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論文

照来層群歌長流紋岩から得られたジルコンU-Pb年代

長田 充弘; 福田 将眞; 末岡 茂; 中嶋 徹; 梶田 侑弥*; 南 沙樹*; 岡本 晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (35), p.15 - 18, 2022/09

ジルコンを用いた年代測定の標準試料の探求の一環として、照来層群歌長流紋岩中のジルコンについて、U-Pb年代測定を実施した。歌長流紋岩からは、先行研究により約2.30-2.77Maのジルコンフィッション・トラック年代,ジルコン(U-Th)/He年代、および黒雲母K-Ar年代が報告されていた。ジルコンは短柱状から長柱状の自形を呈し、カソードルミネッセンス像観察では明瞭なコア・リム構造や累帯構造を示さない。レーザーアブレーション・マルチコレクター誘導結合プラズマ質量分析装置を用いてU-Pb同位体を測定した。2試料より得られたU-Pb年代は、いずれも2.5-3.0Maを示し、それぞれ2.65$$pm$$0.16Maおよび2.66$$pm$$0.15Maの$$^{238}$$U-$$^{206}$$Pb加重平均値を得た。得られた年代は、先行研究による閉鎖温度の異なる年代と整合的であるため、歌長流紋岩中のジルコンが標準試料として有効である可能性がある。今後、更なる各種年代、U, Th,希土類元素などの元素濃度の測定から標準試料として適切か検討する。

論文

Solidification pressures and ages recorded in mafic microgranular enclaves and their host granite; An Example of the world's youngest Kurobegawa granite

鈴木 康太*; 河上 哲生*; 末岡 茂; 山崎 あゆ*; 鏡味 沙耶; 横山 立憲; 田上 高広*

Island Arc, 31(1), p.e12462_1 - e12462_15, 2022/09

 被引用回数:0

Solidification pressure conditions and U-Pb zircon ages were determined and compared between mafic microgranular enclaves (MMEs) and their host granite from two sample localities in the Kurobegawa Granite (Hida Mountain Range, central Japan). The ages for MMEs tend to be younger than the host granites, although they overlap within uncertainty. In both lithologies, zircon occurs as the matrix mineral and as inclusions in plagioclase rims. Meanwhile, only in the host granites, zircon also occurs as early phases in plagioclase cores. Such differences in mode of occurrence of zircon suggest that the age variation reflects the difference in the timing of zircon crystallization between the MMEs and the host granites. Therefore, the MMEs record the same solidification pressures as the host granites and better represent the final solidification timing of the Kurobegawa Granite.

論文

Vibration test and fatigue test for failure probability evaluation method with integrated energy

木下 貴博*; 岡村 茂樹*; 西野 裕之; 山野 秀将; 栗坂 健一; 二神 敏; 深沢 剛司*

Transactions of 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-26) (Internet), 7 Pages, 2022/07

ナトリウム冷却高速炉(SFR)で、原子炉容器のような重要な機器の地震評価は、地震リスク評価(S-PRA)において、原子炉容器のような重要な機器の破損を評価できる評価方法は必要である。疲労破損と機器に累積した振動エネルギーの関係は、過去の研究において確かめられている。また、振動エネルギーによる破損評価は検討されている。本研究では、地震時に機器に累積する振動エネルギーを評価した破損確率評価手法を開発する。

論文

Low-temperature thermochronology of active arc-arc collision zone, South Fossa Magna region, central Japan

末岡 茂; 小林 侑生*; 福田 将眞; Kohn, B. P.*; 横山 立憲; 佐野 直美*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

Tectonophysics, 828, p.229231_1 - 229231_17, 2022/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Geochemistry & Geophysics)

島弧衝突帯における山地形成史の解明を目的に、中部日本の南部フォッサマグナ地域に低温領域の熱年代学を適用し、冷却・削剥史を推定した。

論文

Low-temperature constraints on the Alpine thermal evolution of the central parts of the Sredna Gora Zone, Bulgaria

Balkanska, E.*; Georgiev, S.*; Kounov, A.*; Anti$'c$, M.*; 田上 高広*; 末岡 茂; Wijbrans, J.*; Peytcheva, I.*

Geologica Carpathica, 73(1), p.3 - 23, 2022/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Geosciences, Multidisciplinary)

