フィッション・トラック

ニュースレター第 19 号

75-78

2006 年

学位論文概要紹介
ウラン・トリウム・ヘリウム法による熱年代学：放射系列の非平衡状態が年代に与える影響と南部フォッサマグナ地域，丹沢山地の上昇史の研究
山田国見*・田上高広*・K.A.Farley**・
鎌田浩毅***

Thermochronology using (U-Th)/He dating method: Investigation for
effects of secular disequilibrium on (U-Th)/He ages and uplift historyof the Tanzawa Mountains in the South Fossa Magna region
K. Yamada*, T. Tagami*, K.A.Farley**, and H. Kamata ****京都大学大学院理学研究科， Graduate School of Science, Kyoto Univ.

** カリフォルニア工科大学地質学惑星科学教室， Div. Geological & Planetary Sciences, CIT.
***京都大学大学院人間・環境学研究科， Graduate School of Human and Environmental Studies,
Kyoto Univ.

放射年代法を用いた熱年代学は岩石の熱史を推な分別が放射平衡を前提とした年代に無視できな定することで地殻中のさまざまな地質学的過程をい影響を与えることが指摘されている．約 300ka

明らかにしてきた．
さまざまな放射年代法のうち，という若い試料では影響が検出されている

ベクレルによる放射能の発見後，最初に試みられ(Farley et al., 2002) が，実際にどの程度の年代た放射年代法である (U-Th)/He 法はその後一まで補正が必要なのかは明らかではなかった．こ

世紀近くに渡ってほとんど省みられなかった．しれはその閉鎖温度の低さを利用して (U-Th)/He

かし近年，地質学的に意味のある非常に閉鎖温度法を低温領域を対象とする熱年代計として用いるの低い（アパタイトの場合 100 ℃以下）冷却年上で重要な課題であり，さらなる系統的な研究が代であると再解釈され (Zeitler, 1987)，アパタイ必要であった．

ト，ジルコン，チタン石等を用いた熱年代学的研

学位論文では (U-Th)/He 法の放射非平衡に究が行われている．特にアパタイトの閉鎖温度はよる影響について火山岩の K-Ar 年代を用いて良く研究された他のどの放射年代法と比べても低詳細に研究し，次にこの補正を考慮した

い．また，この方法は壊変定数が U-Pb 法に比(U-Th)/He 熱年代法を実際の上昇帯に適用した．

べて 6~8 倍大きく，放射起源ヘリウムの蓄積がまず，九州，豊肥火山地域の若い火山岩を高精度始まった時点での初期ヘリウムを無視できること

で K-Ar 年代測定した (Yamada et al., 2006;から放射起源ヘリウムが少量でも容易に検出でき，Fig. 1)．これにより各岩体の噴出年代を決定し，質量分析装置中のブランクヘリウムの量が無視で

山甲川流紋岩については広域火山灰の給源であるきることから少量のヘリウムを高精度で測定する

耶馬渓火砕流堆積物との年代関係をはっきりと決ことができるなど原理的に若い試料の年代測定にめることができた (Fig. 2)．渡神岳火山岩類につ適している．

いてはガウス正磁極期中の反転イベントよりも若ただし，約 1Ma 以下の (U-Th)/He 年代につい年代を示し，今回測定した岩体が渡神岳山頂にいては， U-238 の放射壊変系列における化学的分布するいわゆる渡神岳火山岩類と異なる岩体で75ある可能性を示した ．

Furukawa & Kamata, 2004. Earth, Planets and

次に，噴出後急冷した火山岩は異なる放射年代

Space 56, 517-524.

法の間で等しい年代を示すと考えられるから，既Hurford, 1986. Contributions to Mineralogy andに高精度で年代を決定した豊肥火山地域の火山岩

Petrology 92, 413-427.の K-Ar 年代と，新たに測定した (U-Th)/HeIto et al., 1989. Tectonophysics 166, 331-344.

年代とを比較することで (U-Th)/He 年代におKamata, 1985. Reports, Geological Survey of Japan

ける放射非平衡の影響の程度の関係を明らかにしNo. 264, 33-64 (in Japasene with English

た (Fig. 3)．これにより，˜0.3-0.4Ma 程度の火abstract).

