地球の地殻深部で起こるダイナミックな変化の一つに「変成作用」があります。その中でも、比較的低温かつ中程度の圧力条件下で形成される緑色片岩は、その名の通り鮮やかな緑色の鉱物を多く含み、地質学的に重要な情報を保持している岩石です。主に玄武岩や斑れい岩などの苦味質岩が、地殻変動に伴う熱と圧力にさらされることで生まれ出します。
Key Facts
- 形成条件： 温度300～450°C、圧力2～10キロバールの環境で生成される。
- 特徴的な色： クロライト（緑泥石）、エピドート（緑簾石）、アクチノライト（陽起石）などの緑色鉱物による。
- 構造的特徴： 鉱物が一定方向に並ぶことで、薄く剥がれやすい「片理（へんり）」を持つ。
- 原岩： 主に玄武岩や斑れい岩などの苦味質火山岩・深成岩から変化する。
- 歴史的利用： 先史時代から斧や装飾品、舗装材として世界各地で利用されてきた。
緑色片岩の定義と物理的性質
緑色片岩とは、地域変成作用によって形成された変成岩の一種です。最大の特徴は、岩石全体に広がる緑色の鉱物組成と、片理（Schistosity）と呼ばれる層状の構造にあります。片理とは、変成過程で板状の鉱物が一定方向に配向することで生じる性質で、これにより岩石は5～10ミリメートル以下の薄い破片や板状に割れやすくなります。
主な構成鉱物には、緑色を呈するクロライト、エピドート、アクチノライトのほか、雲母の一種である白雲母や石英、正長石、滑石などが含まれます。結晶のサイズは一般的に小さく、針状や扁平な形状の結晶が密集した組織を形成しています。
なお、現場での観察において、同様の緑色鉱物を含みながらも片理を持たない塊状の岩石は「グリーンストーン（greenstone）」と呼ばれます。ヨーロッパでは、特にこのような岩石を「プラシナイト（prasinite）」と呼称することがあります。
緑色片岩相（Greenschist Facies）のメカニズム
地質学において、特定の温度と圧力の組み合わせで形成される鉱物組合せを「相（facies）」と呼びます。緑色片岩相は、低温から中圧の条件下で玄武岩が変成した際に現れる相であり、典型的には地下8～50kmの深さ、温度400～500°C程度の環境で成立します。
この変成プロセスは、バロビアン系列（Barrovian Sequence）や阿武隈系列（Abukuma Facies Series）などの変成帯で見られます。さらに埋没が進み、温度と圧力が上昇すると、緑色片岩は角閃岩相（Amphibolite facies）を経て、最終的に顆粒岩相（Granulite facies）へと移行します。一方で、極めて高い圧力下ではエクロジャイトへと変化し、接触変成作用のような低圧環境ではアルバイト・エピドート角岩（Hornfels）となります。
原岩による鉱物組合せの変化
緑色片岩相における最終的な鉱物組成は、もともとの岩石（原岩）の種類によって異なります。
| 原岩の種類 | 主要な構成鉱物 |
|---|---|
| 玄武岩（Basalt） | クロライト、アクチノライト、アルバイト（±エピドート） |
| 超苦味質岩（Ultramafic） | クロライト、サーペンティン（±滑石、トレモライト、ディオプサイド、ブルサイト） |
| 泥質岩（Pelites） | 石英、アルバイト、K-長石、クロライト、白雲母、ざくろ石、パイロフィライト（±石墨） |
| カルシウム珪酸塩岩（Calc-silicates） | 方解石、ドロマイト、石英、雲母類、スカポライト、ウォラストナイトなど |
このような変成作用を受けた岩石は、太古代の地塊（クラトン）にあるグリーンストーンベルトに多く見られ、オーストラリアやカナダ、ナミビアなどでは多様な鉱床の母岩となっていることが知られています。
人類による歴史的な利用
その耐久性と加工性から、緑色片岩は古くから実用品や工芸品に利用されてきました。例えば、紀元前1650年から1600年頃のミノア文明（クレタ島）では、街路や中庭の舗装材として緑色片岩や青色片岩が使用されていました。
また、ヨーロッパ各地では石斧の材料として重宝され、イギリスのグレート・ラングデールなどが主要な産地であったと考えられています。北米大陸においても、先史時代のネイティブアメリカンが斧や装飾品を製作するためにクロライト片岩を利用していました。特にホープウェル文化の交易ネットワークを通じて、数千キロメートルにわたって運ばれた記録が残っています。その後のミシシッピ文化時代には、アラバマ州のヒラビー層から産出される緑色片岩の生産と流通を、マウンドビルという政治集団が管理していたことが示唆されています。
Frequently Asked Questions
緑色片岩とグリーンストーンの違いは何ですか？
最大の違いは「片理（層状の構造）」の有無です。緑色片岩は変成作用によって鉱物が並び、薄く剥がれる性質を持ちますが、グリーンストーンは片理を持たない塊状の苦味質火山岩を指す広義の用語です。
なぜ緑色に見えるのですか？
クロライト（緑泥石）、エピドート（緑簾石）、アクチノライト（陽起石）といった、緑色の色調を持つ鉱物が豊富に含まれているためです。
どのような環境で形成されますか？
一般的に温度300～450°C、圧力2～10キロバールという、地域変成作用の中でも比較的低温・中圧の条件下で形成されます。
原岩にはどのような岩石が使われますか？
主に玄武岩や斑れい岩などの、ナトリウムに富む斜長石を含む苦味質岩が原岩となります。
緑色片岩はどのように変化しますか？
さらに深い場所へ埋没し、温度と圧力が上昇すると、角閃岩相や顆粒岩相へと変化します。また、非常に高い圧力下ではエクロジャイトへと変貌します。
References
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