[S-MP28] 変形岩・変成岩とテクトニクス

[SMP28-P06] 舞鶴帯北帯に産する河守変成岩の岩石学的特徴と年代学

*室井 颯太¹、川口 健太¹、Das Kaushik¹、中野 伸彦²、早坂 康隆³ (1.広島大学、2.九州大学、3.天草市立御所浦恐竜の島博物館)

キーワード：舞鶴帯、北帯、河守―桑飼変成岩、ジルコンU–Pb年代、モナザイトTh–U–Total Pb化学年代

西南日本内帯に分布する舞鶴帯は、岩相によって北帯、中帯、南帯に区分される(加納ほか1959, 地質学雑誌)。南帯は夜久野オフィオライトとそれに貫入するペルム紀前期の海洋内島弧起源の火成岩類で構成され、中帯は背弧海盆地殻とその上に堆積したペルム系舞鶴層群からなる。南帯と中帯は島弧-海溝系の様相を呈する一方、北帯は花崗岩類を主体とし、角閃岩や泥質片岩を主体とした変成岩類も産する(池田・早坂, 1994, 岩鉱; Fujii et al., 2008, Isl. Arc)。したがって、北帯の岩相は大陸地殻の様相を呈し、それは北東アジアの大陸地塊群と類似していることから、北帯の地質学的・岩石学的検討は舞鶴帯と北東アジアとの対比において極めて重要な意味を持つ。しかし北帯は、中帯、南帯と比べ地質学的・岩石学的研究が不十分で、特に正確な岩相の把握と変成岩の精密な年代・岩石学的解析はなされていない。変成岩の年代・岩石学的解析は、時間軸を含めた変成プロセスの解析を可能とし、同様の変成プロセスを持つ北東アジア大陸地塊群との比較検討を行うことで、舞鶴帯北帯の起源を決定し、古地理的復元に基づくプレート運動像の推定が可能となる。これらを踏まえ、本研究では舞鶴帯北帯における変成プロセスを解明するため、舞鶴帯北帯構成岩類がまとまって露出する河守―桑飼地域において地表踏査を行い、代表的な岩相である角閃岩、ザクロ石―黒雲母片岩について、鉱物化学組成の測定を行った。微細組織観察の結果、両岩石は共通して主要構成鉱物の平行配列により面構造が規定され、角閃岩では斜長石とホルンブレンド、ザクロ石―黒雲母片岩ではザクロ石に累帯構造が認められた。したがって、斜長石とホルンブレンド、ザクロ石と黒雲母それぞれのコア-コアおよびリム-リムのペアの組成を用いて、斜長石―ホルンブレンド地質温度圧力計、ザクロ石―黒雲母地質温度計による温度圧力推定を行った。さらに、LA-ICP-MSジルコンU–Pb年代測定、EPMAモナザイトTh–U–Total Pb 化学年代測定を行うことで変成年代–温度–圧力履歴の検討を行った。
　斜長石とホルンブレンドのコア部からは約630℃、約0.5 GPaの温度圧力条件が、ザクロ石と黒雲母のコア部からは約600℃の温度条件が得られた。一方、斜長石とホルンブレンド、ザクロ石と黒雲母のリム部においては、それぞれ 約480℃、0.38 GPaおよび約515℃の温度圧力条件を示した。これらのことは約600–630℃、0.5 GPaのピーク変成条件を経たのち、約480–515℃、0.38 GPaまで減圧・冷却されたことを示す。ザクロ石―黒雲母片岩のジルコンU–Pb年代は、約1800–280 Maの幅広い年代値を示し、先カンブリア紀のジルコンを約16%含む。コア部の年代は約470 Maおよび約300 Ma付近に集中し、これらは砕屑性ジルコンの年代ピークを示す。リム部から得られた年代値の重み付き平均年代は281.6 ± 5.1 Ma（n = 8、MSWD = 0.42）を示した。リム部の年代はすべてコア部よりも若く、Th/U比もコア部のものより有意に低いことから、リムの年代は変成作用のタイミングを示している可能性が高い。また、ザクロ石―黒雲母片岩のモナザイトのTh–U–Total Pb化学年代は、約500–300 Maの年代値が得られ、ジルコンとは異なり500 Ma以前の古い年代が認められなかった。また、モナザイトの最も若い年代クラスターは約300 Maを示しおり、ジルコンのリム部の年代と誤差範囲内で一致する。また、角閃岩とザクロ石―黒雲母片岩には共通して脆性変形が認められ、ホルンブレンドの割れ目には緑泥石が充填されている。
　これらの結果をまとめると、河守―桑飼地域の変成岩は約282 Maに高温低圧型の角閃岩相の変成作用を受け、その後の上昇過程で脆性変形を受け、緑泥石化が進行したことが伺える。河守変成岩の変成条件と年代は、本研究で初めて示されたものであり、舞鶴帯北帯のテクトニクスを解明するうえで重要な手がかりになる。