瀬戸内・近畿領家帯地域に分布するジュラ紀〜中新世火成岩類のSr・Nd同位体比の変遷  [in Japanese] Temporal variation in Sr and Nd isotopic composition of Jurassic to Miocene igneous rocks in the Seto Inland Sea and Kinki Districts of the Ryoke Belt, Southwest Japan Arc  [in Japanese]

瀬戸内・近畿地方の領家帯地域に分布する火成岩類の活動時期は, ジュラ紀初期-中期, 後期白亜紀, 中新世中期の3回である。最初のジュラ紀初期-中期に活動した火成岩類は領家花崗岩中に捕獲岩体として分布するはんれい岩, 変輝緑岩である。前者は下部地殻条件下 (6-8 kb) におけるソレアイト質マグマからの早期晶出相と考えられる。ノーライト, 角閃石はんれい岩, 変輝緑岩によるSm-Nd全岩アイソクロン年代は192±19 Maである。また, ノーライト, 角閃石はんれい岩中に不規則な形の産状を示す斜長岩質はんれい岩のSm-Nd全岩年代は162±29 Maである。後期白亜紀の火成活動は約110 Ma 前, 安山岩質マグマの活動で始まり, その後, 花崗岩の大規模な深成作用に引き継がれた。この深成作用は100-95 Maと80-75 Maの2つの時期に分けることができる。中新世中期の火成活動はユーラシア大陸から西南日本が分離, 移動したことにより引き起こされたものである。日本海形成(15 Ma)に関係した火成活動は, ユーラシア大陸東縁部の狭い範囲で始新世後期-漸新世初期に始まった。ジュラ紀初期*中期火成岩類の ^<87>Sr/^<86>Sr初生値, εNd初生値は後期白亜紀花崗岩類のこれらの値と似ている。このことは両火成岩類が似た起源物質から形成されたことを暗示している。一方, 中新世中期火成岩類のSr同位体比初生値, εNd初生値は以上の火成岩類の値とは著しく異なっている。中新世中期の日本海形成とともに, 西南日本弧の大陸性リンスフェアがフィリピン海プレート上にのし上げた。この出来事によって, 瀬戸内, 近畿領家帯地域下のリンスフェア・マントルはLILあるいはLREE元素に枯渇した化学組成をもつ様になった。中新世中期に活動した玄武岩はこの様にして形成された新しいマントルから形成された。高マグネシア安山岩は玄武岩を形成したマントルより浅い, 沈み込むプレートに由来する流動体相の影響を受けたマントルから形成された。安山岩, 石英安山岩は上部マントル由来のマグマと下部地殻の部分溶融によって出来たマグマとの混合物から形成された。それらのSr同位体比初生値とεNd初生値は, 下部地殻の部分溶融によって出来たマグマの寄与の程度により変わる。この下部地殻は苦鉄質化学組成をもち, 西南日本弧の後期白亜紀に活動した花崗岩類にとっても重要な起源物質である。

Igneous activity in the Kinki and Seto Inland Sea districts of the Ryoke Belt is classified into three stages according to age: early to middle Jurassic (first stage), late Cretaceous (second stage), middle Miocene (third stage). The first stage is composed of gabbroic rocks and metadiabase, which are sporadically distributed in the Ryoke granitoid rocks as xenolithic blocks. These rocks, especially gabbroic rocks, crystallized from tholeiitic magmas under lower crustal conditions (6-8 kb). The Sm-Nd whole rock isochron age of hornblende gabbro, norite and metadiabase is 192±19 Ma. An age of 169±29 Ma has been detemined for anorthositic gabbro, which occurs as irregular shaped blocks in hornblende gabbro and norite. The 2nd stage of igneous activity (late Cretaceous) commenced with intermediate magmatism (ca. 110 Ma), followed by voluminous granitic plutonism at 100-95 Ma and 80-75 Ma. The third stage of igneous activity occurred in the middle Miocene, and may have been caused by drifting of Southwest Japan from Eurasian Continent. Igneous activity preceding the opening of the Japan Sea (at 15 Ma) may have started in the late Eocene to early oligocene in a narrow belt on the eastern margin of the Eurasian Continent. Initial ^<87>Sr/^<86>Sr ratios and initial ε Nd values of the first stage igneous rocks are similar to those of the second stage, suggesting that both were derived from an isotopically similar source. However, initial ^<87>Sr/^<86>Sr and initial ε Nd values of the third stage rocks are distinctly different from those of the first and second stages. The lithosphere of the Southwest Japan Arc obducted on to the Philippine Sea Plate in the middle Miocene, resulting in the opening of the Sea of Japan. Thus, lithospheric mantle beneath the Kinki and Seto Inland Sea districts of the Ryoke Belt became more depleted, from which middle Miocene basaltic magma was derived. High magnesian andesite was formed at shallower mantle levels, which were affected to some degree formed fluid derived from the subducting plate. Andesite to dacite were formed by mixing of partially melted lower crust, and upper mantle-derived magma. Their initial ^<87>Sr/^<86>Sr ratios and initial ε Nd values would have been variable, probably due to the varying contribution melts from the lower curst. The mafic lower crust also plays an important role in the formation of late Cretaceous granitoid rocks distributed in the Southwest Japan Arc.