紀伊半島中央部，川迫，白川八丁花こう岩体の全岩化学組成

Whole rock chemistry of the Kose and

Shirakawa-haccho plutons in central Kii peninsula

Tomoami SUMII

Abstract

Whole rock chemical compositions are reported for the granitic rocks obtained from the Kose and Shirakawa-haccho plutons of the Ohmine Granitic Rocks in Kii peninsula, southwest Japan. Characteristics of major and trace element compositions are described by comparing with those of the Miocene S-type granitic rock of the Kii Peninsula. 1．はじめに 　紀伊半島南部には中新世中期に活動した火成岩類が広く分布する。とりわけ外帯域には主 に珪長質火成岩が見られる（Fig. 1）。それらは紀伊半島中央部の脊梁山脈に貫入岩体として 露出する大峯花こう岩類，紀伊半島東南部に分布する熊野酸性火成岩類，および周辺に分布 する岩脈（大和大峯研究グループ , 1978；和田 , 1999）が主なものである。そのうち大峯花 こう岩は，島弧横断方向に点々と分布し，全岩組成や記載岩石学的特徴に変化がみられる。 とりわけ，村田（1982）などが指摘するように，北側，すなわち海溝から離れた側に I タイ プ花こう岩の岩体が，南側に，S タイプ花こう岩が分布することが特徴的である。これは西 南日本外帯域の中新世花こう岩に広く見られる大局的な組成変化傾向でもある（中田・高橋， 1979）。 研究ノート

紀伊半島中央部，川迫，白川八丁花こう岩体の

全岩化学組成

新正裕尚・山下啓太・清水健介・角井朝昭

　本編では，大峯花こう岩の中でも，最も北部に分布する S タイプ花こう岩である川迫岩 体と近接する白川八丁岩体の全岩化学組成を報告する。そして川迫岩体の全岩組成のバリエ ーションについて検討するとともに，両岩体の全岩組成の類似性について考察する。 2．地質概略 　大峯花こう岩類は，紀伊半島中央部大峯山脈の脊梁部に南北およそ 45 km にわたり，そ れぞれ直径 2～5 km 程度の貫入岩体として分布する（Fig. 1）。今回全岩化学組成を報告す るのは，川迫岩体および白川八丁岩体から採取した試料についてである（Fig. 2）。川迫岩体 は吉野郡天川村の川迫川渓谷沿いに露出し，細粒斑状優白質の黒雲母花こう岩からなる。し ばしば菫青石を含み S タイプ花こう岩とされている（村田，1982）。なお，志井田ほか （1989）は川迫川岩体と称している。白川八丁岩体は，吉野郡天川村弥山川沿いに南北に伸 びる長さおよそ 1.3 km の細長い形状の岩体として露出する。Kawasaki（1980）では弥山岩 体と呼ばれ，村田（1982）は川迫岩体に含めているが，本論では志井田ほか（1989）の呼称

に従い，独立した岩体として取り扱う。黒雲母花こう岩，角閃石黒雲母花こう閃緑岩からな る。志井田ほか（1989）は主岩相の黒雲母花崗岩の全岩主成分化学組成を報告しており，ノ ルムコランダムが高く，大峯花こう岩類の中でも S タイプ花こう岩に入るものである。 　川迫岩体の放射年代としては以下のものがある。黒雲母 K―Ar 年代として 14±2（1σ）Ma （Shibata and Nozawa，1968），12.6 Ma（Itaya et al., 1982），14.6±0.3（1σ）Ma，14.5±0.2

Ma，14.6±0.3 Ma（Sumii and Shinjoe，2003）が，ジルコンフィッション・トラック（FT） 年代として 14.2±1.9（2σ）Ma（Hasebe et al., 2000），15.0±1.2（2σ）Ma, 15.2±1.0 Ma（岩 野ほか , 2007），アパタイト FT 年代として 14.1±4.9（2σ）Ma（Hasebe et al., 2000）が報告 されている。白川八丁岩体については，放射年代の報告がない。

　川迫岩体については全岩の主成分・微量元素組成について，これまでもいくつかの報告が あるが（Kawasaki, 1980；村田，1980，村田・吉田，1985），希土類元素組成まで含めた微

Figure 2　Distribution of the Kose and Shirakawa-haccho plutons（modified from Shiida et al., 1989）. Sample localites are also shown（stars）.

量元素組成の報告は新正ほか（2007）による 1 点のみである。また白川八丁岩体については， 志井田ほか（1989）による 2 点の主成分元素組成の報告があるのみである。 　Figure 2 に今回分析した試料の採取地点を示した。川迫岩体は，川迫川沿いで採取した 8 試料を，白川八丁岩体は，岩体北部で採取した 3 試料を分析に供した。 3．分析方法 　川迫岩体の 8 試料，白川八丁岩体の 3 試料について東京大学地震研究所の蛍光 X 線分析 装置（Phillips PW 2400）で 3 倍希釈のガラスビードにより主成分，微量元素組成を測定し た。測定方法は谷ほか（2002）に従った。また，川迫岩体の 3 試料，白川八丁岩体の 2 試料 を選び，中性子放射化分析により希土類元素を含む，いくつかの微量元素組成を測定した。 中性子照射は日本原子力研究開発機構東海研究開発センターの JRR―3 原子炉で行い，ガン マ線の測定は東京大学工学系研究科原子力専攻共同利用管理本部のガンマ線測定システム （TD―ASC）を用いて行なった。またそのうちの 3 試料については，JRR―3 原子炉の熱中性 子ビームラインに設置の即発ガンマ線分析装置により，Gd を定量した。分析法は Sano et al.（2006）による。 4．結果と考察 　Table 1 に主成分，微量元素の分析結果を示す。また，Table 2 に希土類元素の分析結果を 示す。また，主成分元素のハーカ図を Figure 3 に，おもな微量元素組成のハーカー図を Figure 4に示した。これらの図には川迫岩体，白川八丁岩体についてこれまで報告された分 析値（新正ほか，2000）および，紀伊半島の外帯花こう岩のなかでも S タイプ花こう岩の 分析値（新正ほか，2007）を比較のためにあわせて示した。 　SiO2（酸化物の総計を 100％ に換算。以下同じ）は川迫岩体がおよそ 69～77％ の範囲に あり，白川八丁岩体は 76～78％ の範囲にある。SiO2量の増加にたいして，TiO2, Al2O3,