The central parts of the Sredna Gora Zone in Bulgaria have experienced a complex Alpine tectonic evolution. The main tectonic and thermal events since the end of the Triassic are the Late Jurassic-Early Cretaceous (Early Alpine) and Late Cretaceous-Paleogene (Late Alpine) compression/transpression separated by Late Cretaceous island-arc magmatism and intra/back-arc extension and basin formation. During the Cenozoic, the area was mainly under post-orogenic extension. Here, we present the first apatite and zircon fission-track results and new muscovite and biotite $$^{40}$$Ar/$$^{39}$$Ar age analysis on late Carboniferous-Permian granitoids together with Late Cretaceous volcanic and subvolcanic rocks and Late Maastrichtian-Danian conglomerates from the Panagyurishte basin, which allowed us to reveal the Alpine thermal and tectonic evolution of the Central Sredna Gora Zone. Our new results disclosed the existence of several thermal and cooling episodes related to different tectonic and magmatic events in the studied area. The 40Ar/39Ar dating of samples from the metamorphic basement constrain the thermal peak of an Early Alpine thermal event at about 139-137 Ma at temperatures between $$sim$$ 300 and 400$$^{circ}$$C. Through the apatite FT dating and thermal modelling, the time of a Late Alpine (post-Danian) event was constrained at 65-55 Ma, during which the tectonically buried sediments of the Panagyurishte basin attained temperature of $$<$$ 120$$^{circ}$$C. The Cenozoic cooling and exhumation of the Central Sredna Gora Zone metamorphic basement was related to post-orogenic extension and denudation which took place probably at two stages during middle Eocene to Oligocene.

論文

Two pulse intrusive events of the Pliocene Tanigawa-dake granites revealed from zircon U-Pb dating

南 沙樹*; 長田 充弘; 末岡 茂; 福田 将眞; 梶田 侑弥*; 小北 康弘; 鏡味 沙耶; 横山 立憲; 田上 高広*

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.231_1 - 231_7, 2021/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:26.02(Geosciences, Multidisciplinary)

We performed zircon U-Pb dating on the Pliocene Tanigawa-dake granites (Makihata and Tanigawa bodies) and the Cretaceous Minakami quartzdiorite, Northeast Japan Arc. Concordia ages were estimated to be 3.95 $$pm$$ 0.11 Ma ($$pm$$ 2 sigma) for the Makihata body, 3.18 $$pm$$ 0.13 Ma and 3.32 $$pm$$ 0.15 Ma for the Tanigawa body, and 109.4 $$pm$$ 2.2 Ma for the Minakami quartzdiorite. The Minakami quartzdiorite is possibly correlated to the bedrock in the Ashio belt because the age of the Minakami quartzdiorite is consistent with the zircon U-Pb ages of the earliest Tadamigawa granites (107-62 Ma) which are distributed to the northeast of the Tanigawa-dake region and belong to the Ashio belt. All the zircon U-Pb ages of the Tanigawa-dake granites are older than the previously reported cooling ages, i.e., K-Ar ages and zircon fission-track ages, being consistent with their difference in closure temperature. On the basis of these results, we concluded that the intrusive ages of the Tanigawa-dake granites are ~4-3 Ma, which are among the youngest exposed plutons on Earth. The U-Pb ages of the Makihata body and the Tanigawa body are different significantly in the 2 sigma error range. Thus, the Tanigawa body intruded later than the Makihata body by ~0.7 Myr.

論文

ジルコン(U-Th)/He法の年代標準試料の探求; 仁左平デイサイトにおける年代学的検討

福田 将眞; 末岡 茂; 菅野 瑞穂; Kohn, B. P.*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (34), p.9 - 13, 2021/12

ジルコン(U-Th)/He(以下、ZHe)法における年代標準試料の確立を目指し、岩手県二戸市周辺から採取した地質試料である仁左平デイサイトについてZHe年代測定を実施した。本試料は、年代学的手法に基づく既往研究が豊富な試料であり、既報年代は22Maから21Ma程度に集中する急冷試料であることが明らかとなっているため、ZHe法についても年代標準試料としての潜在性が期待される。結果として、ZHe年代は21.5$$pm$$0.2Maが得られたが、単粒子年代は40Maから15Ma程度までランダム誤差に起因するとみられる広いばらつきを示した。その原因として、ジルコン中の親核種濃度の不均質や、岩石試料の薄片観察により明らかとなった異質岩片が考えられる。したがって、ZHe法の年代標準試料の適性は低いと判断されたが、既往研究で示されているようにジルコンフィッション・トラック年代やU-Pb年代は年代のまとまりが良いため、これらの分析の標準試料としては適性があると判断できる可能性がある。今後は、U-Pb法などの他の手法で用いられている年代標準試料などを対象にZHe年代標準試料の候補の探求を継続する。

