フィリピン海プレート創成過程復元と島弧創成メカニズムの解明

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22540473
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 石塚 治 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 主任研究員 (90356444)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 俊嗣 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究グループ長 (80344125) ; 田村 芳彦 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, チームリーダー (40293336) ; 谷 健一郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 技術研究副主任 (70359206)
• Keywords: プレート沈み込み開始 / フィリピン海プレート / パラオ海盆 / Ar/Ar年代測定 / 古地磁気測定 / 火成活動史

Research Abstract

西フィリピン海盆南部及びパラオ海盆は、フィリピン海プレートで最も古い部分の一つで、既存データがほぼ皆無であった。この海域の拡大形成史、火成活動史を理解することは、伊豆小笠原マリアナ島弧におけるプレート沈み込み開始を決定づける要因(どのような状況で沈み込みが開始されて、島弧形成にいたるのか)や、沈み込み開始時のマグマの化学的特徴の成因の解明、さらに初期島弧地殻構造の解釈の上で必要不可欠である。このため我々は、南部フィリピン海のテクトニクス復元を主目的とする調査航海を2010年10月下旬から約3週間実施した。航海では海底岩石試料採取、海底地形、地磁気航走観測を行った。その結果、パラオ海盆とフィリピン海盆の拡大方向及び様式が異なることが明らかになった。また、両海盆の境界をなすフラクチャーゾーンの海底地形の特徴から、これまでの見解と異なり,両海盆は同時期に拡大していた可能性が出てきた。
海盆底から採取された試料は、その化学的特徴から、海洋地殻上部を構成する玄武岩であることが明らかになった。これは、これらの岩石の年代決定と地磁気異常データの解釈により、海盆の形成時期 、拡大形成史を解明できることを示している。
今回の航海では、パラオ海盆東縁をなす、九州パラオ海嶺(古伊豆小笠原弧)の基盤岩の採取も実施した。その結果、驚くべきことに変成岩類を得た。これは、伊豆小笠原弧がこれまで考えられてきたような単純な海洋性島弧ではない可能性を提起する重要な結果である。
調査船下船後、パラオ諸島の移動履歴から、フィリピン海プレートの運動を復元する目的で、パラオ諸島陸上部での古地磁気および年代決定用試料の採取を実施、現在分析中である。
以上今年度は、伊豆小笠原マリアナ島弧形成にいたるプレート沈み込み開始期のフィリピン海プレートのテクトニクスを検討する上で、非常に貴重な試料、データの取得に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Making and breaking an Island arc : a new perspective from the Oligocene Kyushu-Palau arc, Philippine Sea (2011)
  • Author(s): Ishizuka, O., Taylor, R.N., Yuasa, M., Ohara, Y.
  • Journal Title: Geochemistry, Geophysics, Geosystems Volume: 12
  • DOI: 10.1029/2010GC003440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Termination of backarc spreading : Zircon dating of a giant oceanic core complex (2011)
  • Author(s): Tani, K., Dunkley, D.J., Ohara, Y.
  • Journal Title: Geology Volume: 39 Pages: 47-50
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Izu Peninsula, Japan : Zircon geochronology reveals a record of intra-oceanic rear-arc magmatism in an accreted block of Izu-Bonin upper crust (2011)
  • Author(s): Tani, K., Fiske, R.S., Dunkley, D.J., Ishizuka, O., Oikawa, T., Isobe, I., Tatsumi, Y.
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 303 Pages: 225-239
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Migrating shoshonitic magmatism tracks Izu-Bonin-Mariana intra-oceanic arc rift propagation (2010)
  • Author(s): Ishizuka、 O.、 Yuasa、 M.、 Tamura、Y.、 Shukuno、 H.、 Stern R.J.、 Naka、J.、 Joshima、 M.、 Taylor、 R.N
  • Journal Title: Earth and Planetary Science Letters Volume: 294 Pages: 111-122
  • DOI: doi:10.1016/j.epsl.2010.03.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Missing Oligocene Crust of the Izu-Bonin Arc : Consumed or Rejuvenated During Collision? (2010)
  • Author(s): Tamura, Y., Ishizuka, O., Aoike, K., Kawate, S., Kawabata, H., Chang, Q., Saito, S., Tatsumi, Y., Arima, M., Takahashi, M., Kanamaru, T., Kodaira, S., Fiske, R.S.
