2016 Fiscal Year Annual Research Report
Long-term deformation of the Tohoku Arc: constraints from multi-thermochronometiries
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15H03736
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田上 高広 京都大学, 理学研究科, 教授 (80202159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 昭人 京都大学, 理学研究科, 助教 (90324607)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 東北日本弧 / 熱年代学 / アパタイト / (U,Th)/He / フィッション・トラック / 隆起－侵食－冷却 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
東北日本弧の長期変形過程を明らかにするために、低温領域の熱年代学を複合的に用いて長期歪速度の時空分布を高精度決定することを目指した。具体的には、アパタイトの (U,Th)/He年代測定とフィッション・トラック（FT）分析を行い、母岩の隆起－侵食－冷却過程を定量的に復元することを進めた。
まず、東北脊梁山脈を横切る測線の２番目として、岩手－秋田の北測線において現地フィールド調査を行い、岩石試料を系統的に約２０試料採取した。白亜紀の花崗岩類を中心に、第四紀火山などの２次的熱源を避け、ほぼ等間隔になるように試料を採取することができた。次に、採取した岩石試料を用いて鉱物分離を行い、十分量のアパタイトとジルコンを精選分離することができた。そこで、アパタイトの(U-Th)/He年代測定を優先的に進めた。また、福島－新潟の南測線において、アパタイトのFT分析（年代測定、Cfを用いたトラック長分布の精密解析、並びに熱史インバージョン）を行った。
アパタイトの(U-Th)/HeとFT年代は、地質スケールの熱年代系としては熱感度が非常に高く、それぞれ～70℃および～100℃という低い閉鎖温度を持つ。上記２つの測線における分析の結果、以下の事実が明らかになった：（１）東側部分にあたる太平洋側地域では、およそ50Ma程度またはそれより古い冷却年代を示す。（２）上記測線の西側部分にあたる日本海側地域では、年代値は比較的若くおよそ10-5Ma程度を示す。（３）上記測線の中央部分にあたる奥羽脊梁地域では年代値は最も若く、(U-Th)/He法ではおよそ1-2Ma程度を示す。
これらの結果は、上記３つの地域において、上昇－侵食－冷却史が大きく異なることを強く示唆する。今後、さらにデータを増強し、解釈を確実なものにすると共に、テクトニック境界などをより絞り込む必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、地質調査と試料採取が行えた。また、アパタイトの(U-Th)/He年代やFTデータなどの分析も順調に進み、当初予想していた以上の興味深い成果が得られたため。特に奥羽脊梁地域では、アパタイトを用いて非常に若い年代値が得られており、今後の詳細な上昇－侵食－冷却史の復元が大変期待されることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
２８年度が大変順調に進んだので、まず福島－新潟測線において、これまでに得られた(U,Th)/He法とFT法による 熱年代プロファイルの変化する地点近傍（特に、脊梁山脈付近から西側）の追加試料採取をさらに行い、下記の（２）～（５）の分析を行う。また、より北側の測線（岩手－秋田測線）においても、(U,Th)/He法による一次データが得られたので、まずFT法による 熱年代プロファイルを求める。さらに、熱年代プロファイルの変化する地点近傍での追加試料採取を行い、下記の（２）～（５）の分析を行う。さらに背弧側に補足的な測線を設置して下記の（１）～（５）の分析を行う。これらにより、測線間での比較検討を通じて、プロファイル変化の要因を確定することを目指す。
（１）現地フィールド調査と試料採取：測線にそって岩石試料を約２０個採取する。白亜紀の花崗岩類を中心に、第四紀火山などの２次的熱源を避け、ほぼ等間隔になるように試料を採取する予定である。
（２）鉱物分離：岩石試料からアパタイトとジルコンを精選分離する。
（３）FT分析とU-Pb年代測定
（４）(U-Th)/He年代測定
（５）熱熱史のインバージョン解析・熱年代プロファイルの作成：FT分析済み試料について、トラック長分布とFT年代を用いたインバージョンを行い、試料ごとに詳細な熱史を復元し比較する。これにより、各試料の冷却イベント開始の時期と温度（深度）を推定する。得られた４種類の熱年代（アパタイトHe～70℃; アパタイトFT～100℃; ジルコンHe～180℃; ジルコンFT～300℃; 図２参照）を測線上にプロットし、広域的な熱年代プロファイルを作成する。
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