論文

アパタイトフィッション・トラック熱年代学に基づく北上山地の削剥史の推定

梶田 侑弥*; 末岡 茂; 福田 将眞; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; 長田 充弘; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (34), p.14 - 16, 2021/12

東北日本弧前弧域における地質学的時間スケールの詳細な隆起・削剥史の復元のため、北上山地に分布する花崗岩類を対象としたU-Pb年代測定およびアパタイトフィッション・トラック(AFT)熱年代学を適用した。また、東縁に分布する浄土ヶ浜流紋岩について、その熱的影響や活動時期推定のため、U-Pb年代測定を行った。結果として、北上山地に分布する白亜紀花崗岩類2試料について122.7Maと117.3MaのU-Pb年代、および15試料について156.8Maから70.3MaのAFT年代、浄土ヶ浜の流紋岩については44.3MaのU-Pb年代が得られた。先行研究および本研究で得られたAFT年代を総合すると、北上山地の西方に向けて若返る傾向が示唆された。その原因として、火山フロントの移動による浄土ヶ浜の火成活動が考えられるが、本研究で得られたU-Pb年代に比べてAFT年代は有意に古い結果となり、トラックの長さ分布を利用した熱史逆解析の結果も徐冷を示唆していることから、再加熱を積極的に支持する結果は得られなかった。今後は、追加分析によるデータの信頼性の向上や、ESR法などのより閉鎖温度が低い熱年代計などの適用を予定している。

論文

ジルコンU-Pb年代測定による谷川岳地域に露出する中新世$$sim$$鮮新世花崗閃緑岩の貫入年代の推定

南 沙樹*; 長田 充弘; 末岡 茂; 福田 将眞; 梶田 侑弥*; 小北 康弘; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (34), p.4 - 8, 2021/12

国内において急激な隆起・削剥を経験してきた地域であると期待される、数Maに形成された若い花崗岩類が露出する谷川岳地域において、貫入年代の決定を目的にU-Pb年代測定を実施した。結果として、白亜紀花崗閃緑岩では109Ma、若い花崗岩類と推察された岩体では3.95Maから3.19Ma(3試料)のU-Pb年代が得られた。これらの年代は先行研究で報告されていた、より閉鎖温度の低い手法であるK-Ar法やジルコンのフィッション・トラック年代と整合的な値であり、本研究で得られたU-Pb年代の方が古い値を示す。したがって、得られたU-Pb年代は若い花崗岩の貫入年代に相当すると解釈でき、最低でも二回に及ぶ複数の貫入イベントによって谷川岳地域の若い花崗岩体が形成された可能性を提示した。

論文

フィッション・トラック法における近年の新たな展開; 測定技術の高度化、アニーリング特性の理解、新手法の開発

末岡 茂; 島田 耕史; 長谷部 徳子*; 田上 高広*

Radioisotopes, 70(3), p.189 - 207, 2021/03

フィッション・トラック(FT)法は、確立・普及した地球年代学/熱年代学の手法として知られるが、誕生から半世紀以上を経た現在でも発展を続けている。本稿では、2000年代以降の研究を中心に、FT法の基礎研究に係る発展と課題を概観し、今後FT法に携わる研究者達への指針としたい。具体的には、測定技術の高度化、アニーリング特性の理解、新手法の開発の3点に加え、FT解析に有用なソフトウェアについても紹介する。

論文

フィッション・トラック年代測定の基礎; これまでの経緯と今後の発展の可能性

長谷部 徳子*; 末岡 茂; 田上 高広*

Radioisotopes, 70(3), p.117 - 130, 2021/03

フィッション・トラック(FT)法は、多くの放射年代測定が同位体化学分析を用いているのに比し、ウランの核分裂によって生じる物質中の線状損傷を可視化し観察するユニークな年代測定法である。年代測定法としてだけでなく、その特徴を利用して地質試料の300$$^{circ}$$C以下の熱履歴の復元にも利用されている。本稿ではFT法の歴史を再訪し、今後のFT法の発展にどのような方向性がありうるかを紹介する。

論文

フィッション・トラック法を利用した島弧山地の熱年代学

福田 将眞; 末岡 茂; 田上 高広*

Radioisotopes, 70(3), p.173 - 187, 2021/03

主要な造山帯における、フィッション・トラック(FT)法等による熱年代学は、1970年代以降世界各地で進展してきた。従来の主要研究対象だった大陸造山帯や安定陸塊に加え、最近30年の低温領域の熱年代学の進展により、対象地域が拡大しつつあり、これまで研究が困難だと考えられていた島弧においても精力的に研究が展開中である。本稿では、熱年代学的手法に基づく山地形成過程の推定方法を概観し、弧-海溝系の山地を対象とした熱年代学研究の現状、特に島弧山地における研究事例を紹介する。

