Petrology and geochronology of Neoproterozoic Kuunga Orogeny: implications for the assembly of Gondwana Supercontinent

• Project/Area Number: 18H01300
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 角替 敏昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50252888)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 之恭 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (00370990)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: クーンガ造山帯 / ゴンドワナ超大陸 / ジルコン年代 / 高度変成岩 / 造山帯 / 変成岩 / 大陸衝突型造山帯 / ゴンドワナ / 地殻進化 / 新期原生代

Outline of Annual Research Achievements

初年度である本年度はマラウイおよびインドの地質調査を実施し、当該地域の変成岩および火成岩類を採集してクーンガ造山帯の岩石学的・年代学的研究に着手した。
まずマラウイについては平成30年7月に調査を行い、特に南部地域に露出している基盤岩類の地質調査を行った。室内での岩石処理の結果、この岩石は主に花崗岩および玄武岩を原石とした変成岩であること、変成作用の温度は800℃を超える高温の変成岩であること、また花崗岩である花崗岩の形成年代は10億年前の火山弧における火成作用で形成されたことなどを明らかにした。マラウイの基盤岩類について、このような系統的な研究をした例は初めてであり、その成果の第一報として12月に開催された極域科学シンポジウムにて成果を発表した。
またインドについては、太古代の安定地塊であるバスター地塊の地質調査と岩石試料採集を平成31年1月に実施した。その結果、この地塊の形成は約28-25億年前の火成作用で形成された火山弧の花崗岩類を基盤とし、約16億年前の東西バスター地塊の衝突にともなう造山運動によって形成されたことを初めて明らかにした。なおこの研究成果は令和元年にElsevierの国際誌であるGondwana Researchに掲載され、高い評価を受けている。
それ以外の研究として、すでに岩石試料を採集済みのクーンガ造山帯の他地域の研究を行った。たとえばジンバブエ・ザンベジ変成帯、スリランカ・ハイランド岩体、マダガスカル・イフシ岩体の岩石学的・年代学的研究を実施し、その成果を学術論文として国際誌に発表した。
本研究の成果として、国際雑誌への論文掲載（オンライン公表済みを含む）11件、国際学会における研究発表8件、国内学会における研究発表12件がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の成果として、国際雑誌への論文掲載（オンライン公表済みを含む）11件、国際学会における研究発表8件、国内学会における研究発表12件があり、順調に成果をあげているため。

