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新しい地球観(プルームテクトニクス)の教材への導入 一徳島県秩父帯に見られる海洋地殻一

教科・領域教育専攻 自然系(理科)コース 平 尾 尚 史

1 .はじめに

1 9 6 8

年に提唱され

7 0

年代に体系化された

「プレートテクトニクス Jは，それまでの地向斜 説に基づく地球観を革命的に一新し，

r

新しい地 球観」と形容されるように，地球表層の変動を統 一的に説明した.しかしながら，

7 0

年代では地 球の内部一特に下部マントルの情報を得る手段 がなかったために，表層(直径の約

1 0

分の

1

の 領域)の現象を説明するにとどまっていた.

Maruyama(1994)

は，蓄積された地質学的情 報と全マントル規模の地震波トモグラフィーの 結果を結び付けることにより，大陸の集合や分 裂などの大きな地球史上のイベントは，概ねス ーパー(ホット)プルームとコールドプルームの 活動によって説明されると考える「プルーム(プ リューム)テクトニクス」を提唱した.こうして 生まれたのが，更に「新しい地球観Jである.

従前の「地向斜説Jでは説明が困難なため軽視 されてきた緑色岩類は，プレートテクトニクス では，プレート運動に伴い海洋プレートより造 山帯に付加した過去の海洋地殻や海山等と解釈 され，過去の海洋地域における火成活動やその 起源を推定できる可能性が指摘された.なぜな ら現在の海洋底からはジュラ紀以新

(<200Ma)

の試料しか得られず，それ以前の海洋地域の活 動を知るには，造山帯に付加した緑色岩を研究 するしかない為である.更にプルームテクトニ クスの登場により，全地球規模の物質循環の歴

指 導 教 官 村 田 守

史を考える上で、重要な意味を持つ存在へと転換 した.特にスーパープルームの活動に伴う HIMU玄武岩は，その鉛同位対比の特徴から沈 み込んだ海洋プレートを起源に持っと考えられ，

日本を含む環太平洋の造山帯でこれを起源とす る緑色岩を識別することは，太平洋地域で

7 0 0

‑.，

600Ma

より継続しているとされるスーパー プルームの活動史を立証することに繋がる.

以上のことより，徳島県の秩父累帯秩父帯に 産する緑色岩の岩石学的特徴を明らかにすると

ともにこれらの起源物質について考察し，プル ームテクトニクスに基づく「新しい地球観Jを実 証する地域教材について報告することとする.

2.地質概説

秩父累帯秩父帯は，三波川帯南縁部みかぶ緑 色岩類を含む地質帯の南側の領域で，従来の秩 父累帯北帯の北半部に相当する.

r ^{司 苛 ー} ￨ 図 白 亜 紀 付 加 体

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￨ 口 三 宝 山 帯^￨ J 間 園 山 制

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川 三 脚 宜 帯 パ 回 四 万 + 帯 { 白 亜 紀 )

Fig.1  研究地域の緑色岩分布

今回研究対象とした9地域(Fig.l)のうち，野 間谷・高根・三ツ木・神通谷・大中尾の5地域 は神山町に，釜ヶ谷は木沢村に分布する緑色岩

の小岩体で、あるが，須槍ほか(1982)によるとト リアス ジュラ系の神山層群A帯及びD帯に属 す.また，高根の岩体は山本(1995)により K"Ar 年代263:t5.5Ma(ベルム紀)との報告がある.

また，この神山層群の東方延長上に存在する 鈴木・板谷(1994)の定義した三波川帯大川原ユ ニット(白亜紀付加体と推定)内の佐那河内村栗 見坂と徳島市飯谷町の旭リサイクルセンター・

中津峰の3地域の緑色岩も記載した.

3.全岩化学組成と鉱物化学組成

XRFで全岩化学組成を分析した結果，調査区 域内ではNb/Zr比の異なるTypeA・B.Cの3 種類の岩石群が見いだされ， TypeAは釜ヶ谷に のみ， Type Cは高根にTypeBと混在して産出 した.これらを高知県黒瀬川帯・三重県秩父帯 の緑色岩とともにNb/Zr図(Fig.2)にプロットし たところ，この二地域はTypeAと共通であっ た.また， EPMAによる鉱物化学組成の分析で は， TypeA・Bの岩石ともにみかぶ緑色岩類の アルカリ岩と類似する傾向を示した.

140 

120 ~ E 

。TypeB 

1∞l  ￨ロTypeC

ロロ

×高知黒瀬川裕

d 

。三重秩父帯

40 ~

品 罵 ZM ^{竺 a f h o x}

^o 

^{1 b c ρ o  c b}  

^o 

20 ~ Eo

b 

 

。。

50 ∞ 150 ∞Zr  250 ∞ 350 ∞ 450 

Fig.2 Nb"Zr図 4.考察と結論

これらの結果より，徳島県秩父帯の緑色岩の 起源、物質を推定するためにNb/Zr‑NbN 図 (Fig.3)や，他のテクトニックセッティングの岩 石との比較図を作成した.

la.Typ

・

^A

。

^Typ

・

B

ロTyp

・

^c

×高知.瀬川備

。三宣教父稽

Polynesi

・

(non‑HIMU) 

C S  

Polynesia ロ

(HIMU) 

ロ

0.00  0.05  0.10  0.15  0.20  0.25  0.30  Nb/Zr 

Fig.3 Nb/Zr‑NbN図

以上のことから，秩父累帯秩父帯の緑色岩類 の特徴をこれまでの秩父帯やみかぶ緑色岩類に 関する研究と比較検討した結果，以下のことが わかった.

1 )徳島県の秩父累帯秩父帯及び三波川帯大川 原ユニットの緑色岩類にはTypeA・B・C

の起源物質が異なる3岩石群が存在する.

2) TypeAはハワイ類似， Bはフレンチボリネ シアの

n o n " H I M U

類似，

C

は同地域の

HIM

U類似で，全てアルカリ玄武岩であり， B ・  Cはベルム紀に活動した海山を起源、とする.

3) Type B ・Cは，神山層群D帯や三重秩父帯 には産出せず，この岩石群を含むA帯が他 の秩父帯の付加年代(トリアス紀後期 ジ ュラ紀中期)と共通ではなく，東方延長上の 三波川帯大川原ユニットと共通の付加年代 (白亜紀)を持つ可能性を示す.これは松岡 ほか(1998)の柏木ユニット(ジュラ紀一白 亜紀境界の付加体)の区分と一部重なる.

5.教材への導入

「新しい地球観Jによる固体地球・地球史の解 釈を教科書から検討し，従来の解釈部と対比さ せた.併せて，今回の調査区域内の野外観察用 地学巡検案内書を作成することで，その教材化

を図った.