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

Exhumation history and uplift mechanism of the Hida Range based on formation depths/ages of the Pliocene-Quaternary plutons

末岡 茂   ; 河上 哲生*; 鈴木 康太*; 鏡味 沙耶   ; 横山 立憲   ; 長田 充弘   ; 山崎 あゆ*; 東野 文子*; King, G. E.*; 塚本 すみ子*; Herman, F.*; 田上 高広*

Sueoka, Shigeru; Kawakami, Tetsuo*; Suzuki, Kota*; Kagami, Saya; Yokoyama, Tatsunori; Nagata, Mitsuhiro; Yamazaki, Ayu*; Higashino, Fumiko*; King, G. E.*; Tsukamoto, Sumiko*; Herman, F.*; Tagami, Takahiro*

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、第四紀に急激な隆起・削剥を被ったと考えられている。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。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。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。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。なお近年、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や、熱水混合層による加熱に伴う変形集中モデルといった新たな説が提唱されている。講演当日には、これらの説についても本研究データとの整合性を検討する予定である。

Young plutons of 10-0.8 Ma, including the world's youngest Kurobegawa pluton, are exposed in the Kurobe area of the Hida Range, central Japan, indicating rapid rock uplift and exhumation in the Quaternary. However, reconstructing the exhumation history has been challenging because interpretations of the thermochronologic data are difficult due to the complicated, recent and active thermal history/structure. Here we are determining the exhumation history by estimating formation depths and ages of the young plutons based on Al-in-Hb geobarometry and zircon U-Pb geochronometry, respectively. At JpGU2021, we reported the preliminary results based on three datapoints from the ~5 Ma plutons and one datum from the ~0.8 Ma pluton, suggesting the three following interpretations: (1) formation depths of ~5 Ma and ~0.8 Ma plutons were estimated to be ~6-9 km, which indicates an increase of the exhumation rate after ~0.8 Ma, (2) mean exhumation rate since ~0.8 Ma was computed at 8-10 mm/yr in the Baba-dani area, (3) the formation depths are uniform in the E-W direction, disagreeing with the eastward tilting model. As of January 2022, we have obtained 14 datapoints in total: five from the ~5 Ma plutons, two from the ~2-1 Ma plutons, five from the ~0.8 Ma plutons, and two from the 65 Ma plutons. These additional data are basically consistent with the previous data, reinforcing the three interpretations above. Recently, new uplift models of the Kurobe area were proposed, in addition to the eastward tilting model. Ito et al. (2021) suggested that the Kurobegawa pluton is a resurgent pluton of the Jiigatake caldera and was uplifted by the resurgence. Kawasaki (2021) proposed that displacements related to the E-W compression are localized along the Kurobe area due to the high geothermal gradient caused by presence of thermal fluid interstratified layers. We are planning to discuss consistency between our data and these two models.