北上山地の前期白亜紀火成岩類は，アダカイト質岩を含まない火山岩類，様々なアダカイト質岩と高Mg安山岩金なる岩脈類，深成岩類からなる．深成岩類は，中心相が典型的なアダカイトからなり，周辺相がよりSrに乏しい花崗岩類からなるアダカイト質累帯深成岩体が主体である．それらには，北上帯東縁の石狩－北上磁気異常帯に沿って南北に帯状に分布するもの(E zone)と，磁気異常帯主要部から西側に離れて南部北上帯の内陸部に分布するもの(W zone)とがある．両者の岩石化学的性質にはわずかな違いがあり，E zoneの花崗岩体はW zoneのものよりも僅かに古い．このことから，沈み込みスラブが時代とともに冷却し，W zoneのマグマはE zoneのものより高圧，含水条件下で形成されたものと思われる．またE zoneの花崗岩体の年代は南に向かって若くなっていると判断される．

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はじめに太平洋北西域の海洋プレート沈み込みにより形成された中生代付加体の海洋プレート層序を復元すると，白亜紀中頃を境に海洋プレートの特徴が急変したことが示唆され，関連して様々なモデルが提案されている（e.g. Ueda and Miyashita 2005; Boschman et al. 2021）．ジュラ紀～前期白亜紀の付加体中には石炭紀～トリアス紀石灰岩を伴う海洋島玄武岩（OIB）が多産し，多数の海山を載せた古い海洋プレートがこれら付加体の形成に関与した．一方，後期白亜紀（100Ma以降）の四万十付加体や三波川変成岩では，苦鉄質岩は主に中央海嶺玄武岩（MORB）起源であり，

の海洋地殻に相当する．四万十付加体や三波川変成岩にホットスポット海山の痕跡（OIB＋石灰岩）はほとんど知られていない．代わりに，四国の三波川変成岩に小規模なアルカリ玄武岩を原岩とするものが存在し，プチスポットのような小規模プレート内火成活動が想定された（Endo et al. 2018）．これら変成アルカリ玄武岩の産状，地球化学的特徴およびK-Ar年代を報告する．地質概要と産状四国三波川帯の主要部を占める白滝ユニットは側方連続性の良いMORB起源の苦鉄質片岩を伴うことにより特徴づけられる．しかし，白滝ユニットの下部（低変成度域）ではまだMORBの大規模付加は始まっておらず，泥質・砂質片岩を主とし，稀に小規模な変成アルカリ玄武岩が認められる（Endo et al. 2018）．このような関係を高知県大豊地域（緑泥石帯低温部：300℃）と愛媛県西条市の桜樹屈曲域（緑泥石帯高温部：400℃）の二地域で観察した．大豊地域の変成アルカリ玄武岩は幅3 m以下のシート状岩体として泥質片岩卓越部に産するが，泥質片岩との境界に必ず薄い珪質片岩が介在し，シート状岩体には細粒周縁相も認められる．桜樹屈曲域の変成アルカリ玄武岩はMORB起源の苦鉄質片岩層の直下の薄い珪質片岩中に幅1-4 mの褶曲したシート状岩体として産する．両地域の変成アルカリ玄武岩の産状から，遠洋性堆積物に貫入したシルが原岩と推定される．岩石記載大豊地域の変成アルカリ玄武岩は褐色自形のケルスート閃石と少量のチタン輝石（Tiに富むディオプサイド），針状アパタイトを残留鉱物として含む．ケルスート閃石のリムやブーディンネックにはアクチノ閃石が生じている．桜樹屈曲域では，変成アルカリ玄武岩中の残留火成鉱物は僅かであるが，二タイプに分類できる．タイプ１はケルスート閃石仮像とみられる粗粒のアルカリ角閃石（フェロ藍閃石）を特徴的に含む．また大部分が変成アルカリ輝石に置換されたチタン輝石も少量含まれる．タイプ２は著量のチタン輝石仮像（変成アルカリ輝石）やアパタイト，炭酸塩を含む．また残留変質鉱物として濃緑～褐色の多色性が顕著なTiに富むエジリンやNa-Nb-Zrに富むチタナイトがみられる．地球化学的特徴大豊地域および桜樹屈曲域のタイプ１とタイプ２の変成アルカリ玄武岩の微量元素パターンは，不適合元素に富むアルカリOIBの特徴を示す．また，プチスポットのアルカリ玄武岩(Hirano and Machida 2022)と同様に，Zr-HfやTiの負異常，高Zr/Hf比といったカーボナタイトのフィンガープリントが認められ，不適合元素に富むタイプ２でより顕著である．CO₂に富むマントルを融解源とし，部分融解度の上昇とともにタイプ２からタイプ１に変化したと考えられる．K-Ar年代大豊地域の二地点の試料から残留鉱物のケルスート閃石を分離し，K-Ar年代測定を行った．二試料の年代値（108.6±2.4 Ma，110.1±2.4 Ma）は誤差の範囲で一致した．K-Ar系の角閃石の閉鎖温度（500～700℃：例えば，兼岡，1998）は同地域の変成温度より有意に高いため，得られた年代値は原岩年代と解釈できる．また，これらの年代値は白滝ユニットのMORBの形成年代（約150 Ma: Nozaki et al.2013）と白滝ユニット下部の砂質片岩の砕屑性ジルコン年代の最若集団（約95 Ma：Endo et al. 2018）の中間であり，上のプレート内火成活動として矛盾しない．文献Boschman et al. (2021) Tectonics 40, e2019TC005673；Endo et al. (2018) IAR 27, e12261; Hirano and Machida (2022) Commun. Earth Environ. 3, 110; 兼岡（1998）年代測定概論，315p；Nozaki et al. (2013) Sci. Rep. 3, 1889; Ueda and Miyashita (2005) IAR 14, 582-598

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【はじめに】北東アジア大陸縁辺部には

の沈み込みに関連するジュラ紀から白亜紀の火成岩類が広く発達し，