Strategy for Future Research Activity

引き続きクーンガ造山帯に相当する南極-インド-スリランカ-アフリカ地域の地質調査および岩石試料採集と、室内実験を並行して行う。特に今後はまだデータの乏しい南部アフリカ地域の研究を集中的に実施するため、ザンビア東部、ジンバブエ北部、ボツワナ東部の研究に着手する。これら調査地域から岩石試料を採集し、岩石学的・年代学的研究を行う。ただし、この報告書を作成時点では新型コロナウィルスの影響により海外での地質調査が困難な状態にあるため、計画通りの調査実施が困難と判断された場合には、予算の一部を次年度に繰り越して調査を延長する可能性がある。そのような事態となった場合には、すでに採集済みの岩石について再度見直しを行い、岩石の成因についてより詳細な研究を実施する。最終年度である2021年度は主に成果公表および論文執筆活動を中心に行う。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 中国地質大学(中国)
• [Journal Article] Cordierite-bearing granulites from Ihosy, southern Madagascar: Petrology, geochronology and regional correlation of suture zones in Madagascar and India (2019)
  • Author(s): Tang Li、Pan Meng、Tsunogae Toshiaki、Takamura Yusuke、Tsutsumi Yukiyasu、Rakotonandrasana N.O.T.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 10 Pages: 2007-2019
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2018.05.014
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Petrology, geochemistry, and zircon U-Pb geochronology of the Zambezi Belt in Zimbabwe: Implications for terrane assembly in southern Africa (2019)
  • Author(s): Kuribara Yusuke、Tsunogae Toshiaki、Takamura Yusuke、Tsutsumi Yukiyasu
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 10 Pages: 2021-2044
  • DOI: 10.1016/j.gsf.2018.05.019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Petrology, phase equilibria modelling and zircon U-Pb geochronology of garnet-bearing charnockites from the Miyun area: Implications for microblock amalgamation of the North China Craton (2019)
  • Author(s): Tang Li、Santosh M.、Tsunogae Toshiaki
  • Journal Title: Lithos Volume: 324-325 Pages: 234-245
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2018.11.012
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemical and isotopic imprints of early cretaceous mafic and felsic dyke suites track lithosphere-asthenosphere interaction and craton destruction in the North China Craton (2019)
  • Author(s): Xue Fei、Santosh M.、Tsunogae T.、Yang Fan
  • Journal Title: Lithos Volume: 326-327 Pages: 174-199
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2018.12.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Buds of Santonian magmatism associated with Marion hotspot in southern India (2019)
  • Author(s): Shaji E.、Santosh M.、Li Shan‐Shan、Manikyamba C.、Tsunogae T.、Dhanil Dev S.G.、Panicker Arathi G.、Dhanakumar Singh Th.、Subramanyam K.S.V.
  • Journal Title: Geological Journal Volume: 54 Pages: 3174-3187
  • DOI: 10.1002/gj.3405
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pressure-temperature-time evolution of ultrahigh-temperature granulites from the Trivandrum Block, southern India: Implications for long-lived high-grade metamorphism (2019)
  • Author(s): Kadowaki Hikaru、Tsunogae Toshiaki、He Xiao-Fang、Santosh M.、Takamura Yusuke、Shaji E.、Tsutsumi Yukiyasu
  • Journal Title: Geological Journal Volume: 54 Pages: 3041-3059
  • DOI: 10.1002/gj.3422
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Eoarchean to Neoproterozoic crustal evolution of the Mantiqueira and the Juiz de Fora Complexes, SE Brazil: Petrology, geochemistry, zircon U-Pb geochronology and Lu-Hf isotopes (2019)
  • Author(s): Kuribara Yusuke、Tsunogae Toshiaki、Santosh M.、Takamura Yusuke、Costa Antonio Gilberto、Rosiere Carlos A.
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 323 Pages: 82-101
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2019.01.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Petrology and phase equilibrium modeling of granulites from Obudu in the Benin-Nigerian Shield, Southeastern Nigeria: Implications for clockwise P-T evolution in a collisional orogen (2019)
  • Author(s): Ugwuonah, E.N., Tsunogae, T., Ekwueme, B.N.
  • Journal Title: Mineralogy and Petrology Volume: 113 Pages: 353-368
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long-lived metamorphic P?T?t evolution of the Highland Complex, Sri Lanka: Insights from mafic granulites (2018)
  • Author(s): He Xiao-Fang、Hand Martin、Santosh M.、Kelsey David E.、Morrissey Laura J.、Tsunogae T.
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 316 Pages: 227-243
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2018.08.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Complexity of characterizing granitoids in high-grade terranes: An example from the Neoarchean Verbaard granitoid, Limpopo Complex, Southern Africa (2018)
  • Author(s): Rajesh H.M.、Safonov O.G.、Basupi T.O.、Belyanin G.A.、Tsunogae T.
  • Journal Title: Lithos Volume: 318-319 Pages: 399-418
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2018.08.019
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Neoarchean suprasubduction zone magmatism in the Sonakhan greenstone belt, Bastar Craton, India: Implications for subduction initiation and melt extraction (2018)
  • Author(s): Manu Prasanth M.P.、Hari K.R.、Chalapathi Rao N.V.、Santosh M.、Hou Guiting、Tsunogae Toshiaki、Pandit Dinesh
