第45回雲南懇話会

2018年7月7日

ネパール、カリガンダキ河流域の地形と地質から見たヒマラヤ山脈形成史
京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻
名誉教授 酒井 治孝
Tibetan Tethys sediments
テチス堆積帯Higher Himalayan
Crystallines（高ヒマラヤ変成岩類）

MCTzoneLesser Himalayan sediments(レッサーヒマラヤ堆積帯)

カリガンダキ河GorepaniからダウラギリⅠ峰(8167 m)を望む

中央〜西ネパールの衛星画像
大陸縫合帯
カトマンズ盆地

テチス堆積帯高ヒマラヤ変成帯

ポカラ

レッサーヒマラヤ堆積帯
シワリーク丘陵（氾濫原の河川堆積物）
ガンジス平原2

ヒマラヤ山脈の地形・地質区分
地形区分

高ヒマラヤ
レッサーヒマラヤ

トランスヒマラヤ(チベットの前縁山地)

シワリク丘陵relict of oceanic plate

ITSZ

TibetGreat Himalayas

Lhasa

MCT
MBTSTDS
地質区分

MBT

MCT STDS ITSZ↓
Indian plateITSZ: インダス-ツァンポー縫合帯
STD： 南チベットデタッチメント
MCT: 主中央衝上断層
MBT: 主境界衝上断層

シワリク層群 (ピーナッツ)

オフィオライト（海洋プレート起源；海苔）
テチス堆積物(ハム)レッサーヒマラヤ堆積物 変成岩と花崗岩(とろけるチーズ)

3「ヒマラヤの自然誌」より

ヒマラヤ山脈（上）とネパール（下）の地質概略と地質構造区分
ヒマラヤ弧：
東西 2400 km
南北幅150〜250 km

インドモンスーン
亜熱帯〜暖温帯の気候帯
北緯30°
屋久島と奄美大島の間

www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/English/Himeng.pdf

STD
SDT: South Tibetan Detachment

4つの地質帯テチス堆積帯高ヒマラヤ変成帯
レッサーヒマラヤ
堆積帯

シワリーク堆積帯
4(Sakai, 2013a)

古生代の地層

１万mに達するテチス堆積物の地層の積み重なり（酒井，1988より）中生代の地層5

北方に20〜30° 単調に緩傾斜した高ヒマラヤ変成岩類のスラブ

2016年11月22日撮影
アンナプルナ西壁 6

高ヒマラヤ変成岩類

藍晶石-ガーネット片麻岩

MCT zone中のs-cマイロナイト化した黒雲母片岩
剪断変形したガーネットを含む(チョモロン村)

高温下で融け始めたミグマタイト質片麻岩

7
角閃石黒雲母片岩レッサ－ヒマラヤの原生界（19〜16億年前の地層）の層序
Kali Gandaki 累層群・・・非変成

Nawakot Complex・・・弱変成（中央ネパール西部，タンセン地域）（中央ネパール，カトマンズ地域）（Stocklin，1980）（Sakai，1985）8

レッサーヒマラヤを流れる穿入蛇行河川、カリガンダキ河。 遠くアンアプルナを望む

レッサーヒマラヤはインド亜大陸の延長
砂漠の砂を同心円状に囲んだ魚卵石（約17億年前）
ドロマイト質ストロマトライト9

バイモーダルな粒径分布を示す原生代の砂漠起源の砂岩
orthoquartzite（正珪岩）

10レッサーヒマラヤ上半部のタンセン層群の層序と岩相（Sakai, 1983）11

高ヒマラヤの誕生：MCTに沿う変成帯の上昇による2200〜1600万年前に急激な上昇（地下約 40 kmから数 kmへ）

● 急激な上昇によって、変成帯の上に載っていたテチス堆積物は北方に重力滑動● 変成帯は地表に露出後も上昇を続け、レッサーヒマラヤを被覆し、ナップを形成

優白色花崗岩変成岩ナップシワリク層群

レッサーヒマラヤの堆積物

ヒマラヤの変成帯

12

逆転変成作用の原因： 中圧型変成岩の急激な上昇（22〜16Ma）により下盤が焼かれ、変成度の逆転が発生
ホットアイロンモデル
高温の変成帯等地温線 500℃
800℃

低温の堆積帯(Le Fort, 1975)

MCTの直上では温度低下、直下では温度が急激に上昇

ガーネットの雪だるま組織，MCTzone（高温剪断帯）
13

急激に上昇した証拠：アンナプルナ-マナスル南斜面に記録された逆転変成作用：標高の低いところが温度・圧力が低く、標高の高いところが温度・圧力が高く、変成度が逆転(在田,141988)

花崗岩が変成帯とテチス堆積物の境界に沿ってへい入（側方に延長約90km）
変成岩の一部が融解，上昇・集積して花崗岩体を形成（25〜16Ma）

花崗岩

テチス堆積物
変成帯

レッサーヒマラヤ堆積物
アンナプルナマナスル地域

ヌプツェとローツェの南壁に露出した花崗岩体（7879m）

Guillot & Le Fort (1995)
部分融解してミグマタイト化した片麻岩と花崗岩岩脈
ナムチェバザール南方（8511m）

ミルメカイト
変成帯最上部

花崗岩体
部分融解した変成岩（ミグマタイト）15ヒマラヤの急激な上昇に伴い変成岩の上に載っていたテチス堆積物は、滑り落ち、巨大な横臥褶曲群が形成された
花崗岩メルトと揮発性のガスが摩擦抵抗を減少➡ テーブルクロスが滑り落ちるように北方に滑動
巨大な横臥褶曲軸が横たわるニルギリ (7061 m)の西壁

