微小・微量鉱物に残された太古代変成作用とテクトニクス

• 研究課題/領域番号: 19K04043
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 青木 一勝 岡山理科大学, 基盤教育センター, 准教授 (70586677)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: ジルコン / アパタイト / LA-ICP-MS / 太古代 / 微量元素 / TTG / 年代測定 / 花崗岩 / 変成岩 / チタナイト / 石英 / U-Pb / プレートテクトニクス / U-Pb年代

研究開始時の研究の概要

プレートテクトニクスの開始時期についてはよく分かっていない。これは、岩石形成年代が古ければ古いほど、後の時代の変成・変質などの影響により形成情報の書き換えが起こり、形成初期の情報が消失してしまうからである。しかし、そういった情報は後の影響を免れやすい岩石中の微小・微量鉱物のなかに残されている可能性がある。そこで地球上で最も古い時代の岩石を産する太古代地質体に注目し、最新の分析技術をその中に含まれる微小・微量鉱物に適用することで、形成プロセスに関わる初期情報を引き出す。そして、得られた結果から太古代の変成作用やテクトニクスを議論することで、地球におけるプレートテクトニクス開始時期を検証する。

研究成果の概要

本研究では、変成岩や火成岩に含まれるジルコンやアパタイトやチタナイト、さらには白雲母といった微小・微量鉱物の年代測定や定量分析などの測定条件を検証し、得られた条件を南アフリカに産するバーバートン花崗岩―緑色岩帯（BGGT）に適用した。その結果、BGGTで起きた造構運動下では海洋台地(海山)の沈み込みと流体による融解プロセスがマグマ生成の主要な役割を果たし、また表層岩石をエクロジャイト相の深部まで沈み込ませる比較的低い地温勾配であったことが示された。これらのことから、少なくともBGGTは、表層地殻が側方運動するようなテクトニクスによって形成された可能性が高いことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で取り組んだ研究課題は、地球史におけるプレートテクトニクスの開始時期特定や、現在の地球では生成しないTTG花崗岩の成因解明など、岩石記録が少ない地質時代の未解決問題と密接な関わりがある。本研究の学術的意義は、そういった未解決問題の糸口を掴むために太古代岩石の微小・微量鉱物に注目し、測定機器を駆使して、当時の造構運動の痕跡を読み取ったことと言える。また、社会的意義の面では、本研究は経済的な実利性はないが、教育現場や教養のための新しい「知」としての役割を持っているため、この新しい「知」とともにまだ「未解決」な部分を合わせて説明することで、学校教育が掲げる「探究的な学び」につながると考える。

