フィッション・トラック

ニュースレター第35号

19 - 21 2022年

北上山地における熱年代学データとその解釈
梶田侑弥*・末岡 茂**・福田将眞**・田上高広*

Thermochronological data in the Kitakami Mountains and their interpretation
Yuya Kajita*, Shigeru Sueoka**, Shoma Fukuda** and Takahiro Tagami** 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻，Graduate School of Science, Kyoto University** 日本原子力研究開発機構，Japan Atomic Energy Agency

はじめにンU-Pb年代は135〜120 Ma（e.g., Osozawa

プレート沈み込み帯のテクトニクスを大きく反年代の傾向は岩体の形成年代の不均質が原因でet al., 2019）でほぼ均一なので，AFTとAHe

弧-海溝系における前弧域の隆起・沈降は，はないと考えられる．またFT長を用いた熱史映したものと考えられる．しかしながら，東北

逆解析結果はいずれも徐冷を示し（図1），短日本弧前弧域では，地質学的時間スケールでの期的な熱イベントの存在は積極的には支持され隆起・削剥の定量的議論はほとんどなされておない．以上から，10⁶年以上のスケールでの地らず，プレート運動との関係も不明瞭である．

殻浅部における熱構造史もしくは隆起・削剥史

そこで本研究では東北日本弧前弧域に分布するが東西で異なると考えられる．ただし，西縁部

北上山地を対象に，白亜紀深成岩類のアパタイのAFTとAHe年代については，ほぼ同じ年代をトフィッション・トラック（AFT）年代，アパ示し，熱水イベントなどの局所的な加熱・急冷タイトヘリウム（AHe）年代のこれまでの結果が示唆されるため，広域的なテクトニクスを反（梶田ほか，2021）に，FT長分布を用いた熱映していないと考え，以下の議論からは除く．

史逆解析結果を加えた熱年代学データの解釈を熱構造史が異なる可能性としては，火山フロ試みた．

ントの移動の影響が考えられる．このとき火山

熱史逆解析

フロントはAFT年代の下限である約70 Maから縮・消滅し，この現象はアニーリングと呼ばれ付近にあったと想定される．ただし，北上山地

AHe年代の上限の約50 Maの間に北上山地中央

鉱物中に残されるFTは時間経過によって短中央部では70〜50 Maの火成活動を示唆するる．この時の短縮率は温度と時間をパラメー

火成岩は見つかっていない．

ターとしたアニーリング関数によって支配され一方で隆起・削剥史が異なる場合，AFT年代ることが知られている（Ketcham, 2019）．

からは沿岸部より内陸側を隆起させる隆起形態

熱史逆解析では試料中のFT長分布とアニーリが考えられる．同様にAHe年代からは東西でほング関数を利用して，試料の熱史の推定を行

ぼ一様な隆起が推定される．10⁶年以上の前弧う．本研究では熱史逆解析ソフトHeFTy ver.
1.9.3（Ketcham, 2005）を用いた．

域の隆起には底付け付加が支配的な要因の一つ

結果・考察

et al., 2020）．このunderplating modelでかって70 Ma程度まで若くなる．一方AHe年代部よりやや内陸側に隆起のピークを生じる.ことなり得る（underplating model; Menant
は，島弧横断方向に隆起量の差が見られ，沿岸AFT年代は東縁部の約130 Maから西に向れはAFT年代の東西傾向に整合的である．まは西縁部の約 80 Maを除けば約50〜30 Maにた，沈み込むプレート速度が5 cm/yr以下ではまとまる．北上山地の白亜紀深成岩類のジルコ

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underplating modelの隆起が起きないことも

34, 14-16示されている．土谷ほか（1999）によると北Ketcham, R. A., 2019, Fission-track

上山地ではアダカイト質の浄土ヶ浜流紋岩類のannealing: from geologic observations to活動時期（約44 Ma；梶田ほか，2021）にはthermal history modeling. Fission-Track

暖かいプレートが沈み込んでおり，海洋プレー

Thermochronology and its Application

トの沈み込み速度は比較的低速であったと考え

to Geology, 49-75.

られる．つまり，この時期の前後には底付け付Ketcham, R. A., 2005, Forward and inverse

加の隆起が停止していた可能性が高い．そのmodeling of low-temperature

後，底付け付加による隆起は再開したが，沈みthermochronometry data. Reviews in

込むプレートが交代したことにより，AHe年

mineralogy and geochemistry, 58(1),

代に東西で差をもたらすほどの削剥量の違いを275-314

生むに至らなかった可能性が考えられる．

Osozawa, S., Usuki, T., Usuki, M.,

今後の課題としては，①熱史逆解析地点数のWakabayashi, J., & Jahn, B. M., 2019,増加，②HeFTy以外の熱史逆解析ソフト

Trace elemental and Sr-Nd-Hf isotopic（QTQt; Gallagher, 2012）の利用，②より複compositions, and U-Pb ages for the

合的な隆起・削剥モデルとの比較検討，などがKitakami adakitic plutons: Insights into挙げられる．

interactions with the early Cretaceous
TRT triple junction oﬀshore Japan.

謝辞

Journal of Asian Earth Sciences, 184,

本報告は経済産業省資源エネルギー庁委託事

103968.

業「平成30-令和2年度高レベル放射性廃棄物

Menant, A., Angiboust, S., Gerya, T.,等の地層処分に関する技術開発事業（地質環境

Lacassin, R., Simoes, M., & Grandin, R.,

長 期 安 定 性 評 価 技 術 高 度 化 開 発 ）2020, Transient stripping of subducting（JPJ007597）」の成果の一部である.また,本slabs controls periodic forearc uplift.

研究は平成26-30年度文部科学省新学術研究領

Nature communications, 11(1), 1-10.

域「異なる時空間スケールにおける日本列島の土谷信高・古川聡子・木村純一，1999，北上変形場の解明」（代表：鷺谷威,課題番号

山地古第三紀浄土ケ浜流紋岩類の岩石学的26109003）によって助成された.

研究-パーアルミナスなアダカイト質マグマの成因，地質学論集，53，57-83
Gallagher, K., 2012, Transdimensional

引用文献

inverse thermal history modeling for梶田侑弥・末岡 茂・福田将眞・横山立憲・鏡quantitative thermochronology. Journal

味沙耶・長田充弘・田上高広，2021，アパof Geophysical Research: Solid Earth,

タイトフィッション・トラック熱年代学に117(B2)基づく北上山地の削剥史の推定，FTNL,

20図1．北上山地におけるFT長分布とその熱史逆解析結果

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