  • Journal Title: Journal of Petrology Volume: 50 Pages: 685-723
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of water depth on pumice formation in submarine domes at Sumisu, Izu-Bonin arc, western Pacific (2010)
  • Author(s): Allen, S.R., Fiske, R.S., Tamura, Y.
  • Journal Title: Geology Volume: 38 Pages: 391-394
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-term growth and subsidence of Ascension Island : Constraints on the rheology of young oceanic lithosphere (2010)
  • Author(s): Minshull, T.A., Ishizuka, O., Garcia-Castellanos, D.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 37
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution from fore-arc oceanic crust to island arc crust : A seismic study along the Izu-Bonin fore arc (2010)
  • Author(s): Kodaira, S., Noguchi, N., Takahashi, N., Ishizuka, O., Kaneda, Y.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 115
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フィリピン海プレート創成過程復元と島弧創成メカニズムの解明 (2011)
  • Author(s): 石塚 治、山崎俊嗣、荻津 達、田村芳彦、谷健一郎、針金由美子、坂本 泉、片山陽平、住澤潤樹、志多伯龍一、佐々木智弘、 畠山 映、 竹友祥平、 川村明加、岡田聡
  • Organizer: ブルーアース'11
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-08
• [Presentation] 初期フィリピン海プレート地殻構造の全容解明に向けた大東海嶺群における潜航調査:YK10-04航海速報 (2011)
  • Author(s): 谷健一郎, 宿野浩司, 平原由香, 高橋俊郎, Alex Nichols, 柵山徹也, 石塚治, 植田勇人, 木村翔, 秋月龍之介, Daniel Joseph Dunkley
  • Organizer: ブルーアース'11
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-07
• [Presentation] Petrogenesis of primitive basalts formed at an early stage of subduction zone evolution : Geochemical characteristics and the origin of high-Mg basalts from the Hahajima Island Group, the Ogasawara (Bonin) Islands (2010)
  • Author(s): Kanayama, K., Umino, S., Ishizuka, O.
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] Making and breaking an Island arc : a new perspective from the Oligocene Kyushu-Palau arc, Philippine Sea (2010)
  • Author(s): Ishizuka, O., Taylor, R.N., Yuasa, M., Ohara, Y.
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] Structure and composition of the Southern Mariana Forearc : new observations and samples from Shinkai 6500 dive studies in 2010 (2010)
  • Author(s): Ohara, Y., Reagan, M., Ishizuka, O., Stern, R.J.
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(アメリカ合衆国)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] 伊豆小笠原弧におけるスラブ由来物質-時空変化からの制約- (2010)
  • Author(s): 石塚治, 湯浅真人, 田村芳彦, 宿野浩司, Stern, R.J., Taylor, R.N.
  • Organizer: 地球化学会年会
  • Place of Presentation: 立正大学(埼玉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 海洋性島弧における沈み込み開始プロセスとそのタイムスケール (2010)
  • Author(s): 石塚治, 湯浅真人, 谷健一郎, 海野進, M.Reagan, 金山恭子, 針金由美子, 宮嶋優希, 坂本泉
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] Evolution of the Philippine Sea : constraints from the new observations at Godzilla Mullion (2010)
  • Author(s): 小原泰彦、Snow, J.E., 石塚治, 谷健一郎
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] Geology of the Mariana Fore-arc near Guam (2010)
  • Author(s): Reagan, M., 小原泰彦、 Stern, R.J., 石塚治
  • Organizer: 地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-27