フィッション・トラック

ニュースレター第22号

29-30

2009年

熱年代学的手法を用いた茂住祐延断層周辺岩石の熱履歴の分析
郁芳隨徹*・長谷部徳子**・山田国見***・田上高広*・渡邊裕美子*
山田隆二****・荒井章司*****The thermal record analyses of rocks nearby Mozumi-Sukenobu fault
using thermochronologic method
Zuitetsu Ikuho*, Noriko Hasebe**, Kunimi Yamada***, Takahiro Tagami*, Yumiko
Watanabe*, Ryuji Yamada**** and Shoji Arai****** 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻, Division of Earth and Planetary Sciences, Graduate
School of Science, Kyoto University** 金沢大学環日本海域環境研究センター， Institute of Nature and Environmental Technology,Kanazawa Univ.
*** 日本原子力研究開発機構, Japan Atomic Energy Agency**** 防災科学技術研究所，National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention***** 金沢大学大学院自然科学研究科，Grad. school of Natural Sci. and Tec., Kanazawa Univ.

はじめに代を比較することにより，加熱イベントの時間を断層運動に伴う熱の発生と輸送を明らかにする推測することができる．

ことは断層の力学と地震発生のエネルギー収支を理解する上で重要である．このための１つの研究対象地域・分析手法アプローチとして，地質温度計(例えば，熱年代本研究の対象は跡津川断層系に属している茂住学的手法，流体包有物等)を用いて断層周辺岩石祐延断層であり，富山県富山市と岐阜県飛騨市のの 温 度 履 歴 解 析 が 試 み ら れて い る ( 金 沢 ほ か境界付近に位置する．跡津川断層系は，右横ずれ2005)．特に，熱年代学的手法として，ジルコン断層と逆断層の成分を持ち，最近の地震活動は活を用いたフィッション・トラック(ZFT)分析が行発であるとともに，断層中央部でクリープ運動がわれている．この手法には(1)トラックのアニー示唆されている．研究対象地域の母岩は，飛騨変リングは温度にのみ依存する(Brix et al., 2002)

成岩類の片麻岩，船津花崗岩類，ジュラ紀末期か(2)トラック長のアニーリングカイネティクスがよら白亜紀前期の手取層群の石徹白亜層群と有峰亜く決まっている(Yamada et al., 2007)(3)分析に層群から成っている．

用いるジルコンは風化・破砕に強い(4)室内実験

試料は，茂住祐延断層調査坑道内(480m)の手において，数秒間の加熱によるアニーリングが確

取層群の砂岩，頁岩から，坑口からの異なる距離認された(Murakami et al., 2006)という利点がに お い て 1 4 箇 所 ( 坑 口 か ら 0 m ，ある．また，ジルコン中にはウランがα壊変した

76m，132m，166m，282m，335m，382m，4ヘリウムが含まれており，これを利用して(U-33m，480mの地点で1試料，239mの地点で2試Th)/He年代測定法 (ZHe法) が行われている．地料，404mの地点で3試料)から採取した．この調質学的な時間スケールにおいて，同時間・同温度

査坑道は，坑口から239mと404mの2箇所で断層の加熱イベントを仮定した場合，ヘリウムの損失破砕帯を貫通しており，それぞれの幅は22mとはZFTのアニーリングよりも大きく，ZHe年代が28mである．これらの試料からジルコンを分離ZFT年代よりも若くなる．しかし，断層運動のよし，FT年代測定と(U-Th)/He年代測定を行っ

