[S-CG42] 地殻表層の変動・発達と地球年代学／熱年代学の応用

[SCG42-P02] 鮮新世～第四紀花崗岩類の形成深度・年代に基づく飛騨山脈黒部地域の削剥史と隆起メカニズム

*末岡 茂¹、河上 哲生²、鈴木 康太²、鏡味 沙耶¹、横山 立憲¹、長田 充弘¹、山崎 あゆ²、東野 文子²、King Georgina³、塚本 すみ子⁴、Herman ‪Frédéric³、田上 高広² (1.日本原子力研究開発機構、2.京都大学　理学研究科　地球惑星科学専攻、3.ローザンヌ大学　地球表層ダイナミクス研究所、4.ライプニッツ応用地球物理学研究所)

キーワード：Al-in-Hbl地質圧力計、ジルコンU-Pb年代測定、削剥、飛騨山脈

飛騨山脈の黒部地域は，世界でもっとも若い黒部川花崗岩を含む10～0.8Maの若い花崗岩類が露出しており（Ito et al., 2013, 2017, 2021; Spencer et al., 2019），第四紀に急激な隆起・削剥を被ったと考えられている（例えば，山田, 1999; 原山ほか, 2003; 及川・和田, 2004）。しかし，熱構造および熱史が複雑であるため，熱年代法に基づいた削剥史の復元が困難であった（例えば，Yamada & Harayama, 1999）。講演者らのグループは，これらの若い花崗岩類について，Al-in-Hbl地質圧力計（Hollister et al., 1987; Schmidt, 1992; 高橋，1993; Mutch et al., 2016）で形成深度を，ジルコンU-Pb法で形成年代を決めることにより，温度構造に依らずに削剥史を復元することを試みている（末岡，2017）。2021年大会の講演では，約5Maの試料3点，約0.8Maの試料1点の結果を報告した（末岡ほか，2021）。その結果，以下の3点を予察的な解釈として報告した：１）約5Maと約0.8Maの岩体の形成深度は，いずれも6~9km程度で有意差がなかったことから，本地域の隆起・削剥は約0.8Ma以降に本格化したと考えられる，2）約0.8Ma以降の平均削剥速度は，祖母谷の付近では，8~10mm/yrと計算できる，3）東西方向でも形成深度に有意差はみられず，黒部-高瀬破砕帯の逆断層運動により上盤側（東側）が東傾動しているという従来のモデル（原山ほか，2003，2010；原山，2015）とは不調和である。その後の追加分析により，2022年1月現在時点で，約5Maの試料5点，約2~1Maの試料2点，約0.8Maの試料5点，約65Ma以前の試料2点の計14点のデータを取得した。これらの追加データを踏まえても，上記3点の解釈は大局的には変わっておらず，これらの解釈が補強された形となった。

近年，黒部地域の隆起メカニズムとして，前述の東傾動モデル以外にも，爺ヶ岳カルデラの再生ドームモデル（Ito et al., 2021）や，熱水混合層による加熱に伴う変形集中モデル（川崎，2021）といった新たな説が提唱されている。以下，これらの説についても本研究データとの整合性を検討してみる。本研究の結果に基づくと，黒部地域の内部では，岩体の形成深度に空間的な不均質は顕著ではない。すなわち，約0.8Ma以降の平均でみると，黒部地域全体が一体のブロックとして，ほぼ鉛直方向に隆起・削剥を被ってきた可能性が考えられる。したがって，約0.8Maに貫入した黒部川岩体周辺を選択的に隆起させる再生ドームモデルはやや疑問である。熱水混合層の有無については本研究のデータからは言及はできないが，黒部を中心とする高い地温を有する地域に，第四紀以降に形成された東西圧縮応力に起因する変形が集中したことにより，黒部地域および飛騨山脈に急速な隆起がもたらされたというモデルとは大局的に矛盾しない。また，黒部地域の花崗岩形成史を踏まえると，10～0.8Maにかけて高温状態はほぼ一貫して維持されているはずであり（Ito et al., 2013），隆起の直接的な原因は火成活動そのものよりも東西圧縮に求めた方が，約0.8Ma前後での削剥速度の急変を説明しやすい。今後は，川崎（2021）が提唱する熱水混合層の分布範囲（源内ほか，2002の超低密度域）の内外で，同様のアプローチにより削剥史のデータを増やし，黒部地域および飛騨山脈に急激な隆起をもたらしたメカニズムのより詳細な検証を進める予定である。

【謝辞】
本報告は経済産業省資源エネルギー庁委託事業「平成30-令和3年度高レベル放射性廃棄物等の地層処分に関する技術開発事業（地質環境長期安定性評価技術高度化開発）」（JPJ007597）の成果の一部である。