フィッション・トラック

ニュースレター

第22号

1-10

2009年

論説

ペルー共和国パルカ鉱山の鉱化関連火成岩のフィッション・トラック年代
大平寛人*・山中慧*・吉村洋平**・橋本守男***・山中和彦****・五味篤*****

Fission track ages of igneous rocks associated with ore mineralizationof the Pallca Mine, Republic of Peru.
Hiroto Ohira*, Satoshi Yamanaka*, Yohei Yoshimura**, Morio Hashimoto***,Kazuhiko Yamanaka****, and Atsushi Gomi*****.
*

島根大学総合理工学部地球資源環境学科

Department of Geoscience, Shimane University.

** サンタルイサ鉱業株式会社

Minera Santa Luisa Co., Ltd.

*** 三井金属資源開発株式会社

Mitsui Mineral Development Engineering Co., Ltd.

**** 三井金属鉱業株式会社ペルー支社*****三井金属鉱業株式会社

Sucurasal del Peru, Mistui Mining and Smelting Co., Ltd.

Mistui Mining and Smelting Co., Ltd.

Abstract
Zircon ﬁssion track ages were measured on samples from the Culebra igneous complex andassociated quartz porphyries (rhyolitic) near the Pallca mine. The main rock facies of the Culebra
complex yield FT ages of 13.6〜14.2Ma, compatible with previously reported K-Ar ages. Quartz
porphyries which are closely associated with Zn-Pb skarn mineralization based on geologicalrelations but have not been dated before give ages of 13.3〜14.2Ma. These ages are concordant
with the mode of ages from contiguous intrusions in the middle part of Peru which containcurrently producing mines (including Cerro de Pasco and Iskaycruz). Average U contents andcrystal shapes of zircon from two Pallca quartz porphyries diﬀer from the Culebra main facies.
Zircon characteristics also diﬀer between the two quartz porphyries. Zircons from the quartz
porphyry nearest the Culebra ore district (QP-1-2) lack pyramidal faces and have extremely high U
contents (>1400ppm).These features are probably due to derivation from magmas with diﬀerent
characteristics. Quartz porphyry near the Berlin ore district contains prismatic and roundedzircons. The former are of igneous origin, and the latter are of sedimentary origin, being captured
from the surrounding basement during intrusion. The ages of the rounded zircons are almost thesame as the prismatic zircons due to complete reset of the ﬁssion track system.
Key words: Peru, Pallca, Pallca Mine, Culebra complex, ﬁssion track, age, zircon.
1.はじめにパルカ鉱山の鉱化関連花崗岩類（クレブラ複合

ペルー共和国は鉛，亜鉛，銀などを産する鉱業

岩体）はトーナル岩，花崗閃緑斑岩，花崗斑岩か国であり，金属資源を海外に依存する日本にらなり石英斑岩を伴う．放射年代は概ね中期中新と って 重 要 な 役 割 を 果 た して い る ( 五 味 ほ か ,世（12.6〜16.6Ma）を示し（金属鉱業事業団，

1998)．パルカ鉱山はペルー共和国中北部に位置

1998，2001；五味ほか，1998），いくつかのする亜鉛鉱山で，白亜紀石灰岩層への中新世花崗

K-Ar年代は野外で観察される前後関係，迸入順

岩類の貫入により形成されたPb-Zn型のスカルン

序と調和的であることが示されている（金属鉱業鉱床であり，金属鉱業事業団と三井金属鉱業(株)事業団，2001）．

による広域調査（1994年〜2000年）を経て今回，ジルコンのフィッション・トラック年代

2006年3月に操業を開始した．

測定を行い，クレブラ複合岩体および石英斑岩

1

第1図 ペルー共和国パルカ鉱山位置図(a)および鉱山周辺の地質図と試料採取地点(b)（＊:ジルコンを抽出できない試料）
Fig. 1 Location map of the Pallca mine (a), regional geological map and sampling sites (b)（＊: Samples withscarce zircons）の年代を検討した．特に石英斑岩については，地

いて2006年より操業が開始された（藤井ほか，

質図上の分布からスカルン化変質との密接な関2007）．この地域は標高3,550mから最高地点の

連 が 示 唆 さ れて い る が （ 金 属 鉱 業 事 業 団 ，

クレブラミナ岳(Cerro Culebramina；標高2001），これまで直接的な放射年代は得られて5,122m)まで起伏に富む急峻な地形である(五味おらず，本論ではじめて報告するものである．

ほか,1998)．

フィッション・トラック法はジルコンなどの鉱本地域は主に白亜紀下部〜中部の堆積岩類（石物中の238Uの核分裂飛跡を計数して年代を求める灰岩を含む）及びこれらに貫入する第三紀貫入方法である．一般に，放射年代測定法には手法

