三波川帯における歪み形態の空間分布及び形成深度との関係性解明

西南日本に分布する三波川帯は沈み込み帯深部における高い圧力の下で形成されたために,構成岩石は高密である。このような密度の高い地質帯が形成後いかにして重力に逆らって地表まで上昇してきたのかは,地球科学分野における最大の謎の一つである。様々なモデルは提案されてきたが,まだ共通見解に至っていない。一般的に上昇する際に岩石は流動的に強く変形する。申請者は,岩石構造に記録されたこの変形の定量化により,三波川帯の上昇問題の解明に臨んだ。変形を定量化するために必要な最小・最大伸び方向及び剪断センスに関しては既に詳細な記載はあるものの,歪み量に関してはまだデータが不足している。そこで,本研究では,三波川帯における広域的な歪み解析を行うことを目的とした。変成度が低い地域では,放散虫の微化石をマーカーとして歪み量を推定できるが,より高変成部ではこれらの化石は保存されていないため,異なるマーカーを含む試料を用いる必要がある。本研究では,新たな歪み定量化可能な試料として次のものに着目した。1)礫岩中の変形した礫,2)albite and epidote patchesを含んだ塩基性片岩,3)角閃石を含んだ石灰岩,野外調査や協力者の提供により,これらの試料を4個集めることに成功した。その結果,高変成部を含んだ,従来より幅広い変成帯の歪み解析は可能となった。本研究で採取した試料について,3次元の歪み解析を行ったことは本研究の特徴である。申請者は本研究で新しく明らかになった歪み形態と既存の変成作用などに関するデータを総合的に吟味した結果,岩石の歪み形態はその岩石の形成深度に関係するという傾向を見いだした。具体的には,三波川帯の全歪みは,低変成度地域では一つの礫岩試料を除き平面歪みに近似でき,一方,高変成度地域では一軸短縮(flattening)の歪み形態を示すことが判った。この結果は"三波川帯の全歪み形態は一貫した一軸伸長(constriction)である"という従来の考えかたを覆した。歪み形態と形成深度の関係は上昇機構が変成度によって異なることを示唆する。このことは,"変成岩などシンポジウム2008"で発表した。

西南日本に分布する三波川帯は沈み込み帯深部における高い圧力の下で形成されたために,構成岩石は高密である。このような密度の高い地質帯が形成後いかにして重力に逆らって地表まで上昇してきたのかは,地球科学分野における最大の謎の一つである。様々なモデルは提案されてきたが,まだ共通見解に至っていない。一般的に上昇する際に岩石は流動的に強く変形する。申請者は,岩石構造に記録されたこの変形の定量化により,三波川帯の上昇問題の解明に臨んだ。変形を定量化するために必要な最小・最大伸び方向及び剪断センスに関しては既に詳細な記載はあるものの,歪み量に関してはまだデータが不足している。そこで,本研究では,三波川帯における広域的な歪み解析を行うことを目的とした。変成度が低い地域では,放散虫の微化石をマーカーとして歪み量を推定できるが,より高変成部ではこれらの化石は保存されていないため,異なるマーカーを含む試料を用いる必要がある。本研究では,新たな歪み定量化可能な試料として次のものに着目した。1)礫岩中の変形した礫,2)albite and epidote patchesを含んだ塩基性片岩,3)角閃石を含んだ石灰岩,野外調査や協力者の提供により,これらの試料を4個集めることに成功した。その結果,高変成部を含んだ,従来より幅広い変成帯の歪み解析は可能となった。本研究で採取した試料について,3次元の歪み解析を行ったことは本研究の特徴である。申請者は本研究で新しく明らかになった歪み形態と既存の変成作用などに関するデータを総合的に吟味した結果,岩石の歪み形態はその岩石の形成深度に関係するという傾向を見いだした。具体的には,三波川帯の全歪みは,低変成度地域では一つの礫岩試料を除き平面歪みに近似でき,一方,高変成度地域では一軸短縮(flattening)の歪み形態を示すことが判った。この結果は"三波川帯の全歪み形態は一貫した一軸伸長(constriction)である"という従来の考えかたを覆した。歪み形態と形成深度の関係は上昇機構が変成度によって異なることを示唆する。このことは,"変成岩などシンポジウム2008"で発表した。