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大陸性島弧基盤の発見:本当に海洋性島弧は海洋プレート上で誕生するのか

研究課題

研究課題/領域番号 20K04140
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
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

谷 健一郎  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (70359206)

研究分担者 山口 飛鳥  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30570634)
石塚 治  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 首席研究員 (90356444)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード伊豆小笠原マリアナ弧 / 南サンドイッチ弧 / スコチア海 / 大陸性基盤 / ジルコン年代測定 / 伊豆小笠原弧
研究開始時の研究の概要

海洋プレートが別のプレートの下に沈み込んでいく収束型境界はプレートテクトニクスの主たる原動力と考えられている。またプレート沈み込みは固体地球の表層から深部への物質循環に重要な役割を担っている。
しかしプレート境界でどのような物理的条件が整ったときに沈み込みが起こるのかという根源的な問題は未解明のままとなっている。
このため、本研究では現在の地球上で代表的な海洋性島弧とされている伊豆小笠原弧と南サンドイッチ弧に着目し、島弧創成期に存在していた土台(基盤)の地殻構造や形成年代を解明することで、沈み込み開始時の上盤側プレートについて物質科学的な制約を与えることを目指している。

研究成果の概要

本研究では海洋プレート同士の沈み込みによって形成される代表的な海洋性島弧とされてきた伊豆小笠原マリアナ弧と南サンドイッチ弧の基盤に注目し、調査航海と比較研究のための陸上調査を組み合わせて島弧創成期の上盤側プレートの地殻構造とテクトニック環境を解明することを目指した。
新型コロナウィルス感染拡大に伴う渡航制限によって、当初計画していた調査航海や陸上調査の実施に大きな影響があったが、代替地域の調査を実施することなどにより、両島弧の形成前には中生代の大陸性基盤が上盤側プレートに存在していることを明らかにし、その地球化学・年代学・岩石学的特徴を制約した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋性島弧に存在する大陸性基盤岩の起源を解明し、プレート沈み込み開始過程との因果関係を検証する試みは、プレートの沈み込みがどのような地質学的条件で発生するのかを明らかにするという、プレートテクトニクス理論で未解明の問いに対して重要な知見をもたらす。
また海洋性島弧が既存の大陸性基盤の上に形成されているという我々の仮説が正しければ、そのような既存大陸地殻の影響がないという前提で従来解釈されてきた様々なアプローチからの海洋性島弧研究が再検討を迫られる事態となり、今後の研究に大きな方向性を与える成果となる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 英国南極調査所(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] フィリピン大学(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 南極調査所(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学海洋研究所(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 英国南極調査所(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Surface friction of subducting seamounts influences deformation of the accretionary wedge2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuma, A. Noda, H. Koge, Y. Yamada, A. Yamaguchi, and J. Ashi
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 845 ページ: 229644-229644

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2022.229644

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin and Age of Magmatism in the Northern Philippine Sea Basins2022

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Osamu、Tani Kenichiro、Taylor Rex N.、Umino Susumu、Sakamoto Izumi、Yokoyama Yuka、Shimoda Gen、Harigane Yumiko、Ohara Yasuhiko、Conway Chris E.、Perez Americus、Sekimoto Shun
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 23 号: 4

    • DOI

      10.1029/2021gc010242

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Juvenile continental crust evolution in a modern oceanic arc setting: Petrogenesis of Cenozoic felsic plutons in Fiji, SW Pacific2022

    • 著者名/発表者名
      Marien Chris S.、Drewes-Todd Elizabeth K.、Stork Allen、Todd Erin、Gill James B.、Hoffmann J. Elis、Tani Kenichiro、Allen Charlotte M.、M?nker Carsten
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 320 ページ: 339-365

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.11.033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Juxtaposition of Cenozoic and Mesozoic ophiolites in Palawan island, Philippines: New insights on the evolution of the Proto-South China Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Dycoco Jesley Mei A.、Payot Betchaida D.、Valera Gabriel Theophilus V.、Labis Florence Annette C.、Pasco Julius A.、Perez Americus D.C.、Tani Kenichiro
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 819 ページ: 229085-229085

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2021.229085

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly refractory dunite formation at Gibbs Island and Bruce Bank, and its role in the evolution of the circum-Antarctic continent.2021

    • 著者名/発表者名
      Akizawa, K., Ishikawa, A., Fujita, R., Choi., S.H.
    • 雑誌名

      The Canadian Mineralogist

      巻: 59 号: 6 ページ: 1731-1753

    • DOI

      10.3749/canmin.2100030

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Nascent along arc magmatism is consistently hydrous as revealed by H concentrations in orthopyroxene phenocrysts: A study of boninites from the Izu-Bonin-Mariana Intraoceanic Arc2022

    • 著者名/発表者名
      Coulthard Jr., D., G. Zellmer, R. Brahm, T. Kuritani, M.K. Reagan, N. Sakamoto, T. Sano, K. Tani, H. Yurimoto
    • 学会等名
      Goldschmidt conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 巨摩山地桃の木亜層群のジルコンU-Pb年代2022

    • 著者名/発表者名
      箱守貴、谷健一郎、黒田潤一郎、山口飛鳥
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 巨摩山地桃の木亜層群の地質から制約する伊豆弧衝突開始年代2022

    • 著者名/発表者名
      箱守貴、谷健一郎、黒田潤一郎、山口飛鳥
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フィリピン海プレートの起源解明に向けて:白鳳丸KH-20-6 航海による大東海嶺群・北大東海盆の地殻構造発達史への制約2021

    • 著者名/発表者名
      谷健一郎・沖野郷子・田村千織・竹内誠・山本一平・石塚治・針金由美子・楠橋直・下岡和也・相田和之・植田勇人・奈良幸明・古川祐希・井上倫瑠・鈴木望夢・當山凛太郎・内山涼多・長瀨薫平・片山陽平・小松亮介
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 南大洋大西洋区における学際的観測研究の成果概要:白鳳丸KH-19-6 Leg4速報2020

    • 著者名/発表者名
      池原実・山口飛鳥・大西拓也・谷健一郎・野牧秀隆・高下裕章・KH-19-6 Leg4乗船研究者一同
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フィリピン海プレート海盆群の誕生と成長-伊豆小笠原弧プレート沈み込み開始過程解明に向けて―2020

    • 著者名/発表者名
      石塚治・谷健一郎・下田玄・針金由美子・佐藤太一・Rex N. Taylor・海野進・平天宇・坂本泉・横山由香・八束翔・内山涼多・若山知晃・鈴木愛実・成田佳南・小川知夏・小原泰彦
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The last unknown pieces of the Proto-Philippine Sea Plate: Huatung Basin and Gagua Ridge2020

    • 著者名/発表者名
      K. Tani, O. Ishizuka, K. Okino, H. Ueda
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mid-Cretaceous Tectonics of the Ryukyu arc reconstructed by geology of Kerama Islands, Okinawa2020

    • 著者名/発表者名
      I. Yamamoto, K. Tani, Y. Kouketsu and A. Yamaguchi
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] New constraints on the crutsal structure of the South Orkney microcontinental block from detrital zircon U-Pb geochronology2020

    • 著者名/発表者名
      K. Tani, P.T. Leat
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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