鳴門教育大学研究紀要 (自然科学編) 第1 8巻 2003 四国東部徳島県神山町周辺の秩父北帯中に産する緑色岩類 宏 * ' ** 村 田 西村 史** 守 平尾尚 小津大成ぺ 香西 武 本 , (キーワード:秩父北帯,緑色岩,アルカリ岩. HIMU) 互層から構成され,これらに石灰岩,チャート,緑色岩 はじめに 類の岩塊が含まれるとされる。緑色岩類は,東西方向に 造山帯中に産する緑色岩類の中で,プレート運動に 伴って造山帯中に付加した火成岩は,過去の海洋地域の 伸長したレンズ状岩体として産することが多く,またほ ぼ同一層準に分布している ( F i g. 1 ) 。 火成活動を知るうえで重要な情報を持っている。現在の 緑色岩類の岩体を構成する岩石は,塊状溶岩,凝灰岩, 海洋プレートの年代は 2億年以新であり,より古い時代 ピクライト玄武岩,カンラン石集積岩,ハンレイ岩であ の火成活動を調べるためには造山帯中の緑色岩の研究が る。塊状溶岩は斑状あるいは無斑品質で,斑晶は,カン 不可欠である。日本は環太平洋造山帯に属し,日本の付 ラン石および、単斜輝石または単斜輝石である。カンラン 加体に含まれる緑色岩類からは過去の大平洋の火成活動 石は完全に緑泥石に置き換わっている。単斜輝石は薄桃 を窺い知ることができる。大平洋地域のスーパープルー 色を呈し,一部にはセクターゾーニングやアワーグラス ムは 700-600Maより活動していると考えられており 組織が見られる。凝灰岩は片状組織を示し,斑晶は単斜 9 9 4 ) . 日本の付加体からはスーパーフ (Maruyama,1 輝石である。ピクライト玄武岩は高根岩体のみに見られ, ルーム起源の緑色岩 ホットスポット起源の緑色岩およ び中央海嶺起源の緑色岩が見い出される可能性がある。 斑晶としてカンラン石および、クロムスピネルを含み,他 の初生鉱物は単斜輝石,角閃石,アパタイトである。カ 四国東部秩父北帯には,みかけ状ほぼ一定の層準に小規 ンラン石は完全に緑泥石に置き換わっている。単斜輝石 模超苦鉄質-苦鉄質岩体が点在しでいる。これらはチタ は薄桃色を呈し,セクターゾーニシグが見られる。角閃 ンオージャイト,ケルースト閃石や黒雲母を特徴的に含 石は赤褐色を示す。カンラン石集積岩は高根岩体のみに 1 9 7 3 ) は南野間に分布する小岩体 んでいる。加治ほか ( 見られ,集積鉱物はカンラン石およびクロムスピネル, について,また村田ほか ( 1 9 9 4 ) は高根岩体についてそ 他に単斜輝石,角閃石,黒雲母,アパタイトを含む。カ れぞれ鉱物化学組成を記載し,アルカリ岩質マグマの活 ンラン石は自形 半白形を示し,現在は完全に蛇紋石お 動であるとしている。本報告では徳島県神山町周辺の秩 よび、炭酸塩鉱物に置き換わっている。単斜輝石は他形で 父北帯中に分布する緑色岩類の小岩体について,全岩化 ポイキリティック組織を示し,薄桃色でセクターゾーニ 学組成をもとにその形成場の考察を行う。 ングが見られる。角閃石は赤褐色を示す。黒雲母は単褐 色を示す。ハンレイ岩は南野間岩体にのみ見られ,単斜 2 地質と岩石記載 輝石,角閃石,斜長石,アパタイトから構成される。角 閃石は含まれない場合もある。単斜輝石は自形 半白形, 調査地域は,ジュラ紀付加体である秩父北帯の北部に 薄桃色を呈し,セクターゾーニングが見られるものが多 1 9 8 2 ) は泥質岩・チャートより産出 あたる。須鎗ほか ( い。角閃石は赤褐色で自形 するコノドントや放散虫などの微化石から得られた年代 全に変質している。斑晶晶出順序はカンラン石それに引 半白形を示す。斜長石は完 をもとに,神山町付近に分布する秩父北帯の地層を三畳 き続き単斜輝石である。 ジュラ系に属する神山層群と定義している。今回の調 査を行ったのは A帯に区分される地域である。須鎗ほか 3 全岩化学組成 ( 1 9 8 2 ) によれば. A帯は砂質優勢砂泥互層・黒色千枚 岩・粘板岩化した凝灰質泥岩層・千枚岩質泥質優勢砂泥 野間谷,三ツ木,大中尾,高根,南野間の各岩体を構 *鳴門教育大学自然系(理科)教育講座 **徳島県立阿波高等学校 ホ**鳴門教育大学総合学習開発講座 -29- 小津大成・平尾尚史・香西 武・西村 宏・村田 守 成する緑色岩類の全岩化学組成を, XRFを用いて決定し o n 成する緑色岩類は,ほぼポリネシアの HIMUおよび、 n た。分析には鳴門教育大学自然系地学教室の理学電機工 HIMUの領域に重なる ( F i g . 5 )。 業製 RIX-2000を使用した。標準試料には地質調査所発 秩父北帯中の小岩体を構成する緑色岩類の微量成分元 行の岩石標準試料を用い,主成分元素の分析にはファン 素 を MORBで 規 格 化 し た ス パ イ ダ ー ダ イ ア グ ラ ム ダメンタルパラメタ一法を,微量成分分析には検量線法 ( P e a r c e,1983) では,おおむね左上がりで T i ' " ' 'Y 聞が を用いた。