うな数秒単位の加熱イベントでは，加熱実験によた．ZFT年代測定のトラック密度計測は京都大学

るヘリウム放出のカイネティクスの外挿により，FT年代測定システムと金沢大学FT年代測定シス

ヘリウムの損失はZFTのアニーリングよりも小さテムを用いて，ウラン238濃度は金沢大学のLA-

く，ZHe年代がZFT年代よりも古くなることが予ICP-MSを用いて計測した．ZHe年代測定は日本想される．そこで，同一試料のZFT年代とZHe年

原子力機構東濃地科学センターの(U-Th)/He年代29

測定システムを用いて測定した．

6 3 . 42 3 . 8 M a ， 8 1 . 4 M a と94.6 3.7Ma，89.2Maと80.9 7.9Ma（誤差は結果・考察1SD）の結果が得られた．ZHe年代はZFT年代よ全14試料のZFT年代測定結果のカイ2乗検定をりも若い傾向にあるという結果から，この加熱イ行ったところ，カイ2乗検定値が0.1未満とな

ベントの熱源は断層運動によるものではない可能

り，個々の粒子年代はばらついており，何らかの性が高いことが示唆される．

熱イベントを反映するリセット年代は得られなかった．次いで，粒子毎の熱イベントを検出する

謝辞

ために年代値と誤差による正規分布確立尤度関

試料採集には防災科学技術研究所及び神岡鉱業

数の値を計算し，それを全ての試料について積算

株式会社の協力を得た．

した年代スペクトラを求めた．その結果，各試料の粒子年代は，同層準の別地域のU-Pb年代

参考文献(Kusuhashi et al., 2006）から仮定する堆積年代

Brix, M.R., Stockhert, B., Seidel, E., Theye, T.,

117 0.7Ma(誤差は2SE)よりも若い粒子が有意にThomson, S.N., Kuster, M., 2002.

存在することから，調査対象地域の茂住坑ではThermotectonic data from a fossil zircon

ZFTの消滅を起こす加熱イベントが手取層群堆積

partaial annealing zone in high pressure-以後に起こったと考えられる．一方，坑口から

low temperature rocks of eastern and335m地点までの単結晶年代分布は堆積年代より

central Crete, Greece. Tectonophysics
349, 309-326.

古く幅広い分布から，若返りながら単一ピークの鋭い分布へと変化し，335m地点から480m地点

金沢 淳, 富山 眞吾, 及川 輝樹, 梅田 浩司., 2005.

までの単結晶年代分布は堆積年代より古く幅広

地質温度計による熱履歴の調査手法についい分布へと変化する．また，坑口から335m地点て. サイクル機構技法 26.

までのＺＦＴ長の分布は短縮し幅広い分布か

Kusuhashi, N., Matsumoto, A., Murakami, M.,ら，短いトラック成分が減少し，長い単一ピーク

Tagami, T., Hirata, T., Iizuka, T., Handa,へと変化し，335m地点から480m地点までのトT., Matsuoka, H., 2006. Zircon U-Pb ages

ラック長の分布は長い単一ピークから，短いＺＦ

from tuﬀ beds of ipper Mesozoic Tetori

Ｔが増加し，ZFT長の分布は短縮し幅広い分布へGroup on the Shokawa district, Gifuと変化する．このことから，坑口から335m地点

Prefecture, central Japan. Island Arc 15,378-390.

付近では熱の影響を大きく受け，ZFTが消滅する
ことにより年代値が若返り，冷却後に新たなZFT

Murakami, M., Yamada, R., Tagami, T., 2006.

ができたためにZFT長が相対的に長くなったと考Short-term annealin characteristics of

えられる．この最も熱を受けた可能性のある領域

spontaneous ﬁssion tracks in zircon: A

は，破砕帯を境界としたその内側に分布している

qualitative description. Chemical Geology

ため，高温流体の選択的な透過など，断層による227, 214-222.
Yamada, R., Murakami, M., Tagami, T., 2007.

何らかの影響を受けた特異な場所となった可能

Statistical modeling of annealing kinetics

性がある．
ZHe年代測定を行った３試料（坑口からof ﬁssion tracks in zircon; Reassessment

132m，239m，404mの地点）のZFT平均年代とof laboratory experiments. Chemical

ZHe平均年代を比較すると，81.6MaとGeology 236, 75-91.

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