岩類からなる（第1図(b)）．白亜紀後期から第三

固有の閉鎖温度が存在し，得られた年代は試料

紀中期にかけて生じた著しい褶曲作用を被り，が閉鎖温度以下に冷却した時代と解釈される．

東部にパルカ背斜，西部にクレブラス向斜が存在

ジルコン中のフィッション・トラックの閉鎖温度する（五味ほか，1998）．

（210〜260℃；Brandon and Vance, 1992）は

堆積岩類は全て整合で下位から薄い頁岩層を挟黒雲母K-Ar年代の閉鎖温度（約300℃）に比較す

むオーソコーツァイト質珪岩からなるチムー層，るとやや低温であるが，ジルコンの特性から化学石灰岩からなるサンタ層，頁岩と砂岩の互層で構的変質が年代値に与える影響はきわめて小さく，成されているカルワス層，主にオーソコーツァイ

また比較的急冷した岩体の活動時代の解明にもト質珪岩で構成されている薄いファラト層，石灰適用できるというメリットがある．

岩からなるパリアワンカ層および石灰岩と頁岩互層からなるパリアタンボ層からなる（五味ほ

2．地質概要か，1998；金属鉱業事業団，2001）．

パルカ鉱山はペルー共和国，首都リマから北方

これらの堆積岩類に貫入する火成岩類はトーナ

約210km，アンデス山脈（オクシデンタル山

ル岩，花崗斑岩，花崗閃緑斑岩および石英斑岩

脈）の中軸部に位置するアンカッシュ県ボログネからなる1000ｍ 1500mの複合深成岩体（クレシ郡パクジョン(Departamento de Ancash,

ブラ複合岩体）であり，このうち石英斑岩は南Provincia de Bolognesi, Distrito de Pacllon)に

西部分に1000m 250mの半月状岩株として分布位置する(第1図(a))．鉛・亜鉛鉱山として1968年

する（金属鉱業事業団，2001）．この複合岩体より操業するワンサラ(Huanzala)鉱山の南約は，スカルン鉱化帯の鉱物組み合わせなどから40kmに位置し，同鉱山を核とするワンサラ・マ

推定された鉱床生成温度の分布傾向からその存

イニング・コンプレックス（HMC）構想に基づ在が推定され，地表踏査を経て発見された経緯2

がある（五味ほか，1998）．

鉱業社内資料によれば測定はAmdel mineral

金属鉱業事業団（2001）によれば，全岩化学

servicesが行い黒雲母のK量は3.7％と通常組成に基づく岩石化学的特徴は，石英斑岩がア（6-8％）よりも低く角閃石の混入を示唆すると

ルカリ岩系であるのに対し，それ以外の岩相はされる．このK-Ar年代によってパルカ鉱山の鉱サブアルカリ岩系に属すことから，両者のマグマ化関連火成岩の活動時代が中期中新世であるこは本質的に異なっていたとされる．また石英斑岩とが明らかとなった．この年代は同鉱山の北約が花崗閃緑斑岩に切られ，かつセリサイト化変質

4 0 k m の ワ ン サ ラ 鉱 山 の K- A 年 代 （ 7 . 7 〜が著しいことから，石英斑岩がクレブラ複合岩

9.2Ma），パルカ南方のラウラ（Raura）鉛・亜体の主要な岩相に先立って活動した可能性があ

鉛 ス カ ル ン 鉱 床 や ワ ン サ ラ 北 東 の ア ンタ ミ ナ

る．クレブラ岩体の主要岩相については花崗閃緑（Antamina）銅・亜鉛スカルン鉱床の年代（約斑岩がトーナル岩を切るように，また花崗斑岩が10Ma）に比較して古く，パルカ周辺のスカルン

トーナル岩や花崗閃緑斑岩を切るように分布する鉱床（第1図(a)）の鉱化関連火成岩が必ずしも同ことから，活動の順序はトーナル岩，花崗閃緑斑

時期に活動したものではないことが明らかと岩，花崗斑岩の順である可能性が高いとされなった（金属鉱業事業団，1998）．

る．黒雲母や長石類のK-Ar年代の中央値はこの

そ の 後 報 告 さ れ た K- A r 年 代 は ト ー ナ ル 岩

迸入順序と調和的な結果を示し，微量元素組成（13.7 0.4Ma), 花崗閃緑斑岩 (13.6 0.4Ma)，の特徴（Nb-Zrプロット）も上述の前後関係と調花崗斑岩（12.6 0.4Ma）の順に年代中央値が若和的にマグマの分化が進行したことを示す（金属

くなり，野外で観察される前後関係と調和的な鉱業事業団，2001）．

結果を示す（金属鉱業事業団，2001）．三井金パルカ鉱山の鉱化帯はサンタ層，カルワス層の属鉱業㈱社内資料によればこれらの分析はクイー

一部およびパリアワンカ層の石灰岩を交代した

ンズランド大学によるものでトーナル岩は黒雲母

鉛・亜鉛スカルン鉱床で，西部のクレブラ鉱化帯を，花崗閃緑斑岩と花崗斑岩は長石類（パリアワンカ層の石灰岩を交代）と東部のベ（feldspar）を測定対象としている．なお，坑口

ルリン鉱化帯（サンタ層石灰岩を交代）に区分さから95ｍ地点の輝水鉛鉱からRe-Os年代れる．スカルン変質帯の規模は，西部のクレブ（15.03 0.05Ma）が得られている。測定された

