されており、これは地殻の起源や化学的分化作用の研究に重要な意味を持ちます。なぜなら、それらは特定の時期の地殻の熱状態や原岩の組成に関連し、どれだけの花崗岩マグマが生成されるか、花崗岩形成時の温度や水の量とその起源、構造的背景やプレート作用の過程などに関わるからです。
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