[S-GL39] 地球年代学・同位体地球科学

[SGL39-P02] 黒雲母の塑性変形を伴う破砕帯の活動時期：FT熱年代による年代制約の試み

*末岡 茂¹、島田 耕史¹、石丸 恒存¹、丹羽 正和¹、安江 健一¹、梅田 浩司¹、檀原 徹²、岩野 英樹² (1.日本原子力研究開発機構、2.株式会社京都フィッション・トラック)

キーワード：フィッション・トラック熱年代, 破砕帯の年代測定, 黒雲母の塑性変形, 江若花崗岩

一般に，断層の活動年代は，断層変位を受けた地形面や地層，または人工物などの変位指標の年代から推定される．しかし，基盤岩中の断層など，変位指標を持たない断層についてはこのような変動地形学的な手法は適用できない．上記のような断層に対しては，断層活動時の摩擦発熱や岩石破砕に伴う放射年代のリセット（例えば，Ikeya et al., 1982, Science; Murakami and Tagami, 2004, GRL; Yamada et al., 2012, JAES; 雁沢ほか，2013，地質学雑）や，断層活動後に形成された粘土鉱物や熱水脈の形成年代（例えば，Zwingmann et al., 2004, JSG; Watanabe et al., 2008, Geochem. J.; Siebel et al., 2009, IJES; Yamasaki et al., 2013, Chem. Geol.）に基づいた，地球年代学的なアプローチが試みられてきた（Tagami, 2012, Tectonophys.）。しかし，断層帯近傍における熱現象や物質移動は単純ではなく，決定的な方法は未だに確立されていない。同手法の今後の発展のためには，さらなる基礎研究と，様々な地形・地質条件と年代測定手法の組み合わせにおける事例研究の蓄積が必要である．
本講演では，基盤岩中の黒雲母の塑性変形を伴う破砕帯に対し，フィッション・トラック（FT）熱年代測定法を用いて，最新活動年代の推定を試みた事例について紹介する．本研究で対象としたのは，敦賀半島北西部の高速増殖原型炉もんじゅ敷地内に露出する，江若花崗岩敦賀岩体中に分布する破砕帯である．原地形面および上載地層は，もんじゅ建設工事に伴い掘削されており，変動地形学的なアプローチによる断層活動年代の推定は困難である．観察される破砕帯はいずれも長さ数～10数m，幅数cm程度と小規模で，網目状の分布を呈し，概して延性的である．破砕帯沿いには，黒雲母粒子の塑性変形が普遍的に観察され，150～250℃程度以上（例えば，Lin, 1999, Tectonophys.; Passchier & Trouw, 2005, “Microtectonics 2nd ed”）での変形が示唆される．母岩である江若花崗岩敦賀岩体は白亜紀末ごろに貫入し，その後の数100万年程度で周辺温度まで冷却され，古第三紀初頭以降は岩体スケールでの二次的加熱は受けていない（末岡ほか，投稿中）．一方，破砕帯の近くには，約19Maに玄武岩岩脈が貫入しているように（末岡ほか，投稿中），岩体冷却以降でも，破砕帯周辺のみが局所的に加熱されるようなイベントの存在は否定できない．本研究では，破砕帯周辺が最後に150～250℃程度以上に加熱された時期が破砕帯の最新活動年代に一致するという仮定に基づき，破砕帯周辺の花崗岩のFT熱年代解析を行っている．アパタイトFT年代のリセットは，10⁶～10⁷年の長期スケールでは90~120℃程度で起こるが，玄武岩岩脈の貫入や熱水活動のような時間～年単位の短期間の加熱に対しては200℃以上の温度が必要となる（例えば，Laslett et al., 1987, Chem. Geol.）．これは，上記の黒雲母の塑性変形温度領域とほぼ一致する．講演当日は，FT解析結果の速報を報告予定である．