ラ鉱化帯では最大幅200ｍで延長2500m，ベル輝水鉛鉱は石英斑岩を切っており石英斑岩の活動

リン鉱化帯では幅40〜60m延長2000mに達すると同時期かそれ以降の熱水活動により形成されとされる．鉱石鉱物は方鉛鉱，閃亜鉛鉱，黄銅たものと考えられる（金属鉱業事業団, 2003）．

鉱，黄鉄鉱，磁硫鉄鉱などであり，鉛・亜鉛鉱

3-2火成活動の広域的な時代変遷

化部はスカルン変質帯中にレンズ状に胚胎する

Noble and Mckee（1999）はペルー北部地域（金属鉱業事業団，2001）．

の広域的な鉱化関連火成活動をK-Ar年代データ

鉱化作用との関連については，クレブラ鉱化帯に基づきMichiquillay El Toro (18〜20Ma),における石英斑岩とスカルン変質帯の分布範囲

Quirvilca-Pierina（13〜15Ma）およびLateが調和的であること（第1図(b)）から，石英斑岩

Miocene (7〜10Ma)の3つのsub-beltに区分しがスカルン化変質に寄与した可能性が高い（金た．パルカ近傍のワンサラ鉱山（7.7〜9.2Ma）

属鉱業事業団，2001）．一方，花崗閃緑斑岩をやラウラ（Raura）鉛・亜鉛スカルン鉱床および中心にMo鉱化帯が認められることや，主要Znス

アンタミナ（Antamina）銅・亜鉛スカルン鉱床

カルンの鉱化関連火成岩の化学組成の平均値と（約10Ma）もこれらの中新世中期〜後期の火成の比較検討から，花崗閃緑斑岩も鉱化作用に関活動に対比される．

連したとされる（五味ほか，1998；金属鉱業事

一方本研究地域よりも南部（Cerro de Pasco

業団，2001）．

〜Huancayo地域）の多金属鉱床群の鉱化関連火成岩のAr-Ar年代（Bissig et al., 2008）によれ

3．既報の放射年代

ば，ペルー中央部の鉱化作用は始新世後期

3-1パルカ鉱山および周辺鉱床（40Ma以降）に開始し，オクシデンタル山脈に石英斑岩を除くクレブラ複合岩体の各岩相につ交差する東西方向の時空的変遷を繰り返した

いての放射年代が測定されている．花崗閃緑斑岩

後，中新世後期（5Ma頃）まで続いたとされの黒雲母K-Ar年代は16.6 0.2Maである（金属鉱る．そのうち最も大規模な火成活動は，17〜

業事業団，1998；五味ほか，1998）．三井金属

12.5Maにオクシデンタル山脈中軸部の狭い範囲

3に生じ，ペルー中央部の主要鉱床群もこの時期

細粒緻密で，明灰白色を呈し，幅0.5mmの褐に形成したとされる（第1図(a)）．また火成活動

色脈や幅約3mmの石英脈（黄鉄鉱を伴う）を部の時空変遷の要因は,ナスカプレートの南アメリ分的に伴う．後述するクレブラ複合岩体の主要岩

カ大陸への沈み込み様式の変化，特にプレート相と組織が全く異なり流紋岩に見える．斑晶としの沈み込み角度や収れん速度と関連があり，海て最大1mmの他形石英を少量含む．石基は極め

嶺の沈み込みも火成活動に大きな影響を与えたて微細かつ粒状の珪長質鉱物からなりバリオールとされる（Bissig et al., 2008)．個々の鉱床の年（variole）が集合しているようにも見えるが細代については，漸新世以前のものはAtacocha

かすぎて判然としない．石基のセリサイト化が不（29.3Ma）やQuicay（37.5Ma）などわずかで均質に進行している．この試料にはカルワス層のあるが，中新世中期（約15Ma）以降の火成活動

砂岩・泥岩と思われる0.5〜5mmの円形の堆積岩は連続的であり13-15Maと5-7Maにモードがあ片を含む（第2図）．

る（Bissig et al., 2008）．例えば第1図(a)のジルコン含有量は極めて少なく，淡肌色を呈す

Iscaycruzの鉱床北端部近傍のデイサイトポー

る短柱状〜柱状のジルコンで柱面は確認できるがフィリーから13.49 0.30Ma, Colquijirca西方の錘面が確認できない結晶が多い．錘面を有するジ

デイサイトポーフィリーから14.13 0.24Ma,歴史

ルコンの錐の角度から柱面は{110}型と判断され的鉱床であるChungerの亜鉛スカルンに関連する．ジルコン含有量，色調，結晶形態ともに他のる花崗閃緑岩から14.6 0.5Maが得られている

試料とは全く異なる．

（いずれもAr-Arプラトー年代；Bissig et al.,2008）．またCerro de PascoのYanamate花崗［QP-8］石英斑岩岩脈（流紋岩質）（ベルリン

