押し上げ

押し上げ（おしあげ、obduction）は、地質学的過程の一つであり、より高密度の海洋地殻（および上部マントル）が収束型境界において沈み込む海洋プレートから剥ぎ取られ、隣接するプレートの上に乗り上げる現象である。 海洋プレートと大陸プレートが収束するとき、通常は高密度の海洋地殻が沈み込みによって大陸地殻の下に沈み込む。 押し上げは比較的稀な現象であり、通常は造山帯でのプレート衝突（沈み込む海洋プレートの一部が大陸プレート上に付加する場合）Dewey, J. F., 1975. The role of ophiolite obduction in the evolution of the Appalachian/Caledonian orogenic belt. In: N. Bogdanov (editor), Ophiolites in the Earth’s Crust. Acad. Sci. U.S.S.R. (in press)や背弧海盆（プレート衝突の応力により大陸縁辺部が大陸本体から引き離される地域）で起こる。

押し上げによって海洋リソスフェアが付加されると、特徴的な岩石集合であるオフィオライトが形成される。この集合には深海性の堆積岩（チャート、石灰岩、砕屑岩）、火成岩（枕状溶岩、火山ガラス、火山灰など）およびかんらん岩（マントル岩）が含まれる。 ジョン・マクフィーは押し上げによるオフィオライト形成を「海洋地殻が海溝に滑り込み、大陸の下に潜り込むと、その地殻の一部、すなわちオフィオライトが上部から削ぎ取られ、大陸の縁に乗る」と表現している。

押し上げは、沈み込み帯に捕らえられた大陸地殻の断片が存在する場合に発生し、マントル由来の苦鉄質岩や超苦鉄質岩が大陸地殻の上に乗り上げることになる。また、2つの大きなプレートの間に小さなテクトニックプレートが挟まれた際にも発生しやすく、その際、島弧や海洋地殻が新たな地形として大陸に接合されることがある。2つの大陸プレートが衝突する際、両者の間に存在する海洋地殻の押し上げが造山運動の一部となることもある。

 形成の様式 

 沈み込み帯での楔状押し上げ 
この過程は、海溝（沈み込み帯）の内側の壁の下および背後で作動する。海洋地殻およびマントルのスライスが、沈み込むプレートの上部から引き裂かれ、もう一方のプレートの先端に高圧集合体として楔状に押し込まれるDewey, J. F., 1976. Ophiolite Obduction. Tectonophysics, v. 31, p.93-120.。

このような引張応力の環境下では、海洋地殻および上部マントルが弱体化・亀裂化し、オフィオライトのスラブが上盤プレートに取り込まれる可能性がある。

オフィオライトスライスおよび島弧の断片が大陸の先端部に向けて段階的に集積されることで、長期間にわたる付着成長が進行する。

 大西洋型大陸縁辺部への圧縮的テレスコーピング 
この形式の最も単純な押し上げは、大陸斜面の近くに沈み込み帯が発達することで始まる可能性がある。沈み込み帯の上および背後では、海洋地殻とマントルが沈み込むプレートの上に盛り上がって乗り上げる。  

沈み込み帯と大陸縁の間の海洋が徐々に飲み込まれ、大陸縁が沈み込み帯に達すると、巨大な楔状またはスライス（ナップ）として海洋地殻とマントルが大陸縁を乗り越えて押し出される。

比較的軽い大陸地殻の浮力により大規模な沈み込みが妨げられる場合、沈み込みの極性反転が生じ、下降プレートの上にオフィオライトシートが横たわる形となる。

ただし、沈み込み帯と大陸縁の間に広大な海域が存在する場合は、島弧および背弧海盆が形成され、大陸縁と衝突する可能性がある。さらなる収束により火山弧の岩石集合が衝上され、続いて沈み込みの極性反転が発生することもある。  

地質学的集合体および変形したオフィオライトの基盤岩、火成貫入岩の特徴から、ニューファンドランド西部のコースタル・コンプレックスはこの機構によって形成されたと考えられている。

 大西洋型大陸縁への重力滑動 
この仮説では、活発に拡大中の中央海嶺の段階的な隆起、リソスフェア上部からのスライスの切断、そしてそれらのスライスが重力によって大陸縁へと滑り落ちる過程を含む。  

この概念は、オマーンのセマイル・オフィオライトの形成に関してラインハルトReinhardt, B.M., 1969. On the genesis and emplacement of ophiolites in the Oman Mountains geosyncline. Schweiz. Mineral. Petrog. Mitt., 49:1-30によって提唱された。また、チャーチChurch, W. R., 1972. Ophiolite: its definition, origin as oceanic crust, and mode of emplacement in orogenic belts, with special reference to the Appalachians. Dep. Energy, Mines Resourc. Can., Publ., 42:71-85.およびチャーチとスティーブンスChurch, W.R., and Stevens, R.K., 1971. Early Paleozoic ophiolite complexes of the Newfoundland Appalachians as mantle-oceanic crust sequences. J. Geophys. Res., 76:1460-1466.は、ニューファンドランド西部のベイ・オブ・アイランズのオフィオライトの形成にこの機構を適用した。  

