12:00 〜 14:00
[R6P-02] 火山帯における最上部地殻の形成過程：兵庫県産，白亜紀火山－深成複合岩体の例
キーワード：後期白亜紀、火山ー深成複合岩体、火山フロント、ソレアイト岩系
沈み込み帯における火山―深成複合岩体の活動年代，火成活動史そして岩石化学的特徴を明らかにすることは，活動的大陸縁辺部の最上部地殻の形成過程の解明に貢献できる。このような場で，マグマによる熱の供給が長期間続くと，地殻の浅部で高い地温勾配が形成される。実際，領家帯柳井地域では，最上部の岩石は既に削剥されているが，低変成度地域の温度構造は地下3-4 kmの深度で400℃を越えると推定されている (Ikeda, 2004)。兵庫県，加古川市から姫路市周辺には，白亜紀末の主に流紋岩質ないしデイサイト質の火山岩類を花崗岩類が貫く火山-深成複合岩体が分布する。火山岩類のジルコン FT 年代は 73.2 ±3.4 Ma，深成岩類の黒雲母のK-Ar 法は 77.5 ±1.3 Ma で，噴出岩と貫入岩がほぼ同じ年代値を示す。しかし，本地域の複合岩体は，層序・貫入関係や岩石記載の概要が報告されているのみで，形成史の解明には至っていない。そこで，本研究は，岩相分布・地質構造の調査，および岩石記載・全岩化学分析等により，複合岩体の貫入関係と成因的関係性を検討する。
調査地域西部には，主に凝灰岩類が分布し，薄い安山岩質シートを挟む。凝灰岩類は北西部で強溶結構造を示す岩相がまとまって分布する。その他の地域では粒度・溶結の程度・結晶片や岩片の含有量などは様々である。凝灰岩類の堆積・溶結構造の走向は，およそ東西方向で中〜低角度の北傾斜で，北西側ほど上位層が分布する。安山岩は調査地域の南東部に位置し，東西に伸びる尾根に沿ってシート状に分布するが，明瞭な急冷周縁相を伴わない。一方，調査地域東部の大藤山周辺には， 1.5 x 1.5 km四方の小規模なストック状文象花崗閃緑岩が凝灰岩類に貫入している。また，細粒な石英閃緑岩や斑状花崗岩，そして細粒花崗岩の岩脈が文象花崗閃緑岩を貫く。
凝灰岩類は一般に溶結構造が弱いか示さない主岩相と強溶結凝灰岩からなる。主岩相は流紋岩質〜デイサイト質で，岩相変化に富み，同質あるいは異質岩片を多量に含む。破断した石英，斜長石，アルカリ長石の結晶片や火山岩片や完晶質岩片を含む。また文象花崗閃緑岩との境界部には，再結晶組織が発達する。強溶結凝灰岩は溶結構造が顕著であるほか，構成鉱物の特徴は主岩相と一致する。安山岩は少量の斜長石斑晶と微細な斜長石を主とする石基から構成される。変質が著しく，石基に方解石やゾイサイトを含むほか，有色鉱物の微斑晶は大部分緑泥石やゾイサイトに置換されている。文象花崗閃緑岩は文象構造が顕著な斑状〜半自形粒状組織で，主に斜長石，石英，アルカリ長石，黒雲母，普通角閃石から構成され，副成分鉱物として不透明鉱物，燐灰石，褐簾石及びジルコンを含む。斑状花崗閃緑岩の構成鉱物は文象花崗閃緑岩とほぼ同じである。細粒花崗閃緑岩は細粒，等粒状組織を示し，微文象構造が発達している。石英閃緑岩は半自形粒状組織を示し，主に斜長石，普通角閃石，黒雲母，石英からなり，副成分鉱物として不透明鉱物，ジルコン，燐灰石を含む。斜長石は汚濁帯を伴うものが多い。また斜長石の内部に長径 0.2 mm 未満の微少な角閃石を含むことがある。燐灰石は微細な針状結晶が卓越する。
