熱年代学による島弧の山地形成論の新展開と内陸地震発生メカニズムの解明

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東北日本弧の火山弧（奥羽山地の南部）で観測されたドーム状の隆起について、長大活断層によるブロック状隆起の山地とは対照的に、火山弧沿いの薄く弱い地殻では無数の小断層に変位が分散した結果であるという作業仮説を立てた。国内外の火山弧で、ドーム状隆起の普遍性と本作業仮説を検証し、沈み込み帯の山地形成と内陸地震発生に関する新たなモデルの提示を目指している。令和4年度は、前年度に引き続き、日本とフィリピンの火山弧で、岩石試料の採取と熱年代解析を行い、削剥史の復元と隆起様式の検討を進めた。谷川岳地域では、昨年度の黒部地域と同じく、地質圧力計とU-Pb年代法に基づいた削剥史の復元を進めた。約3Maに固結した谷川岩体に含まれる地点で地質圧力計を適用した結果、約4～8kmの固結深度が推定された。すなわち、これらの地点では固結以降、1～3mm/yrに達する急速な削剥が生じた可能性がある。奥羽山地の南部では、従来はアパタイトの(U-Th)/He年代の空間分布（山麓から山頂に向かって年代が若返る、つまり削剥速度が速くなる）からドーム状の隆起モデルを推定していた。このモデルをさらに確実にするため、アパタイトフィッション・トラック年代の測定を行ったところ、(U-Th)/He年代と同様のパターンが得られた。また、両手法の年代値には100万年オーダーの差が系統的にみられたが、火山の熱擾乱のような短時間で進行する現象ではなく、100万年スケールで進行した削剥を反映した年代分布を示唆する。また、上記に加えて、第四紀の年代に適用可能であり、かつ閉鎖温度が低い（よりわずかな削剥量を検出できる）新しい熱年代手法についても試行的に基礎実験を行った。これは、日本列島を始めとした島弧では、衝突帯などに比べて起伏が小さく若い山地が多く、従来の熱年代法では削剥史の復元が困難な場合があるためである。