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論文

Low-temperature thermochronological database of bedrock in the Japanese Islands

末岡 茂; 田上 高広*

Island Arc, 28(4), p.e12305_1 - e12305_8, 2019/07

日本列島における長期の削剥史の把握のため、日本列島の基盤岩類における低温領域の熱年代データをコンパイルした。計90編の文献、1096地点のデータから、アパタイトフィッション・トラック年代418点、ジルコンフィッション・トラック年代851点、アパタイト(U-Th)/He年代42点、ジルコン(U-Th)/He年代30点が収集された。データの密度には地域差があり、今後はデータ数の少ない地域でのデータの充実、特に報告数が少ない(U-Th)/He年代の測定が望まれる。

論文

茂住祐延断層のジルコンFT熱年代解析; 熱史モデルによる再検討

末岡 茂; 郁芳 隋徹*; 長谷部 徳子*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, 31, p.9 - 12, 2018/12

上載地層法が適用できない断層の活動性評価手法として、熱年代学の手法による検討が有望だと考えられている。本研究は、跡津川断層帯の茂住祐延断層にジルコンフィッション・トラック(ZFT)熱年代解析を適用した郁芳(2011)のデータの再検討を試みたものである。郁芳(2011)は、茂住祐延断層の2本の破砕帯を貫く調査坑道内において、110-70MaのZFT年代と7-9$$mu$$mのZFT長を報告し、加熱の原因を約65Maの神岡鉱床の形成に伴う熱水活動だと解釈した。一方、本研究による熱史逆解析の結果によれば、加熱の時期は見掛け年代より新しく、約30-15Maと推定された。この時期は日本海拡大期に当たっており、当時の火成活動が加熱イベントに関連していると考えられる。しかし、加熱メカニズムについては、地表に堆積した火山噴出物からの単純な熱伝導では説明が困難であり、今後の検討課題である。

論文

Thermo 2018 @ Quedlinburgの参加報告

福田 将眞*; 末岡 茂; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, 31, p.26 - 29, 2018/12

第16回熱年代国際会議(Thermo2018)が、2018年9月16$$sim$$21日にドイツのQuedlinburgで開催された。本会議には、世界29ヶ国から約250人(+15人の招待講演者)が出席し、口頭69件、ポスター150件の計219件の発表が行われた。これらについて、報告者らの印象に残った講演や雑感などを中心に報告する。

論文

低温領域の熱年代学的手法を用いた東北日本弧における隆起・削剥史の解明

福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (30), p.7 - 10, 2017/12

東北日本弧の100万年スケールの地殻変動像把握のために、阿武隈山地、奥羽脊梁山脈、朝日山地にて、アパタイトフィッション・トラック(AFT)解析を実施した。前弧側の阿武隈山地では79.5-66.0Maの古いAFT年代が得られ、熱履歴解析の結果や先行データと合わせて、本地域は白亜紀後期以降は比較的安定な削剥環境だったことが推定された。対照的に、奥羽脊梁山脈では29.8-5.5Ma、背弧側の朝日山地では21.0-17.6Maの若いAFT年代が得られた。熱履歴解析の結果や既報のアパタイト(U-Th)/He年代と合わせると、最近数Maの山地形成に伴う急冷を反映していると解釈できる。脊梁山脈と背弧側の一部では、日本海拡大より古い年代も得られたが、これらの解釈に関しては、今後の追加分析が望まれる。

論文

Uplift and denudation history of the Akaishi Range, a thrust block formed by arc-arc collision in central Japan; Insights from low-temperature thermochronometry and thermokinematic modeling

末岡 茂; 池田 安隆*; 狩野 謙一*; 堤 浩之*; 田上 高広*; Kohn, B. P.*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 柴田 健二*