MnO, CaO, FeO, MgOは減少し，K2Oは増加する。Na2O, P2O5は SiO2に対するはっきりし

た相関がみられない。この全体的な組成変化傾向は，紀伊半島の外帯 S タイプ花こう岩と 同様であり，SiO2量に富む岩石では，川迫，白川八丁両岩体と，他の外帯 S タイプ花こう

岩の組成範囲はよく重なる。しかし，川迫岩体の SiO2量に乏しい岩石では，同程度の SiO2

量の他の大峯 S タイプ花こう岩にたいして，TiO2, FeOにやや乏しく，Al2O3や Na2Oにやや

富む。川迫岩体の試料は A/CNK＝1.03―1.10 の範囲にあり，白川八丁岩体の試料は A/ CNK＝1.14―1.17 であり，全てパーアルミナスである。しかし，川迫岩体の試料は紀伊半島 の外帯 S タイプ花こう岩の範囲より全体として A/CNK がやや低い傾向にある。KS6D は川

迫川の枝沢であるモジキ谷の露頭にみられた暗色包有物であり，KS6B はそのホスト部であ る。しかしながら，KS6D の組成は，ハーカー図上で川迫岩体の試料の形成する緩やかなト レンドから外れるものではなく，また，比較的 SiO2に乏しい試料（KS1C や KS6B）との組

成差は小さい。

Table 1　Whole rock chemical compositions of the granitic rocks of the Kose and Shirakawa-haccho plutons.

*Values were obtained by INAA. **Total Fe as Fe2O3. Abbreviations in the row of pluton are as follows; SH,

　微量元素組成は分散が大きいが， 川迫，白川八丁両岩体の多くの岩石は他の外帯 S タイプ 花こう岩の組成範囲とよく重なる。ただし川迫岩体の SiO2量に乏しい岩石では，同程度の SiO2量の他の大峯 S タイプ花こう岩にたいして，Cr，Ba，Nb，Y にやや乏しい領域にプロ ットされる。 　紀伊半島外帯 S タイプ珪長質火成岩については，主成分元素のハーカー図上の SiO2量が 68―77％ の範囲で多くの元素について滑らかな組成経路を形成し，このような組成経路は， 主成分元素に加えて Rb，Ba，Sr などの微量元素についての検討から，黒雲母，斜長石，正 長石の結晶分化により形成されることが示されている（村田・吉田，1985；新正ほか， 2007）。今回川迫岩体，白川八丁岩体の岩石がハーカー図上で作る組成経路も紀伊半島外帯 Sタイプ珪長質火成岩のそれとほぼ一致している（Figs. 3, 4）ので，黒雲母，斜長石，正長 石の結晶分化により説明できるものと考えられる。また，白川八丁岩体の岩石の組成範囲は， 川迫岩体の SiO2量の高いものとほぼ重複しており（Figs. 3, 4），同源のマグマから生成した と見なす事ができる。すなわち，全岩化学組成の面からは村田（1982）のように，両岩体を 一括して取り扱うことには妥当性があると考えられる。 　Figure 5 にコンドライトで規格化した，希土類元素パターンを示す。全体として右下がり で，負の Eu 異常を持ち，重希土類元素はコンドライトの 10 倍前後の濃度でフラットなパ ターンを示す。これは新正ほか（2007）が紀伊半島の他の外帯 S タイプ花こう岩について 示した特徴と共通している。さらに SiO2量の高い白川八丁岩体の岩石について，軽希土類 元素の含有量が乏しく，Eu 負異常が大きくなっているという傾向もみられる。Eu 負異常が 大きくなることは長石類の分化で説明できるが，軽希土類元素の減少は，黒雲母，斜長石， 正長石の結晶分化では説明困難である。新正ほか（2007）が提案したように，軽希土類元素 を多く含むアクセサリ鉱物の分化により説明できる可能性がある。

Table 2　Rare earth element composition of the granitic rocks of the Kose and Shiraka-wa-haccho plutons.

Figure 3　Harker variation diagrams for major elements of the granitic rocks of the Kose and Shi-rakawa-haccho plutons.

Figure 4　Harker variation diagrams for trace elements of the granitic rocks of the Kose and Shirakawa-haccho plutons.

 謝 辞 　本論文は著者の一人（K. Y.）の 2007 年度総合教育研究論文として行なわれた化学分析結果に基 づきまとめられたものである。蛍光 X 線分析を行なうにあたって，東京大学地震研究所の折橋裕 二博士に大変お世話になった。中性子放射化分析および即発ガンマ線分析は東京大学大学院工学系 研究科原子力専攻の原子力機構施設利用共同研究を利用して行なわれた。立正大学の福岡孝昭教授， 共同利用管理本部の澤幡浩之氏，川手稔氏，石本光憲氏には実験の手配や遂行において大きなご助 力をいただいた。川迫岩体の試料の採取時には下田玄博士，相澤義高博士のご助力をいただいた。 また研究費用の一部について本学個人研究助成費 B からの援助を受けた。以上記して深く感謝の 意を表したい。 文  献

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