東北本州弧における新生代火山岩組成の時空分布とマグマ起源物質の変遷

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07454129
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 吉田 武義 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80004505)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 賢一 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20158744) ; 永広 昌之 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10124554) ; 蟹澤 聡史 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70005784)
• Keywords: 新生代火山岩 / 東北本州弧 / マグマの時空分布 / マグマ起源物質 / マントル内等温面 / マグマ分離深度 / プロセス判定図

Research Abstract

新生代東北本州弧の火山活動は、陸弧活動期、背弧海盆活動期、島弧活動期に三分できる。陸弧活動期と島弧活動期ではマントル内等温面は背弧側へと単調に深く、陸弧活動期での勾配は島弧活動期に比べて緩く、火山フロント側でのマグマ分離深度が深い。一方、背弧海盆活動期では背弧側に高温の軸をもつ。後期中新世以降の島弧活動期では、Rbを横軸にとった多くのプロセス判定図上で、火山フロント側と背弧側火山岩のトレンドが分かれる。これは火山フロント側でのマグマ分離深度が浅くなり、部分溶融域が斜長石角閃石かんらん岩質の最上部マントルリソスフェア側へ移るとともに、背弧側では等温面が深くなり、火山活動が角閃石含有スピネルかんらん岩質の島弧性アセノスフェア由来のものに変わったためと思われる。マントル内での両者の分布域は、それぞれ火山フロント側低速度域と背弧側低速度域に対応している。マントル内の部分溶融域は新生代を通して長い発達史を持ち、その分布は、後期新生代の大規模陥没カルデラや第四紀成層火山の分布と密接な関係を有する。
東北本州弧の第四紀成層火山では、しばしば多様な岩系が同一火山で相伴うが、特にTHからCA系列への経時変化は顕著である。そのような変化はマグマ発生域での部分溶融度の低下、マグマ温度の低下、マグマ分化深度の上昇に伴うものと推定される。第四紀成層火山の噴火活動には、構造運動とも同期した約10万年あるいはそれ以下のオーダーの周期性と、火山間での活動の同期性が認められるが、これは、天体運動に由来する成分も含む広域応力の周期的変動に主にコントロールされていると思われる。

Research Products

• [Publications] M. Enami: "A mechanism for Na incorporation in garnet : An example from garnet in orthogneiss from the Su-Lu terrane, eastern China" American Mineralogist. 80. 475-482 (1995)
• [Publications] 長谷中利昭: "メキシコ火山帯中央部に産する海洋島型溶岩の年代と岩石学" 東北大学核理研研究報告. 28. 34-42 (1995)
• [Publications] 長谷中利昭: "妙高火山群溶岩の化学組成とマグマ溜り過程" 東北大学核理研研究報告. 28. 43-82 (1995)
• [Publications] 大口健志: "男鹿半島・門前層下部(漸新統)潜岩・加茂溶岩部層のK-Ar年代" 地質学論集. 44. 39-54 (1995)
• [Publications] 吉田武義: "新生代東北本州弧の地殻・マントル構造とマグマ起源物質の変遷" 地質学論集. 44. 263-308 (1995)
• [Publications] J. Kimura: "Igneous rock analysis using ICP-MS with internal standardization, isobaric ion overlap correction, and standard addition methods." Science Report of Fukushima University. 56. 1-12 (1995)
• [Publications] 木村純一: "乗鞍火山列下のマグマ供給系" 月刊地球. 18. 97-103 (1996)
• [Publications] 木村純一: "韓国標準試料の主成分および微量之素組成" 岩鉱. 91. 102-108 (1996)
• [Publications] S. Kanisawa: "Comparative studies of chemical composition of granitic rocks in the Japanese island arc and the Baltic shield." Japan Contribution to the IGCP, 1996. IGCP-315. 19-25 (1996)
• [Publications] 木村純一: "誘導統合プラズマ質量分析法の発展と岩石学への応用" 地球科学. 50. 277-302 (1996)
• [Publications] M. Ehiro: "Cephalopod fauna of the Nakadaira Formation (Lower Permian) in the Southern Kitakami Massif, Northeast Japan." Trans. Proc. Paleont. Soc. Japan. 179. 184-192 (1995)
• [Publications] M. Ehiro: "Permian ammonoid fauna of the Kitakami Massif, Northeast Japan -Biostratigraphy and paleobiogeography.-" Palaeoworld. 6 (in press). (1997)
• [Publications] 永広昌之: "アンモノイド化石からみた東アジアのペルム紀〜三畳紀古地理" 月刊地球. 18. 724-729 (1996)
• [Publications] M. Ehiro: "Latest Permian ammonoid Paratirolites from the Ofunato district, Southern -Kitakami Massif, Northeast Japan" Trans. Proc. Palaeont. Soc. Japan. 184. 592-596 (1996)
• [Publications] M. Ehiro: "Early Carboniferous ammonoid Irinoceras from the Onimaru Formation in the Southern Kitakami Massif, Northeast Japan" Jour. Geol. Soc. Japan. 102. 755-757 (1996)
• [Publications] 永広昌之: "南部北上古陸-ゴンドワナ大陸北縁での誕生と分離" 月刊地球. 18. 370-374 (1996)
• [Publications] M. Ehiro: "Formation and evolution of the South Kitakami Paleoland during the Paleozoic, with special reference to the geodynamics of eastern Asia" Japan Contribution to the IGCP, 1996. IGCP-321. 43-50 (1996)
• [Publications] S. Osozawa: "Arc-type and intraplate-type ridge′ basalts formed at trench-trench-ridge triple junction, implication for the extensive sub-ridge mantle heterogeneity" The Island Arc. 6 (in press). (1997)
• [Publications] 野村哲: "新版 地学事典" 平凡社, 1443 (1996)