食材で造ったヒマラヤの横臥褶曲（「ヒマラヤの自然誌」より）

右：横臥褶曲した化石に富む
ジュラ紀の石灰岩層，馬に注意（ジョムソン）16

標高5400~5900mから植物化石を産するシシャパンマ
前衛峰との間の急崖はデタッチメントによる
Mt. Shisha Pangma (8012 m)

中央ヒマラヤと南チベットの地質構造区分

Yepokangra Group

Geotectonic outline of Central Himalayas and South Tibet

レッサーヒマラヤは広く変成岩ナップに覆われている17

中央ヒマラヤからチベット高原の活断層(Nakata, 1989 )西ネパールを南北に走るタコーラ地溝
チベットとインドを結ぶ塩の道

18ヒマラヤの8000m峰を切るタコーラ地溝を充填する堆積物
Tetang 層 河川・湖成堆積物 11〜9.6Ma
Thakkhola 層 扇状地〜河川堆積物<7Ma
Ma:100万年前

Terraces and fans
Thakkhola Fm
Tetang Fm
Tethys seds
Mesozoic
Tethys seds
Paleozoic8172m

7223m
8091m

(modified from Colchen, 1999)

Metamorphic rocks
Miocene granite

ヒマラヤを南北に切る地溝形成のメカニズム

最も古い地溝堆積物は〜1100万年前

標高による地震のメカニズムの違い

標高4000mを超えるヒマラヤでは、その自重による鉛直応力が水平圧縮応力より大きくなり、東西引っ張りの場となり地溝が形成されている。

⬇
最も古い地溝充填堆積物は、約1100万年前⬇
その頃、ヒマラヤは少なくとも4000〜6000mの標高に達していた20

いつ、どのように、ヒマラヤの前縁山地は上昇したのか？
ヒマラヤの河川の流路は前縁山地の北方で北→南から東⇄西方向に屈曲する

21

Geology of basin-fill sediments
in Kathmandu Valley
カトマンズ盆地：琵琶湖の2/3
北部は湖成デルタ
中央部は湖成粘土層
南部は扇状地礫・デルタ

Paleo-Kathmandu Lakedrilling project (2000〜)
層厚200mの湖成粘土層のコアの分析から過去100万年の気候とテクトニクスの変動史を復原
LD
RB

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南側の山地から網状河川によって供給された礫層が急崖を構成する➡ダムの成長厚い湖成層の堆積

カトマンズに出現した
約100万年前の湖成層堰き止め湖を形成した
南からの地滑り堆積物

Sakai et al., 2006
23

ヒマラヤの前縁山地マハバーラトが100万年前以降急激に上昇、北方に供給された土砂により堰止湖、古カトマンズ湖が誕生

Sakai et al., 242006

約100万年前に前縁山地の北斜面で扇状地礫層が堆積開始、それと同時に、シワリーク盆地の巨礫層が堆積開始⬇

約250万年前にプレート境界断層がMBTからMDTにジャンプ,さらに約100万年前にMDTから MFT(HFT)にジャンプ⬇
新たなプレート境界断層に沿う沈み込みによるクサビ効果で隆起開始(一種の付加体)(Sakai et al., 2006)25参考となる総説「ヒマラヤのテクトニクス」
地質学雑誌 123巻、6号、酒井治孝ほか（2017）「衝突山脈ヒマラヤのテクトニクス： 最近の進歩と新しいシナリオ」
岩波科学、85巻、10号、956-962、酒井治孝（2015）「ヒマラヤ山脈とチベット高原の上昇プロセス---モンスーンシステムの誕生と変動という視点から---」 地質学雑誌 111巻、11号、701-716、酒井治孝（2005）「エベレスト直下のデタッチメント断層とそのヒマラヤ造山運動におけるテクトニックな意義」 地質学雑誌、103巻、3号、240−252、酒井治孝（1997）「モンスーン気候はいつ始まったのか？---その地質学的証拠---」地学雑誌、106巻、2号、131-144、酒井治孝（1997）「ヒマラヤ山脈の形成 I---大陸衝突型造山帯のテクトニクス---」
岩波科学、58巻、8号、494-508、酒井治孝・本多了（1988）「ヒマラヤ山脈の形成 II---大陸衝突型造山運動のメカニズム---」
岩波科学、58巻、9号、570-583、本多了・酒井治孝（1988）
26

ネパールでの教育支援活動

奨学金の授与トリブバン大学地質学教室（上）マッシャム10+2の卒業生で大学在籍中の女子学生に授与（下）地震により倒壊した学校再建基金を集めるために2015年
12月本を出版（東海大学出版会）

内装が未完成の校舎で真剣に授業を受けている高校生（上）校舎で宿泊しながら地質学の野外実習中の学生達（下）27