Journal of Geophysical Research; Solid Earth, 122(8), p.6787 - 6810, 2017/08

複数の熱年代学的手法とthermo-kinematicモデリングを用いて赤石山脈の削剥史を検討した。熱年代は東に向かって系統的に若返り、赤石山脈北部は東縁に分布する糸魚川-静岡構造線の活動によって隆起した可能性が示唆された。Thermo-kinematicモデリングによって詳細な検討を加えた結果、糸魚川-静岡構造線の変位速度が5-10mm/yr、傾斜が27-45度、デコルマ深度が20-25kmのとき、熱年代測定結果と既存の地形・地球物理データを矛盾なく説明できることが確認できた。隆起速度と削剥速度は約4mm/yrと推定された。一方、赤石山脈南部は、先行研究による少数の熱年代データは北部と異なる値を示しているほか、地形・地質構造等の違いを考慮すると、北部とは別の時期・メカニズムによって隆起している可能性がある。

論文

First report of (U-Th)/He thermochronometric data across Northeast Japan Arc; Implications for the long-term inelastic deformation

末岡 茂; 田上 高広*; Kohn, B.*

Earth, Planets and Space (Internet), 69(1), p.79_1 - 79_18, 2017/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:64.06(Geosciences, Multidisciplinary)

東北日本弧の地質時間スケールにおける変形像解明のため、島弧横断方向に(U-Th)/He年代測定を実施した。アパタイト(U-Th)/He年代では52-1.5Ma、ジルコン(U-Th)/He年代では39.6-11.0Maの加重平均年代が得られた。前弧側の阿武隈山地は52-49.6Maの比較的古い年代を示し、新生代ほぼ全体を通じて安定な地質環境(削剥速度:約0.01-0.1mm/yr)だったと推定された。対照的に、奥羽脊梁山地や背弧側の朝日山地は11.2-1.5Maの若い年代を示し、日本海拡大以降の山地形成による急冷(削剥速度:約0.1-1mm/yr)を反映していると解釈できる。奥羽脊梁山地(あるいは朝日山地も)では山頂側でより大きな削剥速度が推定され、西南日本弧の断層地塊山地とは異なる隆起・削剥様式を有している可能性が指摘された。以上の成果は、典型的な島弧である東北日本弧でも、熱年代に基づいた山地の隆起・削剥史解析が有効であることを示している。

論文

新学術「地殻ダイナミクス」の概要と熱年代学による貢献

田上 高広*; 末岡 茂; Kohn, B. P.*; 福田 将眞*

フィッション・トラックニュースレター, (29), p.1 - 2, 2016/12

新学術研究「地殻ダイナミクス」は2014年度から開始された分野横断型の学術研究プロジェクトで、東北地方太平洋沖地震が起こったテクトニックな背景の解明のために、島弧地殻の基本的な特性や状態の理解を目指している。そのうち、「A02異なる時空間スケールにおける日本列島の変形場の解明」班では、様々な時空間スケールにおける歪・歪速度場の推定と統一的な理解を目指している。われわれは、近年進展の著しい低温領域の熱年代学手法を用いて、地質学的時間スケール(10$$^{5}$$$$sim$$10$$^{7}$$年)の鉛直歪速度の復元を行っている。日本列島における既存の熱年代データのコンパイル、奥羽脊梁山脈の解析、飛騨山脈の解析の3つについて、概要と最新の成果を報告する。

論文

Thermo 2016 in Maresiasの参加報告

末岡 茂; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (29), p.26 - 28, 2016/12

第15回熱年代学国際会議(Thermo2016)が、2016年9月19日から9月23日にかけて、ブラジル、サンパウロ州のMaresiasで開催された。本会議には、世界20ヶ国から131人(+8人の招待講演者)が出席し、口頭44件、ポスター44件の計88件の発表が行われた。これらについて、報告者らの印象に残った講演や雑感などを中心に報告する。

論文

New approach to resolve the amount of Quaternary uplift and associated denudation of the mountain ranges in the Japanese Islands

末岡 茂; 堤 浩之*; 田上 高広*

Geoscience Frontiers, 7(2), p.197 - 210, 2016/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:55.98(Geosciences, Multidisciplinary)

