フィッション・トラック

ニュースレター第 17 号

51-54 2004 年

丹沢トーナル岩体の (U-Th)/He 年代
山田国見*・田上高広*・K.A.Farley**(U-Th)/HeagesofTanzawatonalite
KunimiYamada*,TakahiroTagami* andK.A.Farley***

京都大学大学院理学研究科,GraduateSchoolofScience,KyotoUniv.

**

カリフォルニア工科大学地質学惑星科学教室,Div.Geological&PlanetarySciences,CIT.

まえがき

代に対しての測定誤差に関しては, (U-Th)/He(U-Th)/He 年代法はウラン, トリウム元素の年代のほうが小さくなることが期待される. ただ放射壊変に基づく年代測定法である. また娘核種

しアルファ粒子の運動エネルギーに起因する結晶として用いるヘリウム 4 の結晶内での拡散速度の大きさと形状からの年代に対する補正値が含むは比較的速く, これらの点でフィッション・トラ

測定誤差, 結晶内の親核種分布の不均一の可能性

ック法といくつかの共通点を持つ. また実際の実(とそれによる系統誤差), 親核種に関して系が閉験において, 結晶ひとつひとつの (U-Th)/He 法

じてから極めて若い (<˜500ka) 場合のウランとへの向き不向きを顕微鏡下で評価しなければならトリウムの非平衡に起因する系統誤差など, 絶対ない点も共通している. 一方で自発核分裂とアル年代としての信頼性は測定誤差に比べれば低いもファ壊変の定数の差から, 数 Ma といった若い年のにならざるを得ない. それでも注意深く扱うこ

図 1: 丹沢トーナル岩複合岩体 (Takita, 1974 に加筆). は本研究での資料採取地. い-へは図 2 の横軸に対応. 岩
層区分は 1. 堆積物, 2. 富士火山灰, 3. 地蔵平迸入岩類 (大又火砕岩除く), 4. 角閃石ひん岩, 5. 大又火砕岩, 6. 富士見型, 7. モミの木沢型, 8. 地蔵沢型, 9. 用木沢型, 10. 板小屋沢型, 11. 箱根沢型, 12. 畦ヶ丸型, 13. ユウシン型, 14. 熊木沢型, 15. 大滝沢型, 6-15. 丹沢トーナル岩複合岩体, 16. 丈象斑岩, 17. 斑れい岩類, 18. 変成岩類,
19. 丹沢層群, 都留層群, 20. 断層. なお, 記述されていないが"い"の地域はユウシン型丹沢トーナル岩複合岩体が露出する.

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とで従来得られなかった新しい知見を得ることも域の北向き鋭角構造とその外側の帯状構造の屈曲,可能であろう. ここでは現在研究中の丹沢トーナ

伊豆小笠原弧を乗せたフィリピン海プレートの運

ル岩体低温冷却史に関して, 主に (U-Th)/He 年

動方向, 断層解析等から丹沢層群は伊豆半島以前代に関連する事柄を述べる.に北上し本州に衝突した伊豆小笠原弧の火山島だ

なお, 本研究は日本学術振興会科学研究費補助と指摘されている (Niitsuma, 1982). 丹沢層群

金 (特別研究員奨励費) による研究成果の一部での南北にある浅海性堆積層の年代から, 丹沢トーある.

ナル岩体を含む源丹沢層群 (丹沢島) の本州弧への衝突は˜8 Ma, 伊豆島の衝突は 1-2 Ma とされ地質概略ている. このことから, 丹沢層群の冷却上昇過程

丹沢トーナル岩体は神奈川県丹沢山地の中心にを明らかにすることは島弧同士の衝突による付加位置する南北 5km, 東西 20km の複合深成岩体

体の変形・成長過程と地形の発達史の解明につなである (Takita, 1974: 図 1). 南部フォッサマグがる. 丹沢トーナル岩体に関するこれまでの年代

ナ地域に産する深成岩体としては甲府複合岩体に学的研究の結果は図 2 である.

次ぐ大きさを誇り, また最も新しい冷却年代を示

試料は岩体東部の中沢沿いで 5 カ所, 中東部のす (Kawano and Ueda, 1966). 深成岩体を取り

河内川沿いで 11 カ所, 中部の大又沢沿いで 1 カ巻く丹沢層群はいわゆるグリーンタフ類であり,所採取した (図 1). ほとんどは新鮮な完晶質花崗

主として陸源物質をほとんど含まない海洋性の塩岩質の岩石だが, アパタイト, ジルコンの含有量

基性火山噴出物の堆積層で構成され, その一部はについては大きな差違が見られ, 中にはまったく広域変成作用を示し, 微化石等からその年代は中それらを含まない岩石もあった. 分離はアイソダ新世とされている. ただし一部に主に陸源物質でイナミックセパレーターとジヨードメタンを用い構成される礫岩層を持つ. 南部フォッサマグナ地て行い, 一部はフッ酸ないし硝酸で処理した.

(U-Th)/He 法実験はカリフォルニア工科大学で行った. 実験の詳細については Farley (2002) を参照された
い. 前述した (U-Th)/He 年代値の不確かさをなるべく小さなものにするため, 十分な結晶が得られた試料については 2 つずつの年代測定を行った. それぞれの年代値は単結晶ではなく, 4 粒の結晶から得られた多粒子年代である.

