Use of fracture filling mineral assemblages for characterizing water-rock interactions during exhumation of an accretionary complex; An Example from the Shimanto Belt, southern Kyushu Japan

付加体形成過程における水・岩石反応解析への割れ目充填鉱物の応用; 九州四万十帯における事例

大野 卓也 ; 吉田 英一*; Metcalfe, R.*

Ono, Takuya; Yoshida, Hidekazu*; Metcalfe, R.*

付加体の形成にともない割れ目充填鉱物が形成する。これらの鉱物は特定の地質学的環境のもとで形成したものであり、鉱物から付加時の環境を推定できる可能性がある。本研究では九州四万十帯の地下約140mから掘削されたボーリングコアに対し、地質学的観察および分析を実施した。その結果、鉱物の構造関係は、研究対象岩体の割れ目充填鉱物の形成時期が5つのステージに区分されることを示唆した。充填鉱物種の組み合わせから、岩体は深度数kmまで沈み込み、200300Cに到達したと推定される。その後、岩体が隆起すると、地表から地下80mまで達する酸性地表水の浸透が生じた。この酸性水により割れ目を充填する方解石が溶解することで、割れ目が現在の地下水の水みちとなったと考えられる。これらの知見は、充填鉱物が付加体地下環境の変遷を解析するための有用なツールとなることを示唆する。

Fracture filling minerals were formed during the development of an accretionary complex. Each mineral formed under favourable geological conditions and can be used to estimate the conditions of accretion. Geological observations and analyses were made on fracture fillings from boreholes of ca. 140 m depth, in the Shimanto Belt of Kyushu. Results revealed that the minerals were formed in 5 stages distinguished by the textural relationships of the minerals. Filling minerals show that the studied rock formation has been subducted to several km depth and the temperature reached was ca. 200 - 300C. After the subduction, the rock formation uplifted and surface acidic water penetrated up to 80 m beneath the present ground surface. The acid water dissolved calcite fillings to form the present groundwater flow-paths. The results shown here imply that filling minerals can be an effective tool to evaluate the environmental changes during accretionary complex formation.