熱年代学は、熱による放射年代の若返りを利用して、過去の熱イベントの時期や温度などを調べる学問領域である。山地においては、冷却量を削剥量に読み換えることで削剥史の推定が可能であり、過去40年にわたり、世界各地の造山帯で用いられ成果をあげてきた。一方、日本国内では、山地が小規模で削剥量が少ないことや、隆起開始時期が新しいこともあり、従来の熱年代学的手法の適用は比較的困難であった。しかし近年、低温領域における熱年代学の手法が飛躍的な発展を遂げており、手法面における障害は急速に低減されつつある。本稿では、(1)日本列島及びその山地のテクトニクス及び地形学的特徴、(2)熱年代学以外の手法による、日本列島の山地における隆起・削剥の測定例、(3)日本列島の山地における熱年代学的研究の問題点と応用例、(4)木曽山脈の事例と日本列島の山地における現在の有効性と適用範囲、について紹介する。

論文

日本列島の基盤岩類の熱年代コンパイル

末岡 茂; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (28), p.8 - 10, 2015/12

島弧スケールでの冷却史・削剥史の把握を目的として、日本列島の基盤岩類について、既存の熱年代データのコンパイルを行った。2015年4月現在までに、未公表データを含む70編以上の文献から、アパタイトFT年代約370点、ジルコンFT年代約650点を取りまとめた。年代値は第四紀から三畳紀まで様々であるが、地域的には中部$$sim$$近畿の山岳地域や西南日本外帯では豊富なデータが報告されているのに対し、東北日本弧や中国地方では少ないなど、偏りが見られた。コンパイル作業は今後も継続を予定しているが、最終的な成果の公表時期・方法については未定である。

論文

低温領域の熱年代学の発展と日本の山地の隆起・削剥史研究への応用

末岡 茂; 堤 浩之*; 田上 高広*

地球科学, 69(1), p.47 - 70, 2015/01

熱年代学は、熱による放射年代の若返りを利用して、過去の熱イベントの時期や温度などを調べる学問領域である。山地においては、冷却量を削剥量に読み換えることで削剥史の推定が可能であり、過去40年にわたり、世界各地の造山帯で用いられ成果をあげてきた。一方、日本国内では、山地が小規模で削剥量が少ないことや、隆起開始時期が新しいこともあり、従来の熱年代学的手法の適用は比較的困難であった。しかし近年、低温領域における熱年代学の手法が飛躍的な発展を遂げており、手法面における障害は急速に低減されつつある。本稿では、まずフィッション・トラック法と(U-Th)/He法を中心に、(1)熱年代学の原理、(2)近年における低温領域の熱年代学の発展、(3)分析手順、(4)海外の山地における適用例の概略を紹介する。また、(5)日本列島の山地における隆起・削剥に関する既存研究の紹介により、日本列島の山地の特徴と研究意義を示し、(6)日本列島の山地に熱年代学的手法を適用した既存研究および、(7)筆者らによる木曽山脈や赤石山脈の事例研究を通じて、(8)現段階における日本の山地での熱年代学的手法の有用性や適用可能範囲を議論する。

論文

アパタイトFT解析に基づいた養老-鈴鹿-布引山地の隆起・削剥史

末岡 茂; 堤 浩之*; 田上 高広*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 柴田 健二

フィッション・トラックニュースレター, (27), p.17 - 19, 2014/12

地殻変動の長期予測を行う上で、山地の隆起開始時期や高度の変遷といった発達過程の把握が重要となる。本研究では、近畿の逆断層卓越地域と中部の横ずれ断層卓越地域の構造境界に分布する養老-鈴鹿-布引山地について、アパタイトフィッション・トラック法(AFT法)を用いて、隆起・削剥史の解明を行った。AFT年代測定の結果、47-30Maという年代が得られ、鈴鹿山脈の中部から南部で最も若く、南北に向かって古くなる傾向が認められた。AFT年代とAFT長を基にした熱履歴解析の結果、これらの年代差は最近数100万年間の山地の隆起に伴う削剥量の違いを反映していると解釈できる。古琵琶湖や東海湖といった沈降域が南から北へと発達したのに対し、隆起域はより複雑な発達過程をたどったことが示唆される。

論文

Constraining the timing of brittle deformation and faulting in the Toki granite, central Japan