結果と解釈
現在, アパタイト (U-Th)/He 年代は 25 の,ジルコン (U-Th)/He 年代は 24 の予察的な値を得ている. このうち, 大又沢沿いのひとつの岩石
か ら得 た 2 つず つ の アパ タ イ ト, ジ ル コン の
図 2: 丹沢トーナル岩体既報年代一覧. 横軸は図 1 の地 域毎 , 年代 法毎 に 若い 順 に並 べて あ る. Kawanoand Ueda (1966): WR K-Ar; Sato et al. (1986,1990): Hb, Bt K-Ar, Ap Fission-track; Saito et al.
(1991): Hb, Bt K-Ar; Ito et al. (1989): Zr Fissiontrack から作図.

(U-Th)/He 年代は全て 0.07 Ma の範囲で極めて良い一致を示した. ここで大又沢沿いには大又火砕岩あるいは地蔵平迸入岩と呼ばれる, 第四紀に貫入した火成岩が一部に露出しており (活動が終52

わり山体部分は全て削剥されてしまった火山の火道の名残とされる. 松田, 1991), アパタイトとジルコンの年代が一致することからいったん冷却した後再加熱→急冷という冷却過程をたどった可能性が高く, トーナル岩体の冷却年代とは無関係と考えられる. また, ジルコンの年代のひとつは 7Ma 以上と明らかに異常に古い値を示し, この原因としては例えば親核種の不均一分布が考えられる (例えば Tagami et al., 2003a の Fig. 1, 2 を参照).
残りの値は特に地域的な偏りや傾向を示さなかった. このことから少なくとも東部丹沢トーナル
図 3: 丹沢トーナル岩体冷却過程. 既報論文で採用された 年 代 値 と 各 年 代 法 の 閉 鎖 温 度 か ら 作 図 し た . (UTh)/He 年代については予察的な値であるから誤差は記入しなかった. A は Sato et al. (1986), B は Saitoet al.
(1991) によるホルンブレンド K-Ar 年代.

岩体はジルコン (U-Th)/He 年代の閉鎖温度 (約180˚C,Tagamietal.,2003b) 以降水平に上昇・削剥されたと考えられる. 上述した 5 つの年代を除くとアパタイトの平均年代は約 1.9 Ma, ジル
コンの平均年代は約 3.3 Ma の値を得た. 既報年

充実させるとともに, それらを岩体の上昇に関す代と合わせて閉鎖温度と年代値の関係を図 3 にる地形学あるいは測地学的なデータと比較検討す示す. ホルンブレンド K-Ar 年代における過剰アることで南部フォッサマグナ地域の成長史解明にルゴンの見積もりによって直線または低温で素早つなげたい.

く冷える特殊な冷却過程があったとする説 (Satoet al., 1986, 1990) と高温ほど素早く冷える自文献

然な 冷却 過程で あっ たと する説  (Saito et al.,

Farley,K.A.,2002,Rev.Min.,47,819-844.

1991) があるが, (U-Th)/He 年代だけに注目す

Ito,H.,R.B.Sorkhabi,T.Tagami,andS.

るとやや後者よりに見える.

Nishimura,1989,Tectonophysics,166,331344.

まとめKawano,Y.andY.Ueda,1966,J.Assoc.Mineral.

丹沢トーナル岩体の東部を中心に約 25 ずつのPetrol.Econ.Geol.,56,41-55(inJapanese

アパタイト, ジルコン (U-Th)/He 年代を測定し,withEnglishabstract).

一部を除いた平均値として約 1.9, 3.3 Ma の値を松田時彦,1991, 丹沢山地の地質と生い立ち, 南の海か得た. 一ヶ所を除いてはっきりとした地域的な偏らきた丹沢──プレートテクトニクスの不思議,りはなく, 少なくとも 200˚C 程度以下では全体

神奈川県立博物館編, 有隣堂.

的に水平に近い状態で上昇したと考えられる. 唯

Niitsuma,N.,1982,Chikyu,4,326-333(in一の例となった第四紀の貫入を受けた大又沢付近

Japanese).

では, それに起因すると思われるジルコン (U-Saito,K.,I.Otomo,andT.Takai,1991,J.Geomag.

Th)/He 年代の若返りが見られ, アパタイト (U-Geoelectr.,43,921-935.

Th)/He 年代と良く一致することから貫入後速やSato,K.,K.Shibata,andS.Uchiumi,1986,J.Geol.

かに冷却したと考えられる.

Soc.Japan,92,439-446(inJapanesewith

今後, フィッション・トラック年代や Ar-Ar

Englishabstract).

年代を含め丹沢トーナル岩体全体の年代データを

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Sato,K.,M.Suzuki,andK.Shibata,1990,J.Geol.

Tagami,T.,K.A.FarleyandD.F.Stockli,2003b,

Soc.Japan,96,69-72(inJapanesewithEnglish

Geochim.etCosmochim.Acta67,S1,A466.

abstract).

Takita,R.,1974,J.Geol.Soc.Japan,80,505-523.

Tagami,T.,K.A.FarleyandD.F.Stockli,2003a,
EPSL,207,57-67.

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