岩石粉末試料の作成にあたっては,村田 急傾斜, P' " ' 'T i聞が左下がりという特徴を持ち,フレン (1993) にしたがった。 チ ポ リ ネ シ ア の HIMUお よ び non-HIMUに 類 似 す る 主成分元素および微量成分元素の組成変化を, MgOを ( F i g . 6 )。 横軸各元素を縦軸にとったグラフを作成し検討した ( F i g . 2,3)。秩父北帯中の小岩体を構成する緑色岩類は 4 議 呈必‘ 露関 低 MgO含有量のサンプルにおいて一部の元素でばらつ きが見られるが,おおむね 1つのトレンドを形成する。 四国東部秩父北帯神山層群 A帯中に分布する緑色岩類 ,T i O z,Alz03, 主成分では MgOが減少するに従って SiO z は,単斜輝石や角閃石の特徴から構成鉱物が T iに富むこ Na20の各元素が増加する。 CaOは Mg012重量%付近ま と,また一部の緑色岩にアパタイトが見られることから, で増加しその後減少傾向に転じる。微量成分では MgOが 源岩がアルカリ岩であることが示唆される。また全岩化 減少するに従って Cr,Niの各元素が減少し Ce,Rb,Y ,P,Nb,Ceに富む性質もこれを支持する。 学組成の Ti0 2 の各元素が増加する。 1973) は南野間岩体の鉱物記載及び鉱物化学 加治ほか ( 変質・変成の影響を受けにくい HFS元素である Nbと 組成から源岩がアルカリ岩であるとしている。村田ほか Zrは,液相濃集元素でもあり結晶分化作用の影響を受け (1994) は高根岩体の鉱物記載及び鉱物化学組成から, ずに同一起源のものであればその比率が一定となること 源岩がアルカリ岩であるとしている。この両者の記載と が期待される。秩父北帯中の小岩体を構成する緑色岩類 本研究は整合的である。カンラン石(+クロムスピネル) 16 ' " ' '0 . 2 6 について Zr-Nb図を作成した結果 Nb/Zr比は 0. またはカンラン石+単斜輝石という斑晶/集積鉱物相組 であり,ハワイのアルカリ岩 ( B a s a l t i cVo 1 ca n i s mS t u d y み合わせや,全岩化学組成の組成 MgO含有量の減少に 10 ' " ' '0. 19,フレンチポリネシアの n o n P r o j e c t,1981)の 0. 伴って A l z 0 aOは Mg012重量%付近ま 3は単調に増加し C HIMU ( K o g i s oe ta , . l 1997) の 0. 10 ' " ' '0. 23,フレンチボ で増加しその後減少傾向に転じるという特徴から,緑色 K o g i s oe ta , . l 1997) の 0. 16' " ' '0 . 3 1 リ ネ シ ア の HIMU ( 岩類の形成するトレンドはカンラン石および、単斜輝石の と比較すると,ほぼポリネシアの HIMUの領域に重なり, 集積あるいは分別によると考えられる。変質・変成の影 一部のポリネシアの non-HIMUおよびハワイのアルカリ 響を受けにくい HFS元素組成の特徴からは,四国東部秩 F i g.4)。また T a t s u m ie ta l,( 1998)の提 岩とも類似する ( 父北帯神山層群 A帯中に分布する緑色岩類はフレンチボ 唱した Nb/Zr-Nb/Y図において秩父北帯中の小岩体を構 リネシアの HIMUおよび n o r トHIMUに類似したものと考 Sambagawab e l t … ma /Min N o r t h e r nC h i c h i b ub e l t 1Km F i g .1 .As i m p l i 1 i e dg e o l o g i c a lmap0 1t h eN o r t h e r nC h i c h i b ub e l t0 1t h eKamiyama 屯h oa r e ai nt h eE a s t e r nS h i k o k u . -30- 四国東部徳島県神山町周辺の秩父北帯中に産する緑色岩類 5 5 2 5 T 40 ロ ロ ロロ 一 S15 ~ 10 広d RO q . u 1 0 ロ 4 ↑ 一 .H﹀﹀)NO 3 2 30 1 0 15 20 25 Mgo(w t . % ) 30 3 5 30 3 5 30 3 5 5 ロ ロ E戸 Eロ O 5 3 5 v B ) O N m Z ( ポ. ( ポ JFh ロ -L 1 . . 2 5 20 Mgo(w t . % ) 一 5 i 1 5 口口 5 ロ 一 L ロ ロ O ト -L ロ 口 0 ( J ) 、O ロ 口 豆 45 日 口 時 長 ロ ロ ロ ロ 々 v ロ 20 一 50 ロ目口 口I[]J 亡 ロ 4 84!J 3 J口 ロロロ 口口 2 口 口 口♂ O 5 1 0 30 20 25 Mgo(w t . % ) 1 5 O 3 5 5 1 0 1 5 20 25 t . % ) Mgo(w 5 20 ロ 4 ロ 2 口 ロ 。 ﹁ 出口一明 口ロロロ 0 F ・ 1 0 0 . 