山岩でも非平衡の影響は観察されること，これまKamata, 1997. Bulletin of Volcanology 51,

でよりも化学分別の程度が大きなアパタイトに対315-332.

しても補正が有効であること，理論上の限界より

Kawano & Ueda, 1966. The science reports of theも低い 0.7Ma 程度で非平衡の年代に対する影響

Tohoku University, Third series. 9, 525-539.

は見られないこと，が明らかになった．

Saito, 1993. Journal of Geomagnetism and

そして，非平衡の影響について調べられた

Geoelectricity 45, 261-272.

(U-Th)/He 熱年代法と FT 法を現世の活動的Saito et al., 1991. Journal of Geomagnetism andな島弧島弧衝突帯である南部フォッサマグナ地域

Geoelectricity 43, 921-935.に露出する丹沢トーナル岩複合岩体 (Fig.4) にSato et al., 1986. Journal of Geological Society of

対して適用した ．まず，複合岩体の (U-Th)/He

Japan. 92, 439-446 (in Japanese with English

年代はサンプリングの地域や高度との相関を示さabstract).

ず，従来の放射年代に比べてはるかに一様な結果となった

Sato et al., 1990. Journal of Geological Society of(Fig.5, 6) ． こ れ は ジ ル コ ン(U-Th)/He 年代である 3.3

Japan. 96, 69-72 (in Japanese with English title

0.2Ma, ˜200 ℃

and figure captions).

以降は岩体が一様に上昇・冷却したことを意味す

Singer et al., 1999. Journal of Geophysicalる．また，˜5-7Ma 以降の上昇速度には時期によResearch 104, 679-693.って 3 倍程度の変化が見られた (Fig. 6)．この変Tagami et al., 1998. Advances in fission-track

動は時期的には伊豆小笠原弧と日本弧の多重衝突

geochronology, 99-112.に伴う南部フォッサマグナ地域周辺のテクトニク

Uto & Suto, 1985. Report No.264 Geological

ス場の変化に対応させることができるが，実際にSurvey of Japan 67-83 (in Japanese with

力学的な因果関係があるとまでは言えない．

English abstract).
Yamada et al., 2006. Journal of Asian Earth

引用文献

Sciences, in press.

Amano, 1986. Earth Monthly 8, 581-585 (inZeitler, 1987. Geochimica et Cosmochimica Acta 51,Japanese).

2865-2868.

Brix et al., 2002. Tectonophysics 349, 309-326.
Farley et al., 2002. REVIEWS IN MINERALOGY &GEOCHEMISTRY 47, 819-844.

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Fig. 1 Geological map and sampling localities around the Hohi Volcanic Zone (HVZ), central Kyushu, Japan.
Inside the dotted line boundary is HVZ. Modified from Kamata (1992).

Fig. 2
Summary of the ages of the Yamakogawa
rhyolite and the Yabakei pyroclastic-flow deposit.
The Yabakei pyroclastic-flow deposit erupted withwidespread tephra during the Jaramillo normal
event. N, normally magnetized; R, reversed(Kamata, 1985; 1997; Furukawa and Kamata 2004.;
Uto and Suto, 1985). The magnetic polarity timescale is from Singer et al. (1999).

Fig. 3
Summary of secular disequilibrium uncorrected,corrected (U-Th)/He and K-Ar ages of the young
volcanics in Kyushu. Errors are 2 sigma. SE,Secular Equilibrium; FD, Full Disequilibrium.

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Fig. 4 Generalized geological map of the South
Fossa Magna region. After Amano (1986).

Fig. 6 Cooling rate for the Tanzawa Tonalite
complex based on (U-Th)/He and FT ages. Closure
temperature for zircon FT method is estimated
250 50C here (Hurford, 1986; Tagami et al.,
1998; Brix et al., 2002). Rounded square areas withsmall letters show the range of center values forreported ages and closure temperature for eachdating method.
Fig. 5 Reported radiometric ages of the Tanzawa
Tonalite complex. The ages are from Kawano andUeda (1966); Sato et al. (1986); Ito et al. (1989);
Sato et al. (1990); Saito et al. (1991); Saito (1993).
Errors are 1 s.e..

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