研究課題
基盤研究(C)
本研究では，火山弧における山地形成メカニズムを，熱年代学の手法を用いて検討する。より具体的には，東北日本弧北部の奥羽脊梁山地と，フィリピン・ルソン弧のコルディレラ山地などを事例対象地域として，山地横断方向の削剥速度の分布パターンを推定し，山地がブロック状に隆起しているか，ドーム状に隆起しているかを調べる。これにより，沈み込み帯の火山弧における新たな山地形成および内陸地震発生モデルの構築を目指す。
過年度に引き続き、日本とフィリピンの火山弧で、熱年代解析に基づいた削剥史の復元と隆起様式の検討を進めた。谷川岳地域では、熱年代および地質温度圧力計のデータを拡充するとともに、熱年代法に基づいた削剥史の信頼性を検証するために、一次元熱移動モデルを用いて、花崗岩の貫入・固結に伴う冷却と広域的な削剥に伴う冷却の分離を試みた。具体的には、削剥速度、花崗岩体の貫入深度および岩体の厚さを変化させて得られた熱史を、熱年代の測定値から推定される熱史と比較した。その結果、少なくともアパタイトの(U-Th)/He法の閉鎖温度（約70℃）より低温では、岩体の冷却は主に削剥を反映していることが確認できた。この時、モデルから推定された削剥速度、熱年代の測定値から推定された削剥速度、地質温度圧力計とジルコンU-Pb年代から推定された削剥速度は、誤差範囲で一致した。東北日本弧では、背弧側の飯豊山地での事例研究に新たに着手した。飯豊山地は、隆起の原因は明らかにされていないが、物理探査やヘリウム同位体比測定により、地下には深部起源の高温流体の存在が示唆されており、奥羽山地や黒部地域などと同様に、地温が高い地域に変形が局在化したことで山地の隆起が説明できる可能性がある。令和5年度は、飯豊山地を縦断する測線に沿って花崗岩類の試料採取を行った。フィリピンでは、ルソン島西部のコルディレラ山地および東部のシエラマドレ山地で令和4年度に採取した古第三紀～新第三紀の花崗岩類を対象に、(U-Th)/He年代測定を実施した。その結果、ジルコンからは、岩体の形成年代とおおむね調和的な約65～35 Ma程度の単粒子年代が得られた。一方、アパタイトからは、16.7～1.1 Maの単粒子年代が得られ、コルディレラ山地に加えてシエラマドレ山地でも、鮮新世～第四紀の山地形成に伴う若い冷却年代が得られる見通しが得られた。
3: やや遅れている
コルディレラ山地と太平山地の成果については論文を出版することができた。一方で，谷川岳と東北日本弧の成果については論文の投稿に至っておらず、黒部の成果についても論文投稿中の状態であるため、令和6年度はこれらの成果の投稿・受理を目指したい。また、飯豊山地についても、自然公園法の申請準備が登山シーズンに間に合わなかったため令和5年度に試料採取できなかった地点が残っており、令和6年度中の再調査を計画している。
令和5年度までの研究により、奥羽山地、黒部地域、谷川岳、フィリピンのコルディレラ山地などについて、削剥史と隆起メカニズムの制約が進められてきた。令和6年度は、これらの地域で得られた成果の公表・論文化を積極的に進める。具体的には、すでに投稿済みの黒部地域の地質温度圧力計とU-Pb年代測定の結果について受理を目指すほか、奥羽山地の熱年代解析の結果、谷川岳地域の熱年代解析・地質温度圧力計・熱移動モデルの結果などを査読付き論文として執筆・投稿する予定である。また、令和5年度から着手した飯豊山地の事例研究について、引き続き野外調査および試料分析を継続する。
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