8 1 8 ロ 豆 12 O ~ 1 0 旦回日ロ口 出 日 て o14 0、 口 口口 口 ロロロ ロ 1 6 R J v n o ロ 0 . 3 0 . 2 1 0 1 5 20 25 Mgo(w t . % ) 30 3 5 0 . 1 口 口口 日 . 4 O 0 t 8 口 0 . 6 点 言 0.5 20 25 Mgo(w t . % ) 口 0 . 7 ロ ロ 口 町 ロ O 5 3 5 1 0 ロ ロロロ 口口口江田 3 口 ロ&:1 芸 O < ( 10 ( ポ. H B ) O N X ポ 1 5 口 日 ロ 由 9 : J 日ロ ロ 5 口口口 口 1 0 ロ E戸 田 dコ 15 20 25 Mgo(wt.%) 30 3 5 0 . 3 5 口 0 . 3 、0 ロ ロ 2025 0 . 2 ロ ロ O c E 0 . 1 5 15 20 Mgo(w t . % ) 30 3 5 F i g .2 .V a r i a t i o ndiagramso fMgO(w t . % )versusM司o relementoxide(w t . % )i nb u l kr o c kdeterminedbyXRFf o rt h ev o l c a n i c r o c k so ft h eNorthernC h i c h i b ub e l to ft h eKamiyama-choa r e a . -31- 尚史・香西 武・西村 ロ ( E a a ) 目 60 ロ ロ 50 ロロ百一 40 口口】 ロ cb 30 田 口口 口口口 400 205 1 5 30 ~口口♂ 1 0 0 口』口口 O 5 35 ( E a a )£ト 目 ロロ 自 ロ ロロCb:J 1 5 20 25 MgO(wt.%) 30 35 30 35 ロロ 日ロ 円コロ 口 E口 口ロ ロ ロ 自ロ 1 5 20 25 MgO(wt.%) 30 ε ( ロ dコ ロ口一 回 u 25 乱立)﹀ (Eaa)DZ 口 回 ロロロ 35 田口口 ロ 2600 400 200 O (EaayN 口ロ 35 5 ロEfJロ白 只u 30 ,B 20 25 MgO(w t . % ) K ロ 1 5 nU 1 5 Fb 20 . 4 1 0 1400 1200 1000 800 35 400 350 ロロ 1 300 250 z F 200 1 5 0 50 O 5 ロ ロ ロ 口口 dコ 4 ロ 1 5 1 0 1 5 20 25 MgO(w t . % ) 30 35 ロ 口 ロ も 口口 tロ o 2 ロ ロ 口 ロロー ロ 800 hH ﹁ 2 ロ【 ハ unu ハυ ハU ロ 3 1000 64 乱立)Dt ( E a a )何回 ε ( 1 0 ロ~ロロ 1200 口 200 1 1 0 0 1 0 Rd 35 80 70 60 50 40 30 20 1 0 O5 ロ 200 765432110 20 25 MgO(w t . % ) ロ ロ ロロ 300 ロ 4000 3500 3000 吉2500 盆2000 む1500 1000 500 O 宏・村田 500 口 ∞ ﹄ (Eaa)00 90 80 70 大成・平尾 守 小揮 35 35 ロ ( ε a a )心庄 80 60 40 20 ロ 日目 唱ロ BP 申告'iJlロ「ロ O 20 1 0 1 5 5 p~ ロ 35 30 25 MgO(wt.%) f o l c a n i cr o c k so o rt h ev u l kr o c kdeterminedbyXRFf nb t . % )versusMinorelement(ppm)i a r i a t i o ndiagramsofMgO(w F i g .3 .V a r e a . e l to ft h eKamiyama-cho o r t h e r nC h i c h i b ub t h eN -32- 四国東部徳島県神山町周辺の秩父北帯中に産する緑色岩類 ロ NChichibu oA l k a l i ( H a w a i i ) < >HIMU(FPolynesia) + non-HIMU(FP o l y n e s i a ) 120 NC h i c h i b u A l k a l i ( H a w a i i ) HIMU(FP o l y n e s i a ) non-HIMU(FP o l y n e s i a ) < > 100 + + 耕 60 : + 1 A新 40 。 3 . 5 HIMU O 3 。 2 . 5 ﹀¥DZ ( E a a )且Z 。 4 + t t 80 O P o l y n e s i a 2 も++ 1 . 5 諒( f : I > +, , + 目 i I + 20 H a w a i i 0 . 