  • Journal Title: Geological Journal Volume: 54 Pages: 3980-4000
  • DOI: 10.1002/gj.3398
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] FIB-TEM analysis of ultrahigh-temperature sapphirine + quartz granulite from southern India: Implications for post-peak exhumation path (2018)
  • Author(s): Nishimiya, Y. and Tsunogae, T.
  • Organizer: XXII Meeting of the International Mineralogical Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neoproterozoic terrane assembly in the Lutzow-Holm Complex, East Antarctica: Implications for multiple collisional events during Gondwana assembly (2018)
  • Author(s): Tsunogae, T., Takahashi, K., Takamura, Y.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Petrology, geochemistry and geochronology of mafic-ultramafic rocks along the Bhavani suture zone, South India (2018)
  • Author(s): Uthup, S., Tsunogae, T., Rajesh, V.J., Takamura, Y., Santosh, M., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] U-Pb zircon and monazite geochronology and phase equilibria modeling of khondalites from the Trivandrum Block, southern India: implications for a clockwise P-T evolution (2018)
  • Author(s): Kadowaki, H., Tsunogae, T., He, X.F., Santosh, M., Takamura, Y., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The timescale of high-grade metamorphism in Tenmondai Rock, the Lutzow-Holm Complex of East Antarctica, based on zircon U-Pb geochronology and REE geochemistry (2018)
  • Author(s): Takamura, Y., Tsunogae, T., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Petrology, phase equilibria modeling and U-Pb zircon geochronology of partially-melted pelitic gneiss from the Wanni Complex, Sri Lanka: implications for rapid exhumation history (2018)
  • Author(s): Hirayama, E., Tsunogae, T., Malaviarachchi, S.P.K., Takamura, Y., Dharmapriya,, P.L., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neoproterozoic crustal evolution in Gondwana. Evidence from Sri Lanka (2018)
  • Author(s): He, X.F., Santosh, M., Tsunogae, T., Hand, M., Kelsey, D.E., Morrissey, L.J., Malavialachchi, S.P.K., Dharmapriya, P.L.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Petrochemical charcteristics of ferromagnesian minerals in basement rocks of Bangladesh: Genetic and tectonic perspectives (2018)
  • Author(s): Hossain, I., Jannatun, N., Rahman, Md.S, Khatun, M.M.
  • Organizer: 15th International Conference on Gondwana to Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スリランカ・ワンニ岩体産グラニュライトの部分溶融組織からみた高度変成作用の年代と継続時間 (2018)
  • Author(s): 平山 恵理、角替 敏昭、高村 悠介、堤 之恭、Sanjeewa Malaviarachchi、西宮 ゆき
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] FIB-TEM分析によるサフィリン+石英共生をもつ超高温変成岩の温度圧力経路の解析 (2018)
  • Author(s): 西宮 ゆき、角替 敏昭
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 東南極リュツォ・ホルム岩体北東部の天文台岩に産する変成岩の温度-圧力-時間的進化 (2018)
  • Author(s): 高村 悠介、角替 敏昭、堤 之恭
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 南インド・トリバンドラム岩体に産する超高温泥質グラニュライトのジルコンU-Pb年代と希土類元素パターンからみた変成温度-圧力-時間経路 (2018)
  • Author(s): 門脇 ひかる、角替 敏昭、M. Santosh、高村 悠介、堤 之恭
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 東南極リュツォ・ホルム岩体にみられる新原生代縫合帯と新太古代大陸断片（白瀬大陸）の広域比較 (2018)
  • Author(s): 角替敏昭、高橋一輝、高村悠介
  • Organizer: 日本地質学会第125年学術大会
• [Presentation] ジンバブエ・ブフワグリーンストン帯の変成作用と年代からみたカラハリクラトンの形成時期 (2018)
  • Author(s): 角替敏昭、George Belyanin
  • Organizer: 日本鉱物科学会2018年年会
• [Presentation] 相平衡モデリングおよびジルコン年代測定からみた東南極リュツォ・ホルム岩体のグラニュライト相変成作用 (2018)
  • Author(s): 高橋一輝、角替敏昭、高村悠介、堤 之恭
  • Organizer: 日本鉱物科学会2018年年会
• [Presentation] Neoarchean arc magmatism in Bhavani suture zone, South India: Insights from geochemistry and zircon U-Pb geochronology (2018)
  • Author(s): Uthup, S., Tsunogae, T., Rajesh, V.J., Takamura, Y., Santosh, M., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: The 9th Symposium on Polar Science
• [Presentation] Petrological analyses and U-Pb geochronology with REE geochemistry of zircons in granulites from Tenmondai Rock in the Lutzow-Holm Complex, East Antarctica (2018)
  • Author(s): Takamura, Y., Tsunogae, T., Tsutsumi, Y.
  • Organizer: The 9th Symposium on Polar Science
• [Presentation] The Lutzow-Holm Bay Suture Zone: A major crustal break in the Lutzow-Holm Complex, East Antarctica (2018)
  • Author(s): Tsunogae, T., Takamura, Y., Takahashi, K.
  • Organizer: The 9th Symposium on Polar Science
• [Presentation] Petrogenesis of kyanite-bearing pelitic schists from the La France Formation, Murchison Greenstone Belt in the northern Kaapvaal Craton, South Africa (2018)
  • Author(s): Tsunogae, T., Koizumi, T., van Reenen, D.D., Smit, C.A.
  • Organizer: The 9th Symposium on Polar Science
• [Presentation] Petrology of orthogneisses from the Mozambique Belt in southern Malawi: Preliminary report (2018)
  • Author(s): Tsunogae, T., Uthup, S., Nyirongo, M.W., Takamura, T., Takahashi, K., Rahman, Md.S.
  • Organizer: The 9th Symposium on Polar Science