Petrogenesis of Oligocene to Miocene volcanic rocks from the Toyama basin of the SW Japan arc; Temporal change of arc volcanism during the back-arc spreading in the Japan Sea

西南日本弧、富山堆積盆に分布する漸新世中新世火山岩類の岩石成因; 日本海での背弧拡大に伴って起きた火成弧火成活動の時間変遷

山田 来樹; 高橋 俊郎*; 小北 康弘  

Yamada, Raiki; Takahashi, Toshiro*; Ogita, Yasuhiro

本研究では、西南日本弧の富山堆積盆に分布し日本海での背弧拡大に伴って形成された漸新世中新世火山岩類の岩石成因と、その沈み込み帯火成活動の時空変遷を明らかにした。この論文では、23-16Maに形成された安山岩と流紋岩の全岩主要・微量元素および全岩Sr-Nd同位体の化学組成を報告し、モデル計算の結果と比較することで岩石成因を定量的に議論した。その結果、以下の3つの結論を得た。(1)流紋岩質マグマは玄武岩質安山岩質マグマの地殻同化作用によって作られた。(2)安山岩類はスラブ流体やスラブメルト、地殻物質の相互作用で生成された高Mg安山岩、高Sr安山岩、ソレアイト質安山岩からなる。(3)アセノスフェリックマントルのマントルウェッジへの上昇が沈み込む太平洋プレートの溶融を引き起こし、安山岩質なマグマ活動が流紋岩質な火成活動を誘発した。

Oligocene to Miocene volcanic rocks from the Toyama basin of the SW Japan arc, that were formed during back-arc spreading in the Japan Sea, were examined to reveal their petrogeneses and temporal change of arc volcanism during the Japan Sea opening. We reported whole-rock major and trace element and Sr-Nd isotopic compositions of andesites and rhyolites (23-16 Ma) and quantitatively discussed their petrogenesis, based on comparison with the results of model calculations, in this paper. Main concluding remarks are as follows: (1) Rhyolite magmas were generated by crustal assimilation of basaltic to andesitic magmas. (2) Andesites consist of high-Mg andesite, high-Sr, and tholeiitic andesite, generated by interaction among slab fluid, slab melt, and crustal material. (3) Upwelling of the asthenospheric mantle into the mantle wedge caused melting of the subducting Pacific plate, and andesitic magmatism induced rhyolitic magmatism.