5 O O 1 0 0 200 300 400 O O 500 Zr(ppm) F i g .4 .Diagramo fZr(ppm)v e r s u sNb(ppm)f o rt h ev o l c a n i c r o c k so ft h eN o r t h e r nC h i c h i b ub e l to ft h eKamiyamachoa r e a .A l k a l i n er o c k s( H a w a i i,datafrom B a s a l t i c Volcanism S t u d y .P r o j e c t,1981),HIMU and non , . l1 9 9 7 ) . HIMU(Frenchp o l y n e s i a :Kogisoe ta 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0. 2 0.25 Nb/Zr 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 F i g .5 .Diagramo fNb/ZrversusNb /Yf o rt h ev o l c a n i cr o c k so f t h eNorthernC h i c h i b ub e l to ft h eKamiyama-choa r e a . Bold l i n eshows.boundarybetweensuperplumeand h i n l i n e shows boundary normal h o t s p o tl a v a s,t between HIMU and non-HIMU l a v a sa c c o r d i n gt o ' l( 1 9 9 8 ) . Tatsumie ta. 100 100 P o l y n e s i anon-HIMU 10 10 国 E02亙ooE ∞庄0 2 ミooE 一 一 一 、 0 . 1 0 . 1 0.01 0.01 P o l y n e s i aHIMU H a w a i iA l k a l i n e 10 10 回庄0 2 ミooE 田正0 2 ミooE 0 . 1 0 . 1 0.01 0.01 Nb Ce P Zr T i . Y Nb Ce P Zr T i Y F i g .6 .MORBn o r m a l i z e dt r a c eelementv a r i a t i o ndiagramf o rt h ev o l c a n i cr o c k so ft h eNorthernC h i c h i b ub e l to ft h eKamiyamachoa r e a .Spiderdiagramp a t t e r n so fA l k a l i n er o c k s( H a w a i i,datafromB a s a l t i cVolcanismStudyP r o j e c t,1981),HIMU and non HIMU ( F r e n c hp o l y n e s i a : Kogisoe ta , . l 1997). ,Theo r d e ro ft h e elementsandvalueso ft h en o r m a l i z i n g c o n s t a n t sa r efromPearce( 1 9 8 3 ) . 崎 -33- 1 、揮大成・平尾尚史・香西 えられる。緑色岩類の全岩の微量成分元素の MORB規 格 化パターンも同じくフレンチボリネシアの HIMUおよび non-HIMUに類似する。このような観察事実から緑色岩 武・西村 宏・村田 守 野間の古生層中に産出する緑色岩類.徳島大 学芸紀要 ,31-39 (自然), 24 . , T a t s u m i,Y . , Shimoda,G . andB a r s c z u s,H . G ., K o g i s o,T 類は現在のフレンチボリネシアのような場つまりスー 1 9 9 7,High μ(HIMU) o c e a ni s l a n db a s a l t si ns o u t h e r n パープルームが上昇する場で形成された可能性が強い。 1 i n go f P o l y n e s i a :New.e v i d e n c ef o rwholem a n t l es c a l er e c yc 5 まとめ 8 1 0 3 . s u b d u c t e do c e a n i cc r u st .J o u r .G e o p h y s .R e s .,1 0 2,8085 司 .,1 9 9 4, Plumet e c t o n i c s .J o u r .Geo l .S o c .J a p a n, Maruyama,S ( 1 ) 四国東部秩父北帯神山層群 A帯中に分布する緑色岩 1 0 0,2 4 4 9 . 類は,アルカリ岩の記載岩石学的特徴をもっ火成岩で, 村田 ほぼ同一層準に分布する。 