閃緑岩が15.2 0.4Ma（全岩K-Ar年代；Soler

鉱化帯近傍）

and Bonhomme, 1988a），Cerro de Pascoの細粒緻密で淡緑灰色を呈し，［QP-1-2］と同

デイ サ イ ト ダイ ア ト リ ー ム ド ー ム が 1 5 . 4 〜様に流紋岩に見える．斑晶量は5〜10％であり，15.16Ma （ジルコンU-Pb年代；Baumgartner,

石英斑晶（最大4mm）は自形〜他形で小さいも2007）で，同岩についてはやや若い14.5Ma（K-のは破片状である．最大1mmの半自形斜長石もAr年代；Silberman and Noble, 1977）も報告

斑 晶 と して わず か に 含 む ． 石 基 は バ リ オール

さ れて い る ． パ ル カ の 南 東 約 6 0 k m の（variole）様の消光を示す細粒の珪長質物質か

Uchcchacuaについては時代の異なる鉱化作用をらなり，一部石英や長石も確認できる．全体に重複して被った可能性があり，近傍の火成岩から石基のセリサイト化が進行し，微細格子状のセリ24.49Maおよび25.28Ma（黒雲母Ar-Arプラトー

サイトが発達している．この試料には最大8mm

年代),13.63Ma（U-Pbジルコン年代），7.98Maの円形の石英アレナイト質砂岩が捕獲されてお（黒雲母Ar-Arプラトー年代）の幅広い年代が得り，砂岩の石英粒子サイズは約0.5mmで粒間にられている（いずれもBissig et al.,2008）．

白雲母薄層を含む（第2図）．この砂岩はカルワ
ス層の砂岩が捕獲されたものと考えられる．

4．試料及びジルコンの特徴

ジルコン含有量は少なく，50〜100μmの淡紅

ベルリン鉱化帯の坑道内試料を含む計13試料

色〜やや透明の円磨されたジルコンが多い．わずが採取されたが，フィッション・トラック年代測かに含まれる自形ジルコンは柱状で{110}/{100}定に適したジルコンを抽出できたのはクレブラ複中間型であり，淡紅色〜淡肌色である．

合岩体から4試料と石英斑岩2試料である（第1図(b)）．トーナル岩およびベルリン鉱化帯に産す［GDP-D-1］花崗閃緑斑岩岩脈（クレブラ複合

るいくつかの石英斑岩からはジルコンを抽出する

岩体）ことができなかった．以下にジルコンが抽出されトーナル岩の分布範囲にあり，トーナル岩をた試料の概要を野外で推定される活動順に述べ

切って分布する花崗閃緑斑岩岩脈である．基質は

る．なお花崗閃緑斑岩は産状が岩脈状のものを暗灰色で，長径約5ｍｍの白色自形斜長石斑晶が除いて，等粒状に近い試料（Ⅰ型）と基質と斑晶認められる．鏡下では斑晶と基質の区分が明瞭の区分が明瞭な試料（Ⅱ型）に区分して採取されではなく等粒状に漸移する部分もある．斜長た．

石，石英，角閃石，黒雲母からなり角閃石は一［QP-1-2］石英斑岩（流紋岩質）（クレブラ鉱

部緑れん石および緑泥石へ，黒雲母は緑泥石に化帯近傍）変質している．

4

第2図 典型的な薄片(クロスニコル)．GD-2：花崗閃緑斑岩，GDP-D-1：トーナル岩を貫く花崗閃緑斑岩脈，QP-1-2：
クレブラ鉱化帯近傍の石英斑岩（流紋岩様で細粒砂岩を含む），QP-8：ベルリン鉱化帯近傍の石英斑岩（流紋岩様で石英アレナイトを含む）．Qz: 石英, Pl: 斜長石, Bt: 黒雲母, Hb: 角閃石, Ep: 緑れん石, Chl: 緑泥石
Fig. 2 Representative thin sections (crossed nicols), GD-2: granodiorite porphyry, GDP-D-1: granodiorite
porphyry dyke intruding tonalite, QP-1-2: quartz porphyry near the Culebras ore zone (including ﬁne grained
sedimentary rock), QP-8: Quartz porphyry (including quartz arenite), Qz: quartz, Pl: plagioclase, Bt: biotite, Hb:
hornblende, Ep: epidote, Chl: chlorite

含まれるジルコンは淡紅色で100〜250μmのは100μm以下のものが多い．

柱状〜長柱状の自形結晶で柱面は{110}/{100}中間型〜{110}やや優勢である．

［GD-2］花崗閃緑斑岩(I型)（クレブラ複合岩体）［GDP-4］花崗閃緑斑岩(II型)（クレブラ複合岩

肉眼では等粒状に近い花崗閃緑岩で長径約1cm体）の柱状斜長石および角閃石が認められる．鏡下基質は暗灰色で長径約5ｍｍの自形〜半自形のでは斑状組織であるが基質は少なく，約80％が斜長石斑晶が顕著である．［GDP-D-1］に比較

斑晶からなる（第2図）．斑晶は自形〜半自形斜して基質の色調が黒味がかっている．鏡下では斑長石，他形石英および黒雲母で，少量含まれる角晶と基質部が漸移する部分もあり，斑晶と基質