ただし、後にこの仮説は、海洋リソスフェアの下に大陸縁が沈み込むという説に置き換えられた。

 拡大リッジの沈み込み帯への変換 
多くのオフィオライト複合体は、プレート拡大によって生成された直後に、薄く高温な状態で押し上げされたシートとして配置された。  

広がるプレート境界から沈み込み境界への転換は、プレート運動の急速な再配列によって引き起こされる可能性がある。  

また、トランスフォーム断層が沈み込み帯に変化し、より高く、熱く、薄いリソスフェア側が、低く、冷たく、厚いリソスフェアを乗り越えるようになることもある。この機構が大陸斜面付近で発生した場合、オフィオライト複合体の押し上げが引き起こされる。

 拡大リッジと沈み込み帯の干渉 
拡大リッジが沈み込み帯に接近すると、両者の衝突によって複雑な相互作用が生じる。このとき、沈み込みに関連した堆積岩および拡大に関連した火成岩活動が同時に見られるようになる。  

残存するリッジは沈み込むか、あるいはトレンチを乗り越えてアーク-トレンチ間のギャップや島弧地塊へとオフィオライトとして移動することがある。

一例として、カリフォルニア沖のファラロンプレートの漸減が挙げられる。オフィオライトの押し上げは、両プレート間が右横ずれのトランスフォーム断層であるため予想されていなかった。しかし、クラプレート／太平洋プレートとアラスカ／アリューシャン列島との大規模衝突は、太平洋プレートのアラスカ下への沈み込みを引き起こした。  

この際、押し上げや拡大リッジが「飲み込まれた」形跡はほとんど見られていない。

 背弧海盆 
デューイとバードDewey, J. F. and Bird, J.M., 1971. Origin and emplacement of the ophiolite suite: Appalachian ophiolites in Newfoundland. J. Geophys. Res., 76:3179-3206. は、オフィオライトの一般的な押し上げ形式は、背弧の縁辺部海盆の閉鎖に関係すると提案している。  このような背弧海盆の沈み込みによる閉鎖中に、海洋地殻およびマントルのスライスが隣接する前縁地帯に押し出され、オフィオライトシートとして配置されることがある。火山弧および背弧海盆の高熱流束領域では、リソスフェアが特に薄くなる傾向がある。

この薄いリソスフェアは、圧縮応力が加わると、緩やかに傾斜した逆断層に沿って破断しやすくなる。そのような状況では、リソスフェアの薄いシートが切り離され、隣接するリソスフェアの上を滑るように移動し、最終的にオフィオライトシートとして隣接する大陸前縁に配置される可能性があるDewey, J. F., 1976. Ophiolite Obduction. Tectonophysics, v. 31, p.93-120.。  このメカニズムは、プレート収束の一形態であり、薄くて熱い海洋リソスフェアが、より冷たく厚いリソスフェアの上に押し上げされる現象である。

 大陸衝突 
海洋が2つの大陸リソスフェアに挟まれて徐々に閉鎖される過程で、上昇してきた海洋地殻およびマントルのくさびが両大陸間に挟まれ、切り離されて大陸隆起に沿って上昇し始める。収束が継続すると、弧-トレンチギャップが衝上され、最終的には火山弧の火成岩や火山岩が含まれる岩石群が衝上されることになる。

海洋領域の完全な沈み込みの後にも収束が継続する場合、大陸内部でのさらなる地殻短縮作用を通じて、次の段階の構造運動が起こる可能性がある。このようなメカニズムは、地中海地域のさまざまな海盆の形成に関与していると考えられている。  アルプス・ヒマラヤ造山帯は、ユーラシアプレートとアフリカプレートの総体的な収束にともなうプレート相互作用の複雑な歴史を示しているとされるDewey, J. F., 1976. Ophiolite Obduction. Tectonophysics, v. 31, p.93-120.。

 事例 
現在、海洋プレートの下に大陸プレートが押し上げされている事例はほとんど知られていないが、過去には複数回発生したと考えられている。  

そのため、世界中に押し上げされた海洋地殻やより深部のマントル岩が露出している例が存在する。

例えば、ニューカレドニアは、最近の押し上げの一例である。  

アメリカ・カリフォルニア州北部のクラマス山地には、いくつかの押し上げされた海洋スラブが存在しており、最も有名なのはコーストレンジ・オフィオライトである。  

また、押し上げされた岩体の断片は、以下のような地域にも見られる。

 オマーンのハジャル山脈
 キプロスのトロードス山脈
 ニューファンドランド
 ニュージーランド
 ヨーロッパのアルプス
 シェトランド諸島のアンスト島およびフェトラー島
 ノルウェーのレーカ島
 北アメリカ東部のアパラチア山脈にあるブルーリッジ・オフィオライト

 脚注 

Category:地質作用
Category:プレートテクトニクス
Category:未査読の翻訳があるページ