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[SGL19-02] 日本列島の白亜紀陸弧−海溝系の復元：白亜紀古環境研究のための白亜系広域層序対比
キーワード：日本列島、白亜紀、層序対比、陸弧−海溝系、古地理、前弧堆積盆
日本列島はユーラシア大陸の東縁に沿った活動的縁辺に位置している．日本列島には．岩相や地質年代が異なる複数の新第三紀以前の基盤岩が分布し，それぞれの形成期のテクトニックな環境を反映している．新第三紀以前の基盤岩のうち，白亜紀の岩石が最も多く，新第三紀以前の主要なテクトニクスと古地理学的枠組みを形成している．日本列島の地質史を理解するためには，白亜紀の地層・岩石の分布とその形成過程を明らかにすることが重要である．白亜紀の地層・岩石は4つの陸弧−海溝系（千島，東北・西南日本，琉球）に認められるが，利根川構造線（高橋 2006; 高橋・安藤 2016）によって隔てられた，北海道西部から本州中部にかけての東北日本弧と，本州中部から九州にかけての西南日本弧に広く分布する．白亜紀のテクトニクスは，白亜紀以降のテクトニクスの影響が顕著であることもあり，まだ十分に解明されていない。さらに，白亜紀の地層や岩石は，その形成後長い期間にわたって浸食され，厚い新第三紀から第四紀の火山岩や堆積岩に覆われている．白亜紀の古地理学的・古環境学的復元を確立するためには、白亜紀以降の地質学的・地殻変動的環境も考慮しなければならない．
白亜紀の地層は東アジアに広く分布しているが，そのほとんどは陸成層である．しかし，日本列島の白亜紀堆積岩は，大陸成から浅海成，沖合海成相まで多様な岩相と生物相を記録しており，四万十帯北部に代表される付加体複合体も広く分布する．したがって，日本列島の白亜紀の地層は，東アジアおよび西太平洋縁辺域の古環境，気候，生態系に関連する豊富な地質学的情報を提供している．日本列島の白亜紀生態系を調査するためには，現実的なテクトニクスモデルに基づく古地理学的復元が不可欠である．本研究では，地質調査所のシームレスデジタル地質図幅（1:200,000）と多くの地質学的研究成果を用いて，日本列島における白亜紀の深成岩類・火山岩類，堆積岩類，付加体の時空間分布を，日本海拡大前（25 Ma）の西南日本弧と東北日本弧を直線的に配列した古地理図（高橋・安藤, 2016; 安藤・高橋, 2017）上にまとめ，白亜紀の古日本陸弧–海溝系を復元した．
白亜紀の岩石の分布は西南日本弧と北東日本弧で異なるが，両弧の帯状配列は、1)弧内・弧間盆地と背弧盆地における非海成堆積岩類，2) 火成弧の花崗岩類と火山岩類，3) 前弧盆地における主に海成堆積岩類とそれに伴う河川成堆積岩類，4) 付加体におけるタービダイト相とメランジュ相の堆積岩類，に大別できる．付加体以外の日本の白亜系を網羅して，九州から北海道にかけての背弧，弧内・弧間，前弧堆積盆における71の白亜紀層（サハリン南部と北海道東部（千島弧）を含む）について，主要な堆積相を示して3枚の広域層序対比図にまとめた．
東北日本弧と西南日本弧の主要な堆積相とその傾向は概ね類似しており，前弧盆地が白亜紀の間，両弧全体に続いていたことが示唆される．東北日本の白亜系は太平洋岸域に散点的にしか露出していないが，太平洋沖合の前弧域に沿って幅数十kmの範囲にわたって白亜系が海底下に広域分布していると推定される．西南日本の南半分に分布する白亜紀前弧堆積岩の顕著な帯状分布は，日本海拡大とそれに伴うプレート運動などの中新世のテクトニズムの結果として形成されたと考えられる．したがって，西南日本弧と東北日本弧の地質構造の顕著な違いは，新第三紀テクトニクスの歴史が異なることに起因していると推定される．