フィッション・トラック

ニュースレター第33号

25 - 272020年

伊豆弧の衝突と南部フォッサマグナ地域の山地形成：
低温領域の熱年代学による知見

小林 侑生*・末岡 茂**・福田 将眞**・長谷部 徳子***・田村 明弘***・森下 知晃***・田上高広*

Izu-Bonin arc collision and mountain formation of the South Fossa Magnaregion : New insight from low-temperature thermochronometry
Yumi Kobayashi*, Shigeru Sueoka**, Shoma Fukuda**, Noriko Hasebe***,Akihiro Tamura***, Tomoaki Morishita*** and Takahiro Tagami** 京都大学，Kyoto University** 日本原子力研究開発機構，Japan Atomic Energy Agency*** 金沢大学，Kanazawa University

研究背景法である，アパタイトのフィッション・トラッ

小笠原弧，すなわち島弧と島弧の衝突が現在を行い，さらに岩石の形成年代の推定のためク(AFT)法，アパタイトの(U-Th)/He (AHe)法

南部フォッサマグナ地域は，本州弧と伊豆―に，ジルコンのウランー鉛 (U-Pb)法を用い，も進行する世界でも特異な地域の１つであ

南部フォッサマグナ地域及びその周辺地域のる．したがって，南部フォッサマグナ地域で岩石の冷却・削剥史と衝突ブロックの関連をは，島弧同士の衝突によって大陸地殻が成長し議論した．研究地域としては，南部フォッサていく過程を研究することが可能である．南マグ ナ 地 域 内 の 関 東 山 地 ・ 身 延 山 地 に 加 え部フォッサマグナ地域では，四万十帯や秩父て，南部フォッサマグナ周辺の筑波山・足尾帯の帯状構造に，中新世以降に複数の花崗岩山地・奥秩父でも解析を行い，比較・検討を体が貫入し，さらに伊豆―小笠原弧の地殻ブ行った．

ロックが南方から衝突することで地殻構造が改変され，複雑な地下構造を成していると考え結果・解釈られている．伊豆―小笠原弧の地殻ブロックは，中期中新世以降に最大で４回，本州弧に南部フォッサマグナ周辺地域の筑波山の花崗衝突したと考えられている．その際に，被衝閃緑岩で37.05.9 Ma，沢入花崗閃緑岩（足突体である本州弧で生じた変形は，水平方向尾山地）で44.1

4.0 Ma，奥秩父で14.7については地質構造や古地磁気等の解析によ4.7 MaというAFT年代が得られた．これらのり検討されているが（天野ほか, 1999; 狩野,岩石の形成年代（筑波山の花崗閃緑岩のRb-Sr

2002; 平田ほか, 2010など），鉛直方向の知全岩アイソクロン年代：58-62 Ma [Arakawa見はほとんど得られていない．そこで本研究

and Takahashi, 1988], 沢入花崗閃緑岩体のでは，被衝突体である本州弧側の山地におい黒雲母K-Ar年代：92.6て，隆起・削剥史を定量的に検討し，地殻ブ

1998]，奥秩父における角閃石K-Ar年代：

ロックの衝突イベントとの関係を解明しよう

10.5と試みた．具体的には，南部フォッサマグナと合わせて考えると，筑波山の花崗閃緑岩と地域及びその周辺地域の白亜紀から中新世の沢入花崗閃緑岩のAFT年代は伊豆弧の衝突開花崗岩類を対象に，低温領域の熱年代学的手始より古い時代の冷却・削剥を，奥秩父の25

0.6 Ma [Sudo et al.,

1.5 Ma [Ueno and Shibata, 1986]）

AFT年代は岩体貫入時の急冷を反映している
謝辞と考えられる．一方，甲府花崗岩体（関東山地）の一部の地点では，7.6

鉱物分離については，（株）京都フィッショ

1.0 Ma, 9.2

0.5 MaというAFT年代が得ら

ン・トラックの檀原 徹博士と岩野英樹博士にれた．これらは伊豆弧の衝突開始以降の年代実施していただいた．²⁵²Cfによる照射処理及を示しており，また岩体形成年代と考えられてびAHe年代測定については，Melbourne大のいる黒雲母と角閃石のK-Ar年代（9-12 Ma