顕微鏡下で変質の程度を考慮して，全岩化学組成を分析する試料を選別した。安山岩質シートを含む貫入岩類のSiO2含有量は58〜75 wt%で，シリカ・アルカリ図で非アルカリ岩系の組成を示す。アルミナ飽和指数は0.87〜1.04である。また，FeO*/MgO比は，石英閃緑岩の2.1〜2.3を除くと，他の岩相は全て4.5以上を示す。Miyashiro (1974)の図では，石英閃緑岩がカルクアルカリ岩系に，それ以外は全ての岩相はソレアイト岩系の組成領域に点示される。調査地域は，西南日本内帯の南部に位置すること，ソレイアイト岩系の岩石が卓越し，少量のカルクアルカリ岩系の岩石を伴うことから，本地域は白亜紀後期の火山フロントを形成していた可能性が高い。また，文象花崗閃緑岩と接する凝灰岩層は，接触変成作用を受けている。調査地域の周辺には，広く噴出岩類が分布するが，これらは，いずれも貫入岩類を伴い，火山―深成複合岩体を形成する。以上から，白亜紀後期の火山フロント付近では，沈み込み帯の火成活動によって，高い地温勾配が地表付近まで保たれていたと推察される。
調査地域西部には，主に凝灰岩類が分布し，薄い安山岩質シートを挟む。凝灰岩類は北西部で強溶結構造を示す岩相がまとまって分布する。その他の地域では粒度・溶結の程度・結晶片や岩片の含有量などは様々である。凝灰岩類の堆積・溶結構造の走向は，およそ東西方向で中〜低角度の北傾斜で，北西側ほど上位層が分布する。安山岩は調査地域の南東部に位置し，東西に伸びる尾根に沿ってシート状に分布するが，明瞭な急冷周縁相を伴わない。一方，調査地域東部の大藤山周辺には， 1.5 x 1.5 km四方の小規模なストック状文象花崗閃緑岩が凝灰岩類に貫入している。また，細粒な石英閃緑岩や斑状花崗岩，そして細粒花崗岩の岩脈が文象花崗閃緑岩を貫く。
凝灰岩類は一般に溶結構造が弱いか示さない主岩相と強溶結凝灰岩からなる。主岩相は流紋岩質〜デイサイト質で，岩相変化に富み，同質あるいは異質岩片を多量に含む。破断した石英，斜長石，アルカリ長石の結晶片や火山岩片や完晶質岩片を含む。また文象花崗閃緑岩との境界部には，再結晶組織が発達する。強溶結凝灰岩は溶結構造が顕著であるほか，構成鉱物の特徴は主岩相と一致する。安山岩は少量の斜長石斑晶と微細な斜長石を主とする石基から構成される。変質が著しく，石基に方解石やゾイサイトを含むほか，有色鉱物の微斑晶は大部分緑泥石やゾイサイトに置換されている。文象花崗閃緑岩は文象構造が顕著な斑状〜半自形粒状組織で，主に斜長石，石英，アルカリ長石，黒雲母，普通角閃石から構成され，副成分鉱物として不透明鉱物，燐灰石，褐簾石及びジルコンを含む。斑状花崗閃緑岩の構成鉱物は文象花崗閃緑岩とほぼ同じである。細粒花崗閃緑岩は細粒，等粒状組織を示し，微文象構造が発達している。石英閃緑岩は半自形粒状組織を示し，主に斜長石，普通角閃石，黒雲母，石英からなり，副成分鉱物として不透明鉱物，ジルコン，燐灰石を含む。斜長石は汚濁帯を伴うものが多い。また斜長石の内部に長径 0.2 mm 未満の微少な角閃石を含むことがある。燐灰石は微細な針状結晶が卓越する。
顕微鏡下で変質の程度を考慮して，全岩化学組成を分析する試料を選別した。安山岩質シートを含む貫入岩類のSiO2含有量は58〜75 wt%で，シリカ・アルカリ図で非アルカリ岩系の組成を示す。アルミナ飽和指数は0.87〜1.04である。また，FeO*/MgO比は，石英閃緑岩の2.1〜2.3を除くと，他の岩相は全て4.5以上を示す。Miyashiro (1974)の図では，石英閃緑岩がカルクアルカリ岩系に，それ以外は全ての岩相はソレアイト岩系の組成領域に点示される。調査地域は，西南日本内帯の南部に位置すること，ソレイアイト岩系の岩石が卓越し，少量のカルクアルカリ岩系の岩石を伴うことから，本地域は白亜紀後期の火山フロントを形成していた可能性が高い。また，文象花崗閃緑岩と接する凝灰岩層は，接触変成作用を受けている。調査地域の周辺には，広く噴出岩類が分布するが，これらは，いずれも貫入岩類を伴い，火山―深成複合岩体を形成する。以上から，白亜紀後期の火山フロント付近では，沈み込み帯の火成活動によって，高い地温勾配が地表付近まで保たれていたと推察される。