閃石のサイズは小さい．斜長石の累帯構造が顕著の斜長石は変質のため濁って見える．基質は針状であり，黒雲母の一部がわずかに緑泥石化していまたは矩形の角閃石，黒雲母，斜長石，石英かる．基質部は石英，斜長石，黒雲母および角閃

らなる．黒雲母のほとんどは緑泥石に変質してい石からなり石英が約半分を占める．他の試料にるが，角閃石は比較的新鮮で一部が緑泥石に変比較してほとんど変質していない．

化しているのみである．

非磁性重鉱物（比重3.29以上）の60〜70％は非磁性重鉱物（比重3.29以上）の約80％はチ黄鉄鉱で，チタナイトは約30％である．ジルコ

タナイトで，他形の黄鉄鉱が約10％である．ジンは淡紅色を呈し，100〜250μmの柱状〜長柱

ルコンは淡紅色を呈し柱状から長柱状で，柱面は状の自形結晶で，柱面は{110}/{100}中間型〜{110}/{100}中間型〜{110}やや優勢でありサイズ{110}やや優勢である．

5

［GP-2］花崗斑岩（クレブラ複合岩体）（QP-1-2），34時間（QP-8 (2試料), GP-2,

基質は明灰肌色で最大5mmの白色半自形の斜GDP-4）および43時間（GDP-D-1，GD-2）であ長石斑晶が認められる．鏡下では斑晶は斜長石

る．中性子照射は日本原子力研究開発機構

および他形石英であり，基質部は長石類，石英（JAEA）原子力科学研究所JRR-3の気送管で20および変質した黒雲母からなる．斑晶の斜長石秒間行った。試料および線量ガラスに貼り付けては変質のため濁っており一部緑れん石，方解石にあった白雲母を46％HF（恒温槽25℃）で6〜8分置換している．黒雲母の多くはセリサイトおよびおよび50分間エッチングし，ジルコン表面が清方解石に置換している．

浄で自発FTが明瞭な粒子を計測し年代を求めた

分離された非磁性重鉱物（比重3.29以上）の約（第3図）．年代値の計算にはTrackkey

90％はチタナイトであり，内部に微細な灰黒色（Dunkl，2002）を用いた．

の金属鉱物を包有する石英や長石粒子も非磁性

なお今回使用した原子炉JRR-3気送管（カドミ

重鉱物として回収される．ジルコンは淡紅色で比23）のゼータ値を現時点では得ていないため

100〜150μmの柱状〜長柱状自形結晶で柱面はJRR-4の値を使用した．これまでの測定者固有の{110}/{100}中間型〜{110}やや優勢である．

ゼータ値は京都大学原子炉実験所（KUR）の黒
鉛設備圧気輸送管（カドミ比200＜）で

5．フィッション・トラック年代測定

367.1 4.1（大平，2004），日本原子力研究開

結晶内部面を用いた外部ディテクター法により発機構（JAEA）原子力科学研究所のJRR-4（カ実験を行った．実験手順は大平・永井（2004）

ドミ比3.6）では377.9 5.1（第1表）である．標および大平（2004）に従い，結晶が清浄で包有

準試料の違いはあるもののカドミ比が大きく異物の少ないジルコンを対象とした．なお石英斑岩なる両原子炉のゼータ値の差異は3％程度であQP-8については柱面を有するジルコン

り，今回は中性子特性がJRR-3により近いJRR-4（prismatic) と円磨されたジルコン（rounded）のゼータ値を採用した．

に分けて実験を行った．

エッチング後の典型的なジルコンを第3図に，エ ッ チング 時 間 は KO H - N a O H 共 融 体

年代測定結果を第2表に示した．石英斑岩を除く（225℃）（Gleadow et al. 1976）で，26時間

ジルコンの自発FT密度は3〜4 106/cm2と計測に

第3図 典型的なジルコンのフィッション・トラック（GD-2，GDP-D-1，QP-8），クレブラ鉱化帯近傍の石英斑岩（QP-8）に含まれる長柱状自形ジルコン（prismatic）と円磨されたジルコン（rounded）．
Fig. 3 Fission tracks of representative zircon crystals (GD-2, GDP-D-1, and QP-8), Quartz porphyry near the Culebras ore zone
（QP-8）contains prismatic euhedral zircon and rounded zircon.

6第1表 年代標準試料に対して求められたゼータ値（JRR-4）
Table 1 Zeta calibration data for representative age standards (JRR-4)
SampleNo.

ρ s (Ns)ρ i (Ni)P(χ2)ρ d (Nd)

Name

crys.