Barry Kohn教授，ジルコンU-Pb年代測定につ[Saito et al., 1997]）よりも有意に若い．

いては，JAEAの横山立憲博士，EPMA分析に2.2 Ma, 3.0より閉鎖温度が低いAHe年代については，筑ついては，JAEAの清水真由子氏と佐野直美氏

波山の花崗閃緑岩で21.8 6.7 Ma, 沢入花崗閃にご助力いただいた．

緑岩で42.8 19.8 Ma, 奥秩父で3.4 0.8 Ma,関東山地で5.7 1.7 Ma, 3.8 1.1 Ma,

引用文献

3.6 1.1 Ma, 身延山地で2.6 0.4 Maの年代が天野一男，マーティン J. アンドリュー，田中得られた．これらのAHe年代はすべてAFT年

舘宏橘，金栗聡，依田直樹，会津隆，

代よりも若いか誤差2σの範囲で一致した．

1999．島弧―島弧テクトニクスと体積盆

岩石の形成年代よりも若いAFT年代が得られの形成―南部フォッサマグナを例としてた地点においては，岩体の貫入以降の隆起・―，構造地質，43, 11-20

削剥イベントを反映している可能性が考えられ

Arakawa, Y. and Y. Takahashi, 1988. Rb-Srる．しかし，Yamada and Tagami (2008)にages of granitic rocks from the Tsukuba

よると，伊豆ブロックの衝突（~1 Ma）前後

district, Japan, J. Min. Petr. Econ.

において，伊豆ブロックに最も近い場所に位Geol., 83, 232-240

置している丹沢山地の削剥速度には増加が見平田大二，山下浩之，鈴木和恵，平田岳史，られない．したがって，ブロックの衝突が隆李毅兵，昆慶明，2010．プロト伊豆-マリ起・削剥イベントに影響を及ぼさない可能性

アナ島弧の衝突付加テクトニクス―レも考えられる．

ビュー―，地学雑誌，119 (6), 1125-1160

一方，本研究で実施したトラック長を用いた狩野謙一，2002．伊豆弧衝突に伴う西南日本

逆解析の結果によると，関東山地の北部，中弧の地殻構造改変，地震研究所彙報，77,央部及び身延山地では，1 Ma頃に急冷が見ら

231-248

れ，奥秩父及び関東山地の南部においては，

Saito, K., K. Kato and S. Sugi, 1997. K-Ar

4-5 Ma頃に急冷が見られた．急冷の年代のみ

dating studies of Ashigawa and Tokuwa

から考えると，1 Maは伊豆ブロックの衝突時

granodiorite bodies and plutonic期，4-5 Maは丹沢ブロックの衝突時期と一致

geochronology in the South Fossa

する．すなわち，これらの地殻ブロックの衝Magna, central Japan, The Island Arc,突イベントが，本州弧の山地形成の直接的な6, 158-167原因となっている可能性がある．ただし，以Sudo, M., K. Uto, K. Annno, O. Ishuzuka

上 の 解 釈 は 年 代 の 同 時 性 の み に 依 存 して おand S. Uchiumi, 1998. SORI93 biotite:

り，各衝突イベントと被衝突体の変形についA new mineral standard for K-Arて直接検証されたわけではない．冷却年代とdating, Geochem. Jour., 32, 49-58

衝突イベントの時期の関係の詳細な検討は，

Ueno, H. and K. Shibata, 1986.

今後の課題として挙げられる．

Radiometric ages of quartz diorite
bodies related to the Chichibu

26

pyrometasomatic deposits and their

the Tanzawa Tonalite Complex, inferred

relevance to the metallogenetic epoch,from (U-Th)/He Thermochronology andJ. Japan. Assoc. Min. Petr. Econ. Geol.,ﬁssion track analysis, Journal of81, 77-82

Geophysical Research, 113, B03402,

Yamada, K., and T. Tagami, 2008.

doi: 10.1029/2007JB00536

Postcollisional exhumation history of27