研究成果

• [雑誌論文] Apatite U-Pb dating of dinosaur teeth from the Upper Cretaceous Nemegt Formation in the Gobi Desert, Mongolia: contribution to depositional age constraints (2023)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, M., Aoki K., Chiba, K., Saneyoshi, M., Kodaira, S., Nishido, H., Mainbayar, B., Tsogtbaatar, K., Ishigaki, S.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: accepted 号: 1
  • DOI: 10.1111/iar.12488
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Calcium Isotope and Elemental Differences between Medullary and Cortical Bones in Domestic Chicken (2023)
  • 著者名/発表者名: Kodaira. S., Tanaka. Y., Hayashi. S., Aoki. S., Hirata. T, Ishigaki. S., Aoki, K.
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 32 号: 2 ページ: 127-132
  • DOI: 10.2485/jhtb.32.127
  • ISSN: 1341-7649, 1880-828X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age, petrogenesis, and tectonic implications of the late <scp>Permian</scp> magmatic rocks in the <scp>Middle Gobi</scp> volcanoplutonic <scp>Belt</scp> , <scp>Mongolia</scp> (2022)
  • 著者名/発表者名: Ganbat Ariuntsetseg、Tsujimori Tatsuki、Miao Laicheng、Safonova Inna、Pastor‐Gal?n Daniel、Anaad Chimedtseren、Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Chimedsuren Munkhnasan
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 31 号: 1
  • DOI: 10.1111/iar.12457
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pressure effect on cathodoluminescence emission intensity recorded in metamorphosed detrital zircons of the Sanbagawa schists (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Y., Aoki K., Kogiso T., Seo Y., Aoki S., Nishido H.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 31 号: 1
  • DOI: 10.1111/iar.12444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neoproterozoic Eclogite-to Granulite-Facies Transition in the Ubendian Belt, Tanzania, and the Timescale of Continental Collision (2022)
  • 著者名/発表者名: Morita Isamu、Tsujimori Tatsuki、Boniface Nelson、Flores Kennet E、Aoki Shogo、Aoki Kazumasa
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 63 号: 3 ページ: 1-24
  • DOI: 10.1093/petrology/egac012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 関東山地北縁の川井山石英閃緑岩体：ジルコンU-Pb年代測定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土屋裕太・照屋海人・青木翔吾・菅原久誠・能美洋介・青木一勝
  • 雑誌名: Naturalistae 巻: 26 ページ: 47-51
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Late Paleozoic?Early Mesozoic granitoids in the Khangay-Khentey basin, Central Mongolia: Implication for the tectonic evolution of the Mongol-Okhotsk Ocean margin (2021)
  • 著者名/発表者名: Ganbat Ariuntsetseg、Tsujimori Tatsuki、Miao Laicheng、Safonova Inna、Pastor-Gal?n Daniel、Anaad Chimedtseren、Baatar Munkhtsengel、Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Savinskiy Ilya
  • 雑誌名: Lithos 巻: 404-405 ページ: 106455-106455
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106455
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Crustal evolution of the Paleoproterozoic Ubendian Belt (SW Tanzania) western margin: A Central African Shield amalgamation tale (2021)
  • 著者名/発表者名: Ganbat Ariuntsetseg, Tsujimori Tatsuki, Boniface Nelson, Pastor-Galan Daniel, Aoki Shogo, Aoki Kazumasa
  • 雑誌名: Gondwana Research 巻: 91 ページ: 286-306
  • DOI: 10.1016/j.gr.2020.12.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 関東山地三峰地域大滝層群の変成年代 : イライトK-Ar年代測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤大地, 森本錬, 八木公史, 青木翔吾, 土屋裕太, 青木一勝
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 127 号: 7 ページ: 437-442
  • DOI: 10.5575/geosoc.2021.0011
  • NAID: 130008114178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical and geochronological constraints on the origin and emplacement of the Shimo‐ondori diorites in Shikoku, Southwest Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Fukuyama Mayuko、Ogasawara Masatsugu、Tsuchiya Yuta
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 30 号: 1 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1111/iar.12420
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] LA-ICP-MS U-Pb dating of the 401 apatite (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shogo., Date Yuki., Nishido Hirotsugu., Aoki Kazumasa
  • 雑誌名: Naturalistae 巻: 25 ページ: 23-27
  • NAID: 40022563547
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Kibi Plateau: A stable-coherent tectonic unit in the active Japanese Islands (2020)
  • 著者名/発表者名: Sonehara Takafumi、Yagi Koshi、Takeshita Hiroyuki、Aoki Kazumasa、Aoki Shogo、Otofuji Yo-ichiro、Itaya Tetsumaru
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-020-60448-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Ashizuri granite-alkaline gabbro complex in the forearc of a Paleogene accretionary complex, Shikoku, Japan: Constraints on evolution by zircon U-Pb age and trace element composition (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Takumi、Aoki Kazumasa、Windley Brian F.、Aoki Shogo
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 54 号: 6 ページ: 411-420
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0611
  • NAID: 130007953555
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oceanic-arc subduction, stagnation, and exhumation: zircon U-Pb geochronology and trace-element geochemistry of the Sanbagawa eclogites in central Shikoku, SW Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Tsujimori Tatsuki、Sakata Shuhei、Tsuchiya Yuta
  • 雑誌名: Lithos 巻: 358-359 ページ: 105378-105378
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2020.105378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the Tonaru body in the Sanbagawa metamorphic belt, SW Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Chiba Kentaro、Sakata Shuhei、Tsuchiya Yuta、Kato Daichi
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 29 号: 1
  • DOI: 10.1111/iar.12332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcite U-Pb age of the Cretaceous vertebrate‐bearing Bayn Shire Formation in the Eastern Gobi Desert of Mongolia: Usefulness of caliche for age determination (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurumada Yuto、Aoki Shogo、Aoki Kazumasa、Kato Daichi、Saneyoshi Mototaka、Tsogtbaatar Khishigjav、Windley Brian F.、Ishigaki Shinobu
  • 雑誌名: Terra Nova 巻: 32 号: 4 ページ: 246-252
  • DOI: 10.1111/ter.12456
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-situ U-Pb age determination of titanite by LA-ICP-MS (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S. and Aoki, K.
  • 雑誌名: Naturalistae 巻: 24 ページ: 7-12
  • NAID: 40022291350
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] An attempt at apatite U-Pb dating of dinosaur teeth in the Gobi Desert of Mongolia (2023)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa AOKI, Kentaro CHIBA, Mototaka SANEYOSHI, Khishigjav TSOGTBAATAR, Shinobu ISHIGAKI
  • 学会等名: Japan Geoscinece Union Meeting 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Petrogenesis of the mid-Archaean tonalite-trondhjemite-granodiorite rocks in the Barberton granitoid-greenstone terrain: constraints from geochemical and isotopic signatures of zircon (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa AOKI, Shiho MIYAKE, MayukoFUKUYAMA, Masatsugu OGASAWARA, Tsuyoshi KOMIYA
  • 学会等名: Japan Geoscinece Union Meeting 2022
  • 国際学会
• [学会発表] モンゴル国ゴビ砂漠、恐竜歯化石のU-Pb年代測定：最初の試み (2022)
  • 著者名/発表者名: 田辺 美羽, 千葉謙太郎, 青木一勝
  • 学会等名: 日本地質学会第129年学術大会
• [学会発表] Detrital zircon geochemistry in the Shimanto Accretionary Complex: Tectonic constraints on formations of the Jurassic to Cretaceous batholiths in the eastern Asian margin (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoki, S., Aoki., K., Fukuyama, M., Ogasawara, M
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] 北アルプス南部、滝谷花崗閃緑岩に産するジルコンのカソードルミネッセンス測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 土屋裕太、青木一勝、西戸裕嗣
  • 学会等名: 日本地質学会第128年学術大会
• [学会発表] モンゴル国ゴビ砂漠に分布する古脊椎動物化石含有層の年代制約 (2021)
  • 著者名/発表者名: 青木一勝
  • 学会等名: 日本古生物学会2021年年会
  • 招待講演
• [学会発表] Alkaline magmatism in a fore-arc region: igneous activity in relation to the Ashizuri igneous complex, SW Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Takumi and Aoki Kazumasa
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting2020
  • 国際学会
• [学会発表] Metamorphic P-T condition of the Inyoni shear zone rocks in the Barberton Greenstone Belt, South Africa and its significance (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato, D., Aoki, K., Tsuchiya, Y., Aoki, S. and Komiya, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会 (JpGU2019)
  • 国際学会
• [備考] 岡山理科大学教育推進機構
  • URL: https://www.ous.ac.jp/kikou/education/kyouin/