( 106/cm2)( 106/cm2)%( 105/cm2)

0612-1FCT330

4.099(2.813) 2.813(1876)

56.9

0612-15FCT2

27

5.384(2708) 3.618(1820)

30.4

0612-16FCT1

30

4.700(2806) 3.389(2023)

0701-1BMT

35

1.02(1121)

0701-1BMT230

1.079( 905)

0701-2FCT
0701-11BMT2

r

Z eta
(± 1 σ )1.025(4740)

0.86

374.4±14.2

1.025(4742)

0.89

366.4±14.0

31.6

1.025(4742)

0.87

393.1±14.6

1.283(1410)

97.0

1.061(4905)

0.79

389.3±17.2

1.256(1054)

81.4

1.061(4905)

0.70

360.1±17.730265.435(3163) 3.849(2240)
1.245(1133) 1.377(1377)

26.3
98.1

1.061(4905)
1.061(4956)

0.9
0.82

373.3±13.4375.8±16.6

0701-11BMT

30

1.112(1164) 1.395(1460)

82.3

1.061(4905)

0.6

388.3±16.90706-5FCT

20

5.303(2015) 4.534(1723)

36.9

1.266(5853)

0.94

377.7±15.1

Weighted mean zeta=

377.9±5.1

Independent ages used are: FCT (Fish Canyon Tuff)=27.8±0.7Ma and BMT (Buluk Member Tuff)=16.2±0.2Ma (Hurford
and Green, 1983; Hurford and Watkins, 1987). Analysis was done by external detecter methods and NIST-SRM612 glass
was used for dosimeter monitor. Samples were irradiated at the pneumatic tube of the JRR-4 reactor of Japan Atomic
Energy Agency (JAEA). ρ=track density; N=total number of tracks counted; s for spontaneous, i for i nduced and d for
dosimeter; P( 2)=probability of obtaining χ2 value for v degrees of freedom (where v=No.crystals-1) (Galbraith, 1981); r
is the correlation coefficient between ρs and ρ i.

第2表 ジルコンのフィッション・トラック年代測定結果
Table 2 Fission track analytical data for zircon.
P(χ2)

d (Nd)U

A g e(Ma)%( 10 5/cm 2)

ppm(± 1 σ )3.319(3495) 5.251(5529)

9.1

1.163(4608) 0.84573

13.9±0.430

3.477(4019) 5.423(6269)

1.2

1.164(4614) 0.70586

14.1±0.4313.800(2931) 5.869(4531)

0.1

1.162(4603) 0.87652

14.2±0.4

GDP-D-1

34

3.165(5156) 5.098(8304)

4.5

1.161(4598) 0.82550

13.6±0.3

QP-1-2188.684(2171) 13.404(3351)

47.6

1.159(4593) 0.871437

14.2±0.5

QP-8(prismat i c ) 19

1.523( 553)

2.512( 912)

25.8

1.157(4588) 0.86284

13.3±0.8

QP-8(rounded） 25

1.225( 519)

1.909( 991)

66.3

1.155(4583) 0.81204

14.0±0.8

SampleNo.

ρ s (Ns)ρ i (Ni)

Name

crys.

6

( 10 /cm )

6

GP-2

32

GD-2
GDP-4

2

2

( 10 /cm )rDating was carried out by the external detector method and internal crystal surface was used. Ages were calculated using
dosimeter glass NIST-SRM612 and samples were irradiated at the pneumatic tube of JRR-3 of the Japan Atomic Energy
Agency (JAEA). Zeta value 377.9±5.1 for the JRR-4 was used instead. =track density; N=total number of tracks counted; sfor spontaneous, i for induced and d for dosimeter; P(χ2)=probability of obtaining χ2 value for v degrees of freedom (where
v=number of crystals-1) (Galbraith 1981); r=correlation coefficient between ρs and ρi; U=uranium content. Ages are shown as
pooled ages. Samples GD-2 and GDP-4 with low P(χ2) values contain uncertainty of non-Poisson variation probably due toheterogeneous Uranium contents within zircon crystals.

適した値であり，13.6 0.3Ma（GDP-D-1），

ageと同一であり，年代計算方法が議論に大きな14.2 0.4Ma（GDP-4），14.1 0.4Ma（GD-2）

影響を与えないため全てPooled ageとして表示

および13.9 0.4Ma（GP-2）が得られた．ジルした．なお検定に失格する理由は，ジルコン中のコンの平均U濃度は550〜650ppmである．これ

自発FTの偏在（U濃度の偏在）であり，年代母らのうちGP-2以外はP(χ2)が5％よりも小さくχ

集団の2σレンジを越えて若い粒子，古い粒子が二乗検定に失格する．このことは本来ポアソン

ともに存在することによる．FTの計測に使用さ分布に従うべき年代母集団に非ポアソン変動のれなかった粒子は自発FTの累帯分布が著しくジ要素が含まれることを意味し，年代値の計算もルコン上に計測エリアを設定できなかった．まPooled ageのほかにMean ageを検討する必要がた計測されたジルコンでも自発FTの太さが途中あるとされる（Green, 1981）．しかしながらで変化するなどU濃度の偏在が示唆される粒子がCentral age 1σ（重み付き平均年代とその誤含まれる．

差；Galbraith and Laslett, 1993）はGDP-4（年

石英斑岩についてはいずれもχ二乗検定に合格

代中央値が0.2Ma古くなる）を除いてPooled

する．クレブラ鉱化帯近傍の石英斑岩 (QP-1-2）

7

第3表 パルカ鉱山の既報の放射年代値との比較一覧
Table 3 Comparison with previously reported radiometric ages of the Pallca mine.
金属鉱業事業団(2001)(MMAJ, 2001)