山崎 誠子*; Zwingmann, H.*; 山田 国見*; 田上 高広*; 梅田 浩司

Chemical Geology, 351, p.168 - 174, 2013/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:29.65(Geochemistry & Geophysics)

断層帯の形成について時間的制約を与えることは、構造発達史を理解するうえで重要である。土岐花崗岩の断層ガウジに含まれる粘土鉱物のイライトを対象に、粒度ごとにK-Ar年代測定を実施した。その結果、より細粒の試料でより新しい年代値が得られ、細粒の試料には自生の結晶がより多く含まれていることが示唆された。0.1$$mu$$m未満の粒子の年代値は42.7$$sim$$46.5Maを示しており、母岩の冷却史におけるイライトの安定領域と脆性破壊の温度領域とに一致する結果が得られた。

論文

The First (U-Th)/He thermochronology of pseudotachylyte from the Median Tectonic Line, southwest Japan

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 島田 耕史; 高木 秀雄*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

Journal of Asian Earth Sciences, 45(2), p.17 - 23, 2012/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:95.02(Geosciences, Multidisciplinary)

断層起源シュードタキライトは過去の地震活動によって生じた脈状岩石であり、その熱史は断層の活動性の時間変化を反映している。三重県多気地域から得られた領家花崗岩中のシュードタキライトの熱史を明らかにするため(U-Th)/He年代測定を行った結果、シュードタキライトと約10cm近傍の原岩からそれぞれ60.3$$pm$$2.7, 55.5$$pm$$4.5(1SE)Maを得た。これらは本地域の冷却史を示すとともに、既に得られたシュードタキライトのFT年代と一致することからシュードタキライト生成時の環境温度が180$$^{circ}$$C程度であったことが放射年代学的に明らかになった。この温度は鉱物学的に推定された値とも矛盾しない。これらの研究成果は熱年代学的アプローチによる断層岩の解析によりその活動性の評価が可能となることを示唆する。

論文

Postcollisional exhumation history of the Tanzawa Tonalite Complex, inferred from (U-Th)/He thermochronology and fission track analysis

山田 国見; 田上 高広*

Journal of Geophysical Research, 113(3), p.B03402_1 - B03402_10, 2008/03

新たな熱年代学的手法により島弧島弧衝突による丹沢トーナル岩複合岩体の削剥史を調査した。(U-Th)/He年代はアパタイトで2.0$$pm$$0.2Ma,ジルコンで3.3$$pm$$0.2Ma,ジルコンのフィッショントラック年代は4.5-6.9Maで、地温勾配を40$$^{circ}$$C/kmとすると削剥史は$$sim$$7-3.3Ma: 0.5-1.5mm/yr; 3.3-2.0Ma: $$sim$$2mm/yr; 2.0-0Ma: $$sim$$0.8mm/yrであった。7Maごろ以降、丹沢山地周辺のテクトニクス条件の変化にもかかわらず、削剥速度は大きな変化を受けていないことが明らかになった。

口頭

日本原子力研究開発機構東濃地科学研究ユニットにおける(U-Th)/He年代測定システムの現状報告

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

東濃地科学ユニットでは、京都大学と共同で(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。アパタイトとジルコンを試料とし、ヘリウムの抽出は真空チャンバーにおいて赤外レーザーにより加熱して行う。抽出したガスは液体窒素で冷却した活性炭を用いたコールドトラップとNEゲッターにより精製した後、MM5400希ガス質量分析計を用いて感度法で定量する。質量分析計の感度は大気を標準に用いて体積既知の配管とキャパシタンスマノメータにより校正する。ウラン,トリウムは脱ガス後の試料を溶液化し、ICP四重極質量分析計を用いて標準添加法で定量する。溶液化の際はアパタイトは硝酸による溶解、ジルコンは融剤にメタホウ酸リチウムを用いてXRF用ビードサンプラによるガラス溶融法で分解する。試料はすべて放射壊変系列の永続平衡が成立していると期待されること,サマリウムはアパタイトやジルコンには有意に含まれないことから、親核種についてはU-238, Th-232のみの測定で年代を求めることができる。現在は希ガス質量分析計の感度校正とICP質量分析用の溶液試料作成に関する実験を進めており、システムの全体図や各装置の詳細を含めて発表する予定である。

