東南極セール・ロンダーネ山地に産するグレンビル造山期深成岩の火成活動史と成因解明

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23540534
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 亀井 淳志 島根大学, 総合理工学部, 准教授 (60379691)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柚原 雅樹 福岡大学, 理学部, 助教 (30330898) ; 小山内 康人 九州大学, 比較社会文化研究科(研究院), 教授 (80183771) ; 外田 智千 国立極地研究所, 地圏研究グループ地質分野, 准教授 (60370095) ; 柴田 知之 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40332720)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 変トーナル岩 / 原生代 / セール・ロンダーネ山地 / 南極

Research Abstract

南極大陸セール・ロンダーネ山地にはグレンビル期に活動した変トーナル岩体が約70×15km の広範囲にわたり分布する．この岩体はロディニア・ゴンドワナの２度の超大陸造山作用を経験した可能性を有するが，その最初の形成過程は明らかでない．本研究では，本岩体の活動史と成因の解明から，超大陸へと発展した花崗岩質地殻岩石の初期形成過程とそのテクトニクスの解明を目的とした． 本研究では，岩体を成す４つの山塊（ルンケリッゲン・ワルヌム山・ビーデレー山・ニルスラルセン山）について岩石記載・化学分析・年代測定を実施し，(1)岩体区分，(2)マグマの成因解明，および(3)活動年代の決定を行う．平成２３年度は主にルンケリッゲンおよびワルヌム山を対象とした．解析の結果，ワルヌム山の岩石はマイロナイト化を被る片麻状トーナル岩で構成され，低Ｓｒソレアイトの地球化学的特徴を示すが，ルンケリッゲンの岩石は弱片状トーナル岩で高Ｓｒカルクアルカリ・アダカイトの特徴を有することが分かった．同位体分析およびジルコンSHRIMP年代測定からは，ソレアイト質トーナル岩が約998Maに未成熟火山弧の環境で形成されたものであり，アダカイト質トーナル岩は約945Maに沈み込んだ海洋地殻の融解で形成されたことが示唆された．このことから，セール・ロンダーネ山地の変トーナル岩体は，ロディニア超大陸イベントを経験しておらず，未成熟火山弧における花崗岩質初期地殻として形成していたという新たな知見を得るに至った．今後のビーデレー山およびニルスラルセン山の解析が重要である．これらの成果については，学会発表・誌上発表を行った．

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究作業に関しては，南極大陸セール・ロンダーネ山地の変トーナル岩体のルンケリッゲンおよびワルヌム山の岩石記載・化学分析・年代測定を当初計画通りに実施できた．さらに，獲得したデータについて，(1)岩体区分，(2)マグマの成因解明，および(3)活動年代の決定を順調に完了できた．この中で特筆すべきこととして，「本研究対象はロディニア超大陸イベントを経験しておらず，未成熟火山弧の花崗岩質初期地殻として後期原生代に形成していた」という新知見を得るに至った．Ｐｂ同位体分析に関しては予備実験を実施し，測定試料の選定を進めて分析準備に入れた．　成果公表に関しては，前述のような新知見の獲得があって学会講演・誌上発表が計画以上の速さで進展した．本課題の関連研究に関する成果公表も順調に進んでいる．

Strategy for Future Research Activity

平成２４年度は前年度同様の解析手法によりビーデレー山およびニルスラルセン山の変トーナル岩の研究に取り組み，岩体区分・成因解明・年代測定を実施する．本課題達成に必要な基本データは２４年度でおおむね取得完了する予定である．課題対象（南極大陸セール・ロンダーネ山地の変トーナル岩体）の２３年度の解析結果を踏まえ，変トーナル岩体の活動史と成因に関する考察を行い，岩体形成時のテクトニクスについて予察的モデルを構築する．また，研究成果の学会発表・誌上発表を本年度より精力的に進める予定である．　平成２５年度は，研究課題達成のための補足データ（特に岩石化学組成および同位体組成）を取得し，南極大陸セール・ロンダーネ山地の変トーナル岩体に関する前年度までの考察結果を整理・総括し，ゴンドワナ超大陸へと発展していった花崗岩質地殻岩石の最初の形成過程とそのテクトニクスを解明する．また，研究成果の誌上発表を行う．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成２４年度では，主に岩石の処理・化学分析・年代測定にかかる消耗品費のほか，旅費および成果印刷費の使用を予定している．消耗品費の具体的用途は，薄片作成，蛍光Ｘ線分析，ICP-MS分析，TIMS分析，SHRIMP分析に必要な薬品・紙類・ガス類・消耗小型部品などの購入である．旅費は学会参加および研究打ち合わせなどである．また，平成２３年度からの繰越金が５００千円ある．これは予定していたＳｍ・Ｎｄ同位体試薬（見積額４２６千円）に関して，本研究課題採択前に急なデータ取得が必要となり，事前調達を行ったことによる．繰越金については本年度以降の化学分析にかかる消耗品費を増額し，計画当初よりも精密な解析を実施することに活用する．　最終年度（平成２５年度）は課題達成のための補足データの取得および研究総括が主となる．経費は分析消耗品費・旅費・成果印刷費に使用する予定である．