論文

Solidification depth and crystallization age of the Shiaidani Granodiorite; Constraints to the average denudation rate of the Hida Range, central Japan

河上 哲生*; 末岡 茂; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; King, G. E.*; Herman, F.*; 塚本 すみ子*; 田上 高広*

Island Arc, 30(1), p.e12414_1 - e12414_11, 2021/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:46.81(Geosciences, Multidisciplinary)

Solidification pressure and crystallization age of the ca 5 Ma Shiaidani Granodiorite (Hida Mountain Range, central Japan) are determined based on Al-in-hornblende geobarometry and U-Pb zircon dating. Al-poor patchy replacements developed in amphiboles are common in this granite and petrographic study revealed that the replacements include chloritized biotite and albitic plagioclase. These are probably the hydrothermally recrystallized domains, and should not be used for solidification pressure estimates. Magmatic rim of amphibole is characterized by Si $$<$$ 7.3 a.p.f.u. (AlIV $$>$$ 0.7 a.p.f.u.), and utilized in solidification pressure estimate that yielded 0.17-0.29 GPa. The solidification age of the granite is estimated as ca 5.6-5.2 Ma using U-Pb zircon dating. From these data, the lower limit of an average denudation rate after ca 5.6-5.2 Ma for the area where Shiaidani Granodiorite is exposed is estimated as 0.93-2.5 mm/year.

論文

Fission-track analysis using LA-ICP-MS; Techniques and procedures adopted at the new low-temperature thermochronology laboratory in Bulgaria

Balkanska, E.*; Georgiev, S.*; Kounov, A.*; 田上 高広*; 末岡 茂

Proceedings of the Bulgarian Academy of Sciences, 74(1), p.102 - 109, 2021/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:30.91(Multidisciplinary Sciences)

The following contribution presents fission-track experiments using LA-ICP-MS technique performed at the first low-temperature thermochronology laboratory in Bulgaria, jointly established by new Low-temperature Thermochronology Laboratory at Sofia University and Geological Institute of Bulgarian Academy of Sciences. The laboratory is established in close collaboration with Kyoto University, Japan. Here, we provide all newly adopted laboratory procedures needed to obtain fission-track ages, including sample preparation, etching, fission-track observations and measurements, LA-ICP-MS analyses of uranium contents, and age calculation. The experiments were performed on four apatite and zircon standards and samples from Upper Cretaceous and Carboniferous igneous rocks from Central Sredna Gora Zone in the central Bulgaria.

論文

伊豆弧の衝突と南部フォッサマグナ地域の山地形成; 低温領域の熱年代学による知見

小林 侑生*; 末岡 茂; 福田 将眞; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.25 - 27, 2020/10

本州弧と伊豆弧の衝突帯である南部フォッサマグナ地域を対象に、熱年代学の手法を用いて山地の隆起・削剥史を検討した。筑波山,足尾山地,奥秩父のアパタイトFT年代は、伊豆弧の衝突以前の冷却・削剥や岩体形成を反映した古い値を示したが、関東山地のアパタイトFT年代や、より閉鎖温度が低いアパタイト(U-Th)/He年代では衝突開始以降の新しい年代値が得られた。アパタイトFTデータに基づいた熱史逆解析の結果、関東山地の北部から中部と身延山地では約1Ma、奥秩父と関東山地の南部では約4-5Maの急冷イベントが認定された。これらの時期は伊豆ブロックと丹沢ブロックの衝突時期とそれぞれ一致しており、伊豆弧の衝突イベントによる本地域の山地形成への影響が示唆される。

論文

熱年代学を用いた北上山地の隆起・削剥史の推定

梶田 侑弥*; 福田 将眞; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; Kohn, B. P.*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (33), p.28 - 30, 2020/10

東北日本弧前弧域に分布する北上山地を対象に、熱年代学的手法を用いて山地の熱史・削剥史を検討した。北上山地を東西に横断する方向にアパタイトのFT法および(U-Th-Sm)/He法を実施した結果、既報年代と併せると、FT年代では東側から西側にかけて系統的に若い年代の傾向を示すのに対し、(U-Th-Sm)/He法では西縁で最も古い年代が検出され、以東ではほぼ一様な年代を示した。今後はより詳細に北上山地の熱史の傾向を議論するため、火山フロントの位置がほぼ現在の位置にあったとされる、1千万年以降の年代が期待できる熱年代学的手法の適用を予定している。

