2012 Fiscal Year Research-status Report
火成作用の変遷からみたゴンドワナ超大陸の形成と地殻・マントル進化過程
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23540559
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
大和田 正明 山口大学, 理工学研究科, 教授 (50213905)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 研究教育系, 准教授 (60370095)
亀井 淳志 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (60379691)
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| Keywords | ゴンドワナ超大陸 / 東南極 / 東ドロンイングモードランド / セール・ロンダーネ山地 / 大陸衝突帯 / 火成活動史 / 変成作用 / マントル進化 |
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| Research Abstract |
東南極セール・ロンダーネ山地は，ゴンドワナ超大陸形成時の衝突帯に位置し，各種の火成岩によって貫かれている．しかし，これら火成作用とゴンドワナ超大陸の形成や分裂などテクトニックセッティングとの対応関係は明確でない．本研究は，セール・ロンダー
ネ山地の火成活動史，マグマの成因そして大陸同士の衝突年代から，衝突帯の火成作用とテクトニクス及び地殻・マントルの進化過程を解明する．
平成24年に計画した具体的な研究項目は，(1)火成活動史の確立，(2)マグマの起源物質の推定，および(3)火成岩・変成岩の同位体比組成と同位体年代からみた地殻・マントルの進化過程，の3点である．この研究の最終目的は，ゴンドワナ超大陸の形成史および構造発達史の理解である．そのため，特にセール・ロンダーネ山地に分布する火成岩・変成岩の形成年代と各時代に活動した火成岩の化学的特徴の詳細な記述を目的とした．具体的な成果は以下の通りである．
1．火成活動史や変成年代を明らかにするため，野外の産状からすでに相対的なマグマの貫入順序を確立された各貫入ステージの代表的岩石の年代を測定すると同時に，これまで報告されているデータを整理し，より詳細な火成活動史を編むことに成功した．
2．変成作用の解析と年代測定結果から，ゴンドワナ超大陸形成に関する大陸ー大陸衝突の年代を解明した．また，ゴンドワナ大陸衝突以前に起こった沈み込みたい火成活動に伴う低圧型変成作用の時期について限定できるデータを得た．
3．各貫入ステージで活動した苦鉄質マグマの組成に着目し，それらマグマを形成したテクトニックセッティグを明らかにした．さらに，マグマの化学的特徴から大陸衝突の前後におけるリソスフェアマントルの進化過程を推定し，その進化過程とマグマの成因を関連づけて解析した．
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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
上述した通り，平成24年度は，ゴンドワナ超大陸の形成史および構造発達史を理解するため，セール・ロンダーネ山地に分布する火成岩・変成岩の形成年代と各時代に活動した火成岩の化学化学的特徴を明らかにし，大陸衝突の前後におけるリソスフェアマントルの進化過程とそれに関連づけて，各ステージの火成活動の特徴を明らかにすることができた．また，これまで報告されてきた，変成年代や火成活動の年代を整理することで，大陸衝突以前，衝突時そして衝突後の火成活動史を編むことに成功した．
本研究は３年の計画で進めている．平成24年度は計画に2年目にあたり，一年目に測定したデータのまとめもあわせて実施し，それらの成果を公表することができた．特に以下の２点に対する一定の見解を得ることができた．1．火成活動の年代と大陸衝突帯の発達史，そして2．マグマの成因及び火成作用とテクトニクスの関係．したがって，本年度の達成度は，おおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
一昨年度・昨年度に引き続き，研究目的に掲げたゴンドワナ超大陸形成に関する火成・変成作用とそれらをもたらしたテクトニクスおよび地殻・マントルの進化過程を解明するため，以下の研究に重点を置く．
1．火成活動史の詳細の解明：大陸衝突事変の前後における火成活動が連続的に活動したのか断続的に活動したのかを探るため，火成岩のジルコンU-Pb (SHRIMP)年代を測定する．特に中性～珪長質火成岩起源の変成岩(orthogneiss)に着目することで，火成活動史とその後の変成作用の時期を限定する．
2．マグマの起源物質の推定とその発生場の物理か学的条件の解明：各貫入ステージの火成岩について，主・微量成分化学組成およびSr, Nd同位体比組成の特徴を明らかにする．そして，ゴンドワナ超大陸形成以前から分裂までに貫入したマグマの成因と起源物質の組
成的特徴を推定する．また，各種岩石の溶融実験結果を適応して，マグマ生成場の温度・圧力条件を求め，地殻～マントルにかけての温度構造を解析する．
3．同位体組成から地殻・マントルの進化過程を求める：Ndモデル年代から火成岩や変成岩のマントル分離年代を求めることができる．また，ジルコンのインヘリテッド年代(inherited age)と組み合わせることで，地殻の再溶融（リサイクル）の過程や変成岩の原岩の形成年代を求め，マントルの進化や地殻発達史を解明する．
4．マグマ組成の変化とテクトニクスの関連性の解析：グマの成因とその背景にあるテクトニクスの関係を明らかにする．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
プロジェクトの最終年度にあたる平成25年度は平成23,24年度の成果を踏まえて検討を進める．特に火成活動史をより精密に確立することは，研究計画を遂行する上で核になる．この検討については引き続き実施する．また，マグマの起源とマグマ生成時の物理化学的条件を精密に解析する．これらを明らかにすることで超大陸形成における火成活動とテクトニクスの関係と地殻・マントルの進化過程が解明できる．そして，上記の成果を取りまとめ公表する．
以上を実施するため，次年度（平成25年度）は以下に配分の重点をおいて研究費を使用する．
1．年代測定と同位体比測定を実施するため，薬品等の消耗品費および分析施設へ出向くための旅費
2．微量元素組成の分析費用（依頼分析費）
3．成果を学会で発表するための旅費および原稿の投稿料費
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