Research Products

• [Journal Article] Chemical overprinting of magmatism by weathering: A practical method for evaluating the degree of chemical weathering of granitoids (2012)
  • Author(s): Kamei, A., Fukushi, K., Takagi, T., Tsukamoto, H
  • Journal Title: Applied Geochemistry Volume: 27 Pages: 796-805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contrasting Archaean crustal records in western part of the Napier Complex, East Antarctica: New constraints from SHRIMP geochronology (2012)
  • Author(s): Horie, K., Hokada, T., Hiroi, Y., Motoyoshi, Y., Shiraishi, K
  • Journal Title: Gondwana Research Volume: 21 Pages: 829-837
  • DOI: 10.1016/j.gr.2011.08.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 山陰帯島根県尾原に分布する混成岩および優白質花崗岩の火成活動 (2012)
  • Author(s): 藥師寺亜衣, 亀井淳志, 柴田知之
  • Journal Title: 地質学雑誌 Volume: 118 Pages: 20-38
  • DOI: 10.5575/geosoc.2011.0021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New SHRIMP U-Pb zircon ages and CHIME monazite ages from South Harris granulites, Lewisian Complex, NW Scotland: implications for two stages of zircon formation during Palaeoproterozoic UHT metamorphism (2012)
  • Author(s): Baba S., Dunkley D., Hokada T., Horie K., Suzuki K. and Shiraishi K.
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 200-203 Pages: 104-128
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2012.01.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnesiohögbomite-2N4S: a new polysome from the central Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2012)
  • Author(s): Shimura, T, Akai, J., Lazic, B., Armbruster, T., Shimizu, M., Kamei, A., Tsukada K., Owada, M., Yuhara, M.
  • Journal Title: American mineralogist Volume: 97 Pages: 268-280
  • DOI: 10.2138/am.2012.3827
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inferred ultrahigh-temperature metamorphism of amphibolitized olivine granulite from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): Nakano, N., Osanai, Y., Baba, S., Adachi, T., Hokada, T., Toyoshima, T.
  • Journal Title: Polar Science Volume: 5 Pages: 345-359
  • DOI: 10.1016/j.polar.2011.03.005
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 原生代に活動した東南極セール・ロンダーネ山地のアダカイト質・非アダカイト質変トーナル岩の地球化学的特徴 (2011)
  • Author(s): 亀井淳志・大和田正明・柚原雅樹・志村俊昭・束田和弘・寺尾まどか・原 有希・手打晋二郎
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学
  • Year and Date: 2011年9月11日
• [Presentation] 始生代インド南部ダールワール岩体の変成作用プロセス (2011)
  • Author(s): 外田智千・Satish-Kumar M.・Nasheeth Abdulla・上野雄一郎・山崎里英・奥平敬元・白石和行
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会
  • Place of Presentation: 茨城大学
  • Year and Date: 2011年9月11日
• [Presentation] Apparent age of deposition of metacarbonate rocks from Sor Rondane Mountains, East Antarctica. (2011)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Kawakami, T., Ishikawa, M., Tsuchiya, N., Grantham, G.H.
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Science
  • Place of Presentation: 英国エジンバラ大学
  • Year and Date: 2011年7月11日
• [Presentation] Magnesiohögbomite-2N4S, a new polysome from the central Sor Rondane Mountains, East Antarctica: new endmember model of hoegbomite group minerals (2011)
  • Author(s): Shimura, T, Akai, J., Lazic, B., Armbruster, T., Shimizu, M., Kamei, A., Tsukada K., Owada, M., Yuhara, M.
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Science
  • Place of Presentation: 英国エジンバラ大学
  • Year and Date: 2011年7月11日
• [Presentation] Metapelitic gneisses from Austkampane, Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): Hokada, T., Adachi, T., Osanai, Y., Nakano, N., Toyoshima, T., Baba, S.
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Science
  • Place of Presentation: 英国エジンバラ大学
  • Year and Date: 2011年7月11日
• [Presentation] 東南極，セール・ロンダーネ山地のベンゲン花崗岩の産状と化学組成 (2011)
  • Author(s): 亀井淳志・大和田正明・柚原雅樹・志村俊昭・束田和弘・原有希・寺尾まどか・手打晋二郎
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2011年11月17日
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地，原生代マグマ過程とリソスフェアの進化 (2011)
  • Author(s): 大和田正明・亀井淳志・柚原雅樹・志村俊昭・束田和弘
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2011年11月17日
• [Presentation] Apparent age of deposition of meta-carbonate rocks from Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): 大辻奈穂・Satish-Kumar, M.・亀井淳志・河上哲生・石川正弘・土屋範芳・Grantham, G.H.
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2011年11月17日
• [Presentation] セール・ロンダーネ山地小指尾根、ヘグボマイト含有スカルンの鉱物共生とその意義 (2011)
  • Author(s): 志村俊昭・大和田正明・柚原雅樹・亀井淳志・束田和弘
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2011年11月17日
• [Presentation] セールロンダーネ山地中央部のユニット境界に関する新たな知見 (2011)
  • Author(s): 外田智千・小山内康人・馬場壮太郎・中野伸彦・足立達朗・豊島剛志
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 2011年11月17日
• [Presentation] Chemostratigraphy of metacarbonate rocks in the East African Antarctic Orogen (2011)
  • Author(s): Satish-Kumar, M., Miyamoto, T., Nakano, N., Otsuji, N., Hokada, T., Kamei, A., Osanai, Y., Grantham, G.H., Windley, B., Shiraishi, K
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Science
  • Place of Presentation: 英国エジンバラ大学
  • Year and Date: 2011-07-11