日本列島の白亜紀の地質構造発達史（背弧/弧内/弧間，前弧，海溝斜面–海溝–海洋底における堆積作用）については，大規模なテクトニクスや動的な地質プロセスの影響を考慮する必要がある．これらのプロセスには、火山弧における火成作用や火山活動，ユーラシアプレートと沈み込む古太平洋（イザナギ）プレートとの間にある，長さ2,500kmを超えるNE–SW方向の直線的な陸弧–海溝系に沿った前弧堆積作用や付加体形成などが含まれる．日本およびその周辺の白亜紀の古環境と古生態系の変化を復元するためには，さらに正確な年代層序学的研究，特に東北日本から西南日本にかけての非海成白亜系と海成白亜系の詳細広域層序対比が必要である．
白亜紀の地層は東アジアに広く分布しているが，そのほとんどは陸成層である．しかし，日本列島の白亜紀堆積岩は，大陸成から浅海成，沖合海成相まで多様な岩相と生物相を記録しており，四万十帯北部に代表される付加体複合体も広く分布する．したがって，日本列島の白亜紀の地層は，東アジアおよび西太平洋縁辺域の古環境，気候，生態系に関連する豊富な地質学的情報を提供している．日本列島の白亜紀生態系を調査するためには，現実的なテクトニクスモデルに基づく古地理学的復元が不可欠である．本研究では，地質調査所のシームレスデジタル地質図幅（1:200,000）と多くの地質学的研究成果を用いて，日本列島における白亜紀の深成岩類・火山岩類，堆積岩類，付加体の時空間分布を，日本海拡大前（25 Ma）の西南日本弧と東北日本弧を直線的に配列した古地理図（高橋・安藤, 2016; 安藤・高橋, 2017）上にまとめ，白亜紀の古日本陸弧–海溝系を復元した．
白亜紀の岩石の分布は西南日本弧と北東日本弧で異なるが，両弧の帯状配列は、1)弧内・弧間盆地と背弧盆地における非海成堆積岩類，2) 火成弧の花崗岩類と火山岩類，3) 前弧盆地における主に海成堆積岩類とそれに伴う河川成堆積岩類，4) 付加体におけるタービダイト相とメランジュ相の堆積岩類，に大別できる．付加体以外の日本の白亜系を網羅して，九州から北海道にかけての背弧，弧内・弧間，前弧堆積盆における71の白亜紀層（サハリン南部と北海道東部（千島弧）を含む）について，主要な堆積相を示して3枚の広域層序対比図にまとめた．
東北日本弧と西南日本弧の主要な堆積相とその傾向は概ね類似しており，前弧盆地が白亜紀の間，両弧全体に続いていたことが示唆される．東北日本の白亜系は太平洋岸域に散点的にしか露出していないが，太平洋沖合の前弧域に沿って幅数十kmの範囲にわたって白亜系が海底下に広域分布していると推定される．西南日本の南半分に分布する白亜紀前弧堆積岩の顕著な帯状分布は，日本海拡大とそれに伴うプレート運動などの中新世のテクトニズムの結果として形成されたと考えられる．したがって，西南日本弧と東北日本弧の地質構造の顕著な違いは，新第三紀テクトニクスの歴史が異なることに起因していると推定される．日本列島の白亜紀の地質構造発達史（背弧/弧内/弧間，前弧，海溝斜面–海溝–海洋底における堆積作用）については，大規模なテクトニクスや動的な地質プロセスの影響を考慮する必要がある．これらのプロセスには、火山弧における火成作用や火山活動，ユーラシアプレートと沈み込む古太平洋（イザナギ）プレートとの間にある，長さ2,500kmを超えるNE–SW方向の直線的な陸弧–海溝系に沿った前弧堆積作用や付加体形成などが含まれる．日本およびその周辺の白亜紀の古環境と古生態系の変化を復元するためには，さらに正確な年代層序学的研究，特に東北日本から西南日本にかけての非海成白亜系と海成白亜系の詳細広域層序対比が必要である．