研究課題
東北日本弧の長期変形過程を明らかにするために、低温領域の熱年代学を複合的に用いて山地の隆起－削剥史を定量的に復元することを目指している。基盤岩の花コウ岩類に含まれるアパタイトとジルコンなどを対象に(U-Th)/He年代測定とフィッション・トラック（FT）分析を行い、母岩の隆起－削剥に伴う冷却過程（熱史）の高精度解析を進めた。今年度は、予察的データのある南側の東西測線（福島－新潟測線）に関して研究を先行させ、周辺地域も含めてより高密度なデータ取得を行い、隆起－削剥史をより詳細に復元することができた。具体的な手順は次の通り：（１）現地フィールド調査と試料採取：測線にそって岩石試料を約２０個採取した。白亜紀の花崗岩類を中心に、第四紀火山などの２次的熱源を避け、ほぼ等間隔になるように試料を採取した。（２）鉱物分離：岩石試料からアパタイトとジルコンを精選分離した。（３）年代分析：(U-Th)/He年代測定とFT分析。（４）熱史のインバージョン解析と熱年代プロファイルの作成：トラック長分布とFT年代を用いたインバージョンを行い、試料ごとに詳細な熱史を復元し比較した。また、得られた３種類の熱年代（アパタイトHe～70℃; アパタイトFT～100℃; ジルコンHe～180℃）を測線上にプロットし、広域的な熱年代プロファイルを作成した。この結果、前弧域にある北上・阿武隈山地、火山弧に位置する奥羽脊梁山脈、及び背弧側にある山地の間で、熱史に特徴的な違いが見出されることを確定できた。北上・阿武隈山地では、およそ50Ma程度またはそれより古い冷却年代を示す一方、背弧側山地では、年代値は比較的若くおよそ10-5Ma程度を示す。奥羽脊梁山脈では年代値は最も若く、(U-Th)/He法ではおよそ1-2Ma程度までの値を示す。これらの結果は、３つの地域において、隆起－削剥史が異なることを強く示唆する。
1: 当初の計画以上に進展している
当初の予定通り、地質調査と試料採取が行えた。また、アパタイトの(U-Th)/He年代やFTデータなどの分析も順調に進み、当初予想していた以上の興味深い成果が得られたため。特に奥羽脊梁山地では、アパタイトを用いて非常に若い年代値が系統的に得られており、今後のさらに詳細な隆起－削剥史の復元とテクトニックモデルの構築が大変期待されることがわかった。
３０年度が大変順調に進んだので、本年度は、東北脊梁山脈を横切る２つの測線（福島－新潟、岩手－秋田）のうち、北側の岩手－秋田側線およびその周辺地域に焦点を当て、長時間スケールの隆起－削剥速度の時空分布決定を行う。具体的な研究の実施計画は以下の通りである。(a)地質調査と試料採取（担当 田上、堤；連携 吉田）： 上記の測線およびその周辺地域において、白亜紀花崗岩類を中心に基盤岩を系統的に調査し、岩石試料を約20個採取する。(b)年代測定と熱史復元（担当 田上；連携 末岡、長谷部、Kohn、Zwingmann、中井、King）： 岩石からアパタイトとジルコンなどの鉱物を精選分離し、(U-Th)/He年代測定とFT分析等を行う。試料採取地点ごとの岩石の温度－時間経路（熱史）を決定する。地下の温度構造を前提として、熱史から隆起－削剥過程を定量的に復元する。昨年度得られた南側の測線（福島－新潟測線）の詳細なプロファイル、および北側の岩手－秋田側線ですでに得られている予察データを考慮し、太平洋沿岸域から日本海沿岸域まで基盤岩試料を採取し、アパタイトとジルコンを精選分離し、(U-Th)/He 年代測定とFT分析を行う。これにより、低温領域における岩石の温度履歴の広域的な変化をより詳細に明らかにする。熱年代プロファイルの変化する地点付近では、さらに追加の試料採取と熱年代分析を行い、地帯構造との関係を絞り込む。特に、活断層系には留意し、その熱的影響の検出と評価については既存の研究成果を活用して、広域的な熱年代シグナルと断層近傍の局所的なシグナルを正確に分離する。前者から長時間スケール隆起－削剥速度の時空分布を求める一方、後者から断層運動の時期についての情報を得る。
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Terra Nova
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JAES
Island Arc
Fission track thermochronology and its application to geology
巻: - ページ: 221-233
10.1007/978-3-319-89421-8_12.
