対になった変成帯

対をなす変成帯は、対照的な変成鉱物の組み合わせを示す平行な線状岩石単位のセットです。これらの対をなす帯は、沈み込みが活発な収束型プレート境界に沿って発達します。各対は、低温高圧の変成鉱物の組み合わせを持つ帯と、高温低圧の変成鉱物の組み合わせを持つ帯で構成されています。^[1]

対をなす変成帯の概念は、もともと1961年に日本の地質学者宮代明保によって理論化されました。変成帯の平行な配置と各帯の年代が近いことから、宮代は変成帯が対になって一緒に形成されたという考えに至りました。1960年代後半にプレートテクトニクスのパラダイムが導入されたことで、地域変成作用に対する理解が深まり、対をなす変成帯と沈み込み帯との関連が可能になりました。^[1]

沈み込み帯に沿った地球の岩石圏の非対称な変形は、2つの異なる熱環境を生み出します。これらの2つの異なる熱条件は、沈み込み帯の傾向と平行しています。低温、高圧条件は海溝に沿った領域で生成され、高温、低圧条件は弧領域の下で生成されます。^[2]

より冷たい海溝からより暖かい島弧地域まで、正の温度勾配が視覚化されています。これら 2 つの地域内の温度と気圧条件は、異なるタイプの変成作用と鉱物の組み合わせを通じて記録され、保存されています。

変成鉱物の安定フィールドの制約に関する詳細な研究により、過去の地域の温度および気圧条件を正確に推測できるようになります。

• 低温高圧条件は、青色片岩相とエクロジャイト相によって特徴付けられます。一般的な鉱物には、ローソン石、ガーネット、藍閃石、コーサイト、パンペリー石、赤鉄鉱などがあります。このような鉱物の組み合わせは、2.5〜3.5 GPaの圧力で500〜800℃の温度を示します。^[3]
• 高温低圧条件は、グラニュライト相と両閃岩相によって特徴付けられる。一般的な鉱物には、珪線石、石英、菫青石、斜方輝石などがある。このような鉱物の組み合わせは、0.5～1.3GPaの圧力で1000℃に達する温度を示す。^[3]

変成帯は、海溝では圧力比（dT/dP）に対する温度が低いことと、島弧では圧力比（dT/dP）に対する温度が高いことによる熱擾乱の結果です。対変成帯は、沈み込んだより冷たい地殻岩石が深部まで運ばれ、変成し、その後露出して生成します。^[1]しかし、沈み込みが止まった後、比較的速やかに岩石ユニットが露出しないと、岩石ユニットは標準的な地熱勾配に再平衡し、地質学的記録は失われます。

対変成帯は、過去のさまざまな時点での沈み込みの方向とプレートの相対的な動きを推測することを可能にします。たとえば、東日本の領家/三波川対変成帯は、北西沈み込み方向を示す変成シーケンスを示しています。一方、日本西海岸の日高/神居古対変成帯は反対の方向を示しており、異なる沈み込み方向を示しています。^[2]さらに、対変成帯の年代測定により、現在の構造的沈み込みメカニズム（非対称沈み込み）の起源を推測することができます。^[4]

近年、プレート収束境界に沿ったプロセスに関する知識が深まったことで、この単純化されたモデルに対する懐疑論が生まれている。観測によると、収束境界は典型的には斜めの動きを見せる。このような観測結果は、変成帯が同じ沈み込み縁辺部の異なるセクターで形成され、その後並置された可能性があることを示している。 ^{[1]さらに、メカニズムとして沈み込み帯に沿った}異地性地形の付加が懐疑論を助長している。対照的な変成岩群集は遠隔環境から生成された可能性がある。^[2]さらに、ほとんどの変成帯が単一の地熱勾配の産物ではないという認識は、より複雑なメカニズムを示唆している。^[2]