奥羽脊梁山地南部における白亜紀花崗岩類のアパタイトフィッション・トラック年代の空間分布; 火山弧のドーム状隆起への知見

Spatial distribution of apatite fission-track ages on the Cretaceous granites of the southern part of Ou Backbone Range; Insights into the doming uplift of a volcanic arc

福田 将眞   ; 末岡 茂   ; 鏡味 沙耶   ; 梶田 侑弥*; 田上 高広*

Fukuda, Shoma; Sueoka, Shigeru; Kagami, Saya; Kajita, Yuya*; Tagami, Takahiro*

プレート沈み込み帯で活発に起きる、地球表層における地質学的諸現象(例えば、火成活動や地震活動,造山運動)の理解には、歪の蓄積・解放過程の解明に向けた様々な時間スケールにおける隆起・沈降や削剥への定量的なアプローチが不可欠である。本研究では、弧-海溝系に一般的に見られる火山弧に着目し、その形成・発達過程に伴う鉛直方向の変形履歴(隆起・削剥史)の解明を目的としている。本研究では、典型的な地形配列を有する島弧と言われる東北日本弧を対象とし、その中軸部に位置する火山弧である奥羽脊梁山地の山地形成過程について、熱年代法に基づいた推定を試みる。これまで、著者らのアパタイトフィッション・トラック法やアパタイト(U-Th)/He法(以降、AFT法, AHe法)を中心とした低温領域(300C)の熱年代法の適用により、東北日本弧における島弧構成単元(前弧-火山弧-背弧)ごとの隆起・削剥過程は徐々に明らかになりつつある。本講演では、既にドーム状隆起であると期待されている奥羽脊梁山地南部において、これまで得られている約20点のAHe年代(39.11.5Ma)および約10点のAFT年代(29.84.4Ma)の空間分布について、年代値が報告されていない空白域のデータを拡充し、詳細な隆起モデルを描像する目的で、新たにAFT年代データの取得を試みた。結果として、奥羽脊梁山地南部で新たに約10点のAFT年代を取得し、数十数Maの値を得た。この結果は既報AFT年代と整合的であり、数Ma程度の年代は32Ma以降の東西方向の強圧縮応力に伴う隆起・削剥を反映していると示唆される。

To understand geoscientific phenomena (e.g., magmatism, seismicity, and, orogenesis) that occur actively along plate subduction zones at the Earth's surface, a quantitative approach plays a key role in uplift/subsidence and denudation on various timescales to reveal the mechanism of strain release and accumulation. In this study, we focus on the Northeast Japan Arc (NEJA) as an island arc with a typical topographic alighnment, and attempt to estimate the mountain formation process of the Ou Backbone Range (hereinafter, OBR) which locates in the center axis of the NEJA as a volcanic arc, based on thermochronology. It is expected to lead to the proposal of a vertical deformation model for volcanic arcs distributed in the plate subduction zone. We have applied low-temperatures ( 300 degree Celsius) thermochronometric approaches, mainly the apatite fission track and apatite (U-Th)/He (AFT and AHe, respectively) methods, to estimate the uplift of each island arc components (i.e., fore-arc, volcanic arc, back-arc) in the Northeast Japan Arc (NEJA). In this presentation, regarding the spatial distribution of ca. 20 AHe ages (39.1-1.5 Ma) and ca. 10 AFT ages (29.8-4.4 Ma) obtained so far in the southern part of the OBR, which already provided the doming uplift of the OBR, we attempted to obtain new AFT age data in order to expand the data for the blank areas where no ages were reported in order to develop a detailed uplift model. As a result, about 10 new AFT ages were obtained in the southern part of the OBR, ranging from a few tens to a few Ma. These results are consistent with the previously reported AFT ages, and suggest that the ages of a few Ma reflect uplift and denudation associated with strong compressive stress in the east-west direction after 3 to 2 Ma.