料の主成分および微量成分の分析.鳴門教育大学研究紀 ( 2 ) 全岩化学組成の微量成分から 緑色岩類はフレンチ o r ト HIMU玄武 ポリネシア地域の HIMU玄武岩および n 岩に類似する。 守 , 1993,蛍光 X線分析法による韓国岩石標準試 要(自然科学編入 8,37-50. 村田守,山本裕司,小津大成,西村宏,奥村清, 1994 ,四国東部,秩父帯北帯に分布する高根超苦鉄質 ( 4 ) 緑色岩類の形成場は 現在のフレンチボリネシア地 岩体の記載岩石学.鳴門教育大学研究紀要(自然科学編). 域のようなスーパーフルームが上昇している場であろ 9 . 27-39 つ P e a r c e, J .A .,1 9 8 3, Ther o l eo fs u b c o n t i n e n t a ll i t h o s p h e r ei n O magmag e n e s i sa td e s t r u c t i v ep l a t em a r g i n s .I nHawkesworth, 謝 百 字 .andNorry ,M.J .,e d s,C o n t i n e n t a lb a s a l t sandm a n t l e C .J X e n o l i t h s .S h i v a2 3 0 2 4 9 . 徳島県立あすたむらんどの元山茂樹氏にはサンプル採 須檎和己,桑野幸夫,石田啓祐. 1982,御荷鉾緑色岩類 およびその周辺の層序と構造ーその 2 . 四国東部秩父帯 集を手伝っていただいた。記して謝意を表す。 北帯の中生界層序に関する 2 ・3の 知 見 徳 島 大 紀 要 引用文献 (自然科学), 15,51-71 T a t s u m i,Y . , S h i 吋o e,H .,I s h i z u k a,H .,S a g e r ,W.W. and B a s a l t i cV o l c a n i s mS t u d yP r o j e c t,1 9 8 1, B a s a l t i cV o l c a n i s m K l a u s .A . .1 9 9 8 .Geochemicale v i d e n c ef o ram i d C r e t a c e o u s ont h eT e r r e s t r i a lP l a n e t s .P e r g a m o n .NewYor k .1 286p ,26,1 5 1 1 5 4 . s u p e r p l u m e .Geology 加治敦次,小川棋文,塩田次男, 1973,徳島県神山町南 -34- P e t r o l o g yo f t h es m a l l g r e e n s t o n eb o d i e so ft h eNorthernC h i c h i b ub e l t i nt h eKamiyama-choa r e a , TokushimaP r e f e c t u r e , E a s t e r nShikoku H i r o a k iOZAWA*, H i s a s h iHIRAO*¥TakeshiKOZAI*, H i r o s h iNISHIMURA* * *andMamoruMURATA* S m a l lg r e e n s t o n eb o d i e so ft h eNo r t h e r nC h i c h i b ub e 1 ti nt h eKamiyama-choa r e a,T o k u s h i m aP r e f e c t u r e,E a s t e r n 1 t s ,o l i v i n ec u m u l t ea n dg a b b r o .T h e i rh i g hN b / Z r( 0 . 1 6' " ' '0 . 2 6 )b u l kr a t i oa n dMORBS h i k o k ua r ecomposedo fa l k a l i n eb a s a n o r m a l i z e dt r a c ee l e m e n tp a t t e r nr e s e m b l eHIMUa n dnon-HIMUb a s a 1 t so fF r e n c hP o l y n e s i a . *Departmento fS c i e n c e,N a r u t oU n i v e r s i t yo fE d u c a t i o n * *AwaHighS c h o o l D e p a r t m e n to fB a s i cHumanS c i e n c ef o rI n t e g r a t e dS t u d i e s *本* 一 35-
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