論文

(U-Th)/He thermochronometric mapping across the northeast Japan Arc; Towards understanding mountain building in an island-arc setting

福田 将眞*; 末岡 茂; Kohn, B. P.*; 田上 高広*

Earth, Planets and Space (Internet), 72(1), p.24_1 - 24_19, 2020/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:23.25(Geosciences, Multidisciplinary)

島弧の山地形成の解明を目的として、東北日本弧北部において(U-Th)/He熱年代を用いて冷却・削剥史を推定した。10地点の試料から88.6-0.9Maのアパタイト年代、83.9-7.4Maのジルコン年代が得られた。アパタイト年代から推定した削剥速度は、前弧側で$$<$$0.05mm/yrと低い値を示し、古第三紀以降の緩慢な削剥が推測された。一方、奥羽脊梁山地と背弧側では0.1-1.0mm/yr以上の削剥速度が得られ、3-2Ma以降の隆起イベントを反映していると考えられる。このような削剥史の対照性は、東北日本弧南部における先行研究の結果と整合的で、主にプレート沈み込みに起因した東北日本弧全体に共通の性質だと考えられる。一方で、特に背弧側では削剥速度の南北差が大きく、hot fingersのような島弧直交方向の構造の影響が示唆された。

論文

Electron Spin Resonance (ESR) thermochronometry of the Hida range of the Japanese Alps; Validation and future potential

King, G. E.*; 塚本 すみ子*; Herman, F.*; Biswas, R. H.*; 末岡 茂; 田上 高広*

Geochronology (Internet), 2(1), p.1 - 15, 2020/01

石英の電子スピン共鳴(ESR)法は、岩石の冷却史の推定に有効な可能性が示唆されていたが検証が不十分だった。本研究では飛騨山脈の試料を用いてESR熱年代法の検証を行った。Al中心とTi中心の熱安定性は従来の予想より低く、長石のルミネッセンスと同程度と推定された。ESRデータから推定された熱史は、同じ試料のルミネッセンスデータから推定された熱史と同様のパターンを示した。一方、ESRの方がより長期間の熱史を復元することができ、石英のESR熱年代法が第四紀後期の地形発達史の解明に広く有用である可能性が示された。

論文

高空間解像度の熱年代マッピングによる奥羽脊梁山地の隆起形態の推定; アパタイトフィッション・トラック法による展開

福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.12 - 16, 2019/12

東北日本弧の奥羽脊梁山地について、稠密な熱年代マッピングと斜面発達モデルの比較によって、隆起形態の制約を試みた。本研究で対象とした奥羽脊梁山地の南部では、山地の外側から内側に向かってアパタイトFT年代が若くなる(削剥速度が速くなる)傾向が見られた。従来提唱されていた奥羽脊梁山地の隆起モデルは、傾動隆起モデルとドーム状隆起モデルの2つであるが、斜面発達モデルを用いた検討によると、このような削剥速度分布は、ドーム状隆起モデルを支持すると考えられる。本研究地域では、脆性的なブロック状の変形よりも、地下の高温領域における塑性変形の伝播が支配的だと考えられるが、奥羽脊梁山地の他の箇所にもこの結果が適用できるかどうかは今後の課題である。

論文

東北日本弧前弧域における熱年代学的研究; アパタイトFT年代予報

梶田 侑弥*; 福田 将眞*; 末岡 茂; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 森下 知晃*; 田上 高広*

フィッション・トラックニュースレター, (32), p.6 - 7, 2019/12

太平洋プレートと北米プレート間の沈み込み帯に形成された島弧である東北日本弧の前弧域(阿武隈山地・北上山地)を対象として、アパタイトフィッション・トラック法を用いて隆起・削剥史を検討した。試料は、各山地を横断する方向にそれぞれ6地点と5地点で採取した。阿武隈山地では2地点で年代値が得られ、46.1$$pm$$6.9Maと73.9$$pm$$26.7Maと、先行研究と調和的な結果となった。北上山地では、同じく2地点で年代が得られ、66.8$$pm$$10.4Maと65.8$$pm$$10.4Maとなった。この2つの年代は先行研究より有意に若いが、両者の研究地域間には早池峰構造帯東縁断層が分布しており、年代差との関係は今後の検討課題である。

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