本研究(T his study)
岩相(Lithofacies)\手法(Method)

Fission-track(Zircon)

K-Ar （ Biotite・ Feldspar ）花崗斑岩(Granite porphyry) 13.9±0.4 （ GP-2)

12.6±0.4Ma（ Feldspar ）14.1±0.4 （ GD2)

13.6±0.4Ma（ Feldspar ）花崗閃緑斑岩(Granodiorite porphyry)

五味ほか（ 1998 ）(Gomi et al., 1998)
金属鉱業事業団(1998 ）（ MMAJ,1998 ）

金属鉱業事業団(2003 ）(MMAJ, 2003)

K-Ar （ Biotite）

Re-Os(Molybdenite)

16.6±0.2Ma

15.03

0.05 Ma14.2±0.4 （ GDP4)
13.6±0.3 （ GDP-D-1)

トーナル岩(T onalite)

13.7±0.4Ma（ Biotite）

石英斑岩(Quartz prophyry) 14.2±0.5 （ QP-1)
13.3±0.8 （ QP-8(prismatic))
14.0±0.8 （ QP-8(rounded) ）（ ）は試料名，rounded：円
磨された捕獲ジルコン．
Parentheses are sample
names，rounded： roundedzircons captured fromsurrounding basement.

（ ）は対象鉱物，トーナル， 試料には角閃石も花崗閃緑斑岩，花崗斑岩の 含まれる．
順に分化，得られた年代も前 Measured biotite
後関係と調和的．石英斑岩 fraction contains a
は別の岩系と推定．
small amount of
Parentheses are mineral
hornblende.
species. Obtained ages areconcordant with intrusive
relations in order of
tonalite, granodiorite
porphyry, granite porphyry.

クレブラ鉱化帯坑口から95m地点で採取した石英斑岩を切る輝水鉛鉱脈．
Molybdenite vein cutting
quartz porphyry, collected
95m from the entrance ofthe mine adit of theCulebras ore zone.

は14.2 0.5Maであり，自発FT密度（8.6 106/

岩（流紋岩質）も含めて14Ma前後の限られた時

cm 2 ），U濃度（1400ppm）ともに他の試料に代に活動したことが明らかとなった．これはペ比較して著しく高い．ベルリン鉱化帯近傍の石英

ルー北部地域の広域的な火成活動時代区分

斑岩岩脈（QP-8）は，柱面を有する自形ジルコ（Noble and Mckee, 1999）におけるQuirvilca-

ンが13.3 0.8Ma（QP-8-prismatic）であり，円Pierina sub-belt（13〜15Ma）に相当する．ま磨されたジルコンは14.0 0.8Ma（QP-8-

たペルー中央部の主要鉱床群であるIscaycruz，rounded）である．後者は貫入時に周囲の堆積岩

ChungerおよびCerro de Pascoなど，概ね13〜（カルワス層など）から捕獲されたジルコンで本15Maの鉱化関連火成岩の年代モード（Bissig et

来は古い時代のものであるが，マグマの熱によりal., 2008）に対比することができる．

概ねリセットされた年代を示す．両者とも計測さ

野外での観察事実に基づく貫入関係は石英斑岩れた自発FT数が少なく誤差が大きいが1σの誤差がクレブラ複合岩体主要岩相よりも先に活動し範囲は重なる．

た こ と を 示 して い る （ 金 属 鉱 業 事 業 団 ，
2001）．このような野外における前後関係は確

6．考察

かな事実であるが，フィッション・トラック年代

石英斑岩を除くクレブラ複合岩体主要岩相のの誤差範囲を超えるほどの時間差はなかったこと

FT年代は13.6 0.3Ma〜14.2 0.4Maであり1σを意味する．

の誤差範囲は一部重なる．既報の黒雲母や長石

第3表に既報の放射年代との比較一覧を示す．

類のK-Ar年代13.7〜12.6Ma（金属鉱業事業団，

このうち花崗斑岩のK-Ar年代12.6 0.4Ma（金属2001）に比較すると年代中央値がわずかに古い

鉱業事業団，2001）は今回得られたFT年代が概ね調和的な結果といえる．石英斑岩からは（13.9Ma）に比べて年代中央値が1.3Ma若く，

14.2 0.5Maおよび13.3 0.8Ma,14.0 0.8Maの一方花崗閃緑斑岩のK-Ar年代16.6 0.2Ma（五味年代が得られた．地質図上の分布（第1図(b)）はほか，1998; 金属鉱業事業団,1998）はFT年代

石英斑岩とスカルン変質帯の形成との密接な関（14.1〜14.2Ma）に比べて2Ma以上古い．これ連を示唆するが（金属鉱業事業団，2001），こは岩体の局所的な冷却の違いや，測定された鉱物

れまで直接的な放射年代が得られていなかった．

種の違い，あるいは変質の影響によるものと考

今回の結果からパルカ近傍の火成岩類が石英斑えられる．一般に放射年代測定法には測定手法や

8

鉱物種に大きく依存する「閉鎖温度」が存在

ジルコンのU濃度や結晶形態はクレブラ複合岩

し，得られた年代は試料がその温度以下に冷却体主要岩相と石英斑岩（流紋岩質）とでは異なした時代を示す．例えばジルコンのフィッショ

り，また二つの石英斑岩試料ではさらに大きく

ン・トラック法の閉鎖温度は冷却速度にもよる

異なる．これらの事実は火成活動が性質の異なが210-260℃である（Brandon and Vance,

るマグマに由来する可能性を示唆する．特にクレ1992）．K-Ar年代測定においては角閃石が約

ブラ鉱化帯近傍の石英斑岩（QP-1-2）のジルコ

500℃，黒雲母が約300℃，カリ長石が150〜

ンは錘面が発達していないものが多く，そのU濃180℃とされる（例えば佐藤ほか，1986；柴度は1400ppm以上と他の岩相のジルコンに比べ田，1991；兼岡，1998）．花崗斑岩のやや若いて著しく高い．一方ベルリン鉱化帯付近の試料

値12.6Ma（金属鉱業事業団，2001）について（QP-8）には火成岩起源の柱状ジルコンと，貫は，三井金属鉱業㈱社内資料によれば測定対象

入時に周囲の基盤堆積岩から捕獲された円磨さが白色鉱物フラクション（主に長石類）とされたジルコンが含まれ，U濃度はともに低い．堆れ，閉鎖温度が低温であることから，より低温

積岩起源の円磨されたジルコンの年代は捕獲時のまで冷却した時期を示している可能性がある．一熱で概ねリセットしている．

方，花崗閃緑斑岩の16.6Ma（五味ほか，1998；
金属鉱業事業団，1998）については，三井金属

謝辞

鉱業㈱社内資料によれば測定対象の黒雲母のK量

本研究を進めるにあたり三井金属鉱業株式会社

は3.7％と通常（6-8％）よりも低く角閃石混入および同ペルー支社，サンタルイサ鉱業株式会社が認められるとされる．角閃石のK-Ar系の閉鎖

および三井金属資源開発株式会社の関係者の皆

温度は約500℃と高いことから，より高温時の古様には試料採取に便宜を図っていただいた．日本

い年代を見かけ上示している可能性もある．

原子力研究開発機構（JAEA）原子力科学研究所

石英斑岩については，クレブラ鉱化帯近くの石の皆様には中性子の照射に際してご協力いただい

英斑岩（QP-1-2）のジルコンのU濃度は約た．アブストラクトおよびキャプションは本学の1400ppmであるのに対し，ベルリン鉱化帯近傍

Barry Roser氏に校閲していただいた．電力中央で採取された石英斑岩（QP-8）のジルコンのU研究所の伊藤久敏氏および金沢大学の長谷部徳

濃度は200〜280ppmであり，両者のU濃度は約5

子氏には査読を通して貴重なご指摘とご意見を倍異なる．クレブラ複合岩体主要岩相のジルコン賜った．以上の皆様に心より感謝申し上げます．

（550-650ppm）に比較すると前者は約2倍，後者は約半分のU濃度である．また両者のジルコン

参考文献の結晶形態も大きく異なる．岩石の化学組成のBaumgartner R., 2007, Source and evolution

特徴から石英斑岩を形成したマグマはクレブラ複in space and time of hydrothermal ﬂuids

合岩体主要岩相のそれとは性質が異なることがat the Cerro de Pasco Cordilleran base

指摘されているが（金属鉱業事業団，2001），

metal deposit, Central Peru. Ph. D thesis,

ジルコンのU濃度や結晶形態の差異もこのことをUniversity of Geneva, Switzerland. Terre

支持する．また石英斑岩のなかにも複数の性質& Environment 66, 167p.

の異なるマグマ活動の存在が示唆される．

Bissig T., Ullrich T.D., Tosdal R.M., Friedman
R. and Ebert S., 2008, The time-space

まとめ

distribution of Eocene to Miocene

パ ル カ 鉱 山 の 鉱 化 関 連 火 成 岩 の ジル コ ン のmagmatism in the central Peruvian

フィッション・トラック年代を測定した．クレブ

polymetallic province and its

ラ複合岩体主要岩相から13.6Ma, 13.9Ma,

metallogenetic implications. Journal of

14.1Maおよび14.2Maが得られた．またスカルSouth American Earth Sciences, 26,

ン変質帯との密接な関連が示唆される石英斑岩

16-35.

（流紋岩質）から14.2Maおよび13.3〜14.0Ma

Brandon M.T. and Vance J.A., 1992, Tectonicの値が得られた．これらの年代はいずれも中期中

evolution of the Cenozoic Olympic

新世の限られた時代範囲を示し，Iskaycruzやsubduction complex, Washington State, as

Cerro de Pascoなどの経済的に重要な鉱床群のdeduced from ﬁssion track ages for

鉱化関連火成岩の年代と調和的である．

detrital zircons. American Journal of9Science，292：565-636．

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