口頭

Results from the (U-Th)/He dating systems in Japan Atomic Energy Agency

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、京都大学,防災科学技術研究所と共同で(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。測定には同機構が所有する希ガス質量分析装置とICP四重極質量分析計を用い、ヘリウムの抽出用に赤外レーザーによる真空加熱装置を製作した。ジルコンの溶液化は融剤にメタホウ酸リチウムを用いてXRF用ビードサンプラによるガラス溶融後、これを酸分解する。ヘリウムの定量は感度法、ウラン,トリウムの定量は標準添加法で行う。試料はすべてウラン系列核種の永続平衡が成立していると期待されること、サマリウムはアパタイトやジルコンには有意に含まれないことから、親核種についてはU-238, Th-232のみの測定で年代を求めることができる。現在は国際年代標準試料であるフィッシュキャニオンタフのジルコン、デュランゴアパタイト、ワーキングスタンダードとして筆者が年代測定を行った丹沢トーナル岩のアパタイトとジルコンを用いて年代決定の較正に関する実験を進めており、システムの全体図や各装置の詳細とともに報告する。

口頭

JAEA東濃地科学センターにおける(U-Th)/He年代測定の現状と地質試料の測定データ

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

ウラン・トリウム・ヘリウム((U-Th)/He)法は既に20世紀初頭にラザフォードらによって発案されていたものの、岩石中でヘリウムが完全に保持されないことから特殊な例を除いて実用は不可能であると考えられていた。しかし、1987年、アパタイトの(U-Th)/He年代が非常に低い冷却温度に対応する冷却年代であると解釈できることが明らかになった。有用な年代測定法・熱年代測定法としての可能性が示されたことで(U-Th)/He法は1990年代を通じて急速な発展を見た。現在はその特徴から造山帯等に分布する地質体の冷却や削剥の速度推定や、活断層の運動に伴う熱異常の検出などに用いられている。日本原子力研究開発機構では、平成18年度より京都大学・防災科学技術研究所との共同研究として(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。現在のところ、年代既知試料を用いて精度について10%程度、確度について20%程度を実現している。発表ではFish Canyon Tuff,丹沢トーナル岩等の年代既知試料の測定データについて議論を行う予定である。

口頭

New (U-Th)/He dating systems and ages in Japan Atomic Energy Agency

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

原子力機構は京都大学,防災科学技術研究所との共同研究として(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。電子冷却半導体レーザを用いた脱ガス装置,XRFビードサンプラ用の微小るつぼ,人工スパイクを用いないウラントリウム定量法などを開発した。現在は年代既知試料の年代測定を行っている。今のところ、年代標準試料であるフィッシュキャニオンタフFC3ジルコンに対して確度で20%、精度で10%程度の結果が得られている。発表ではこれらの装置と測定結果について、詳細に報告する。

口頭

領家花崗岩帯多気シュードタキライトの(U-Th)/He年代測定

山田 国見; 高木 秀雄*; 田上 高広*; 檀原 徹*

no journal, , 

多気町のシュードタキライトは中央構造線沿いで初めて見つかったものであり、角閃石-緑色片岩相条件でマイロナイト化した畑井トーナル岩の融解-急冷によって形成され、その後カタクレーサイト化している。これまでにシュードタキライト近傍のマイロナイト化したトーナル岩について(U-Th)/He年代を測定し、母岩ではなくシュードタキライトのフィッショントラック年代(高木ほか、未公表)と一致するかやや若い年代を得た。これはシュードタキライトの生成時の環境温度がジルコン(U-Th)/He法の閉鎖温度よりも高いことを示唆し、一般的なカタクレーサイト化温度とも整合的である。この場合、シュードタキライトの生成時期を直接に決定することはできないが、カタクレーサイト活動時期の制約やこの地点での断層の冷却-侵食過程の解明を行うことができる。今後、シュードタキライト本体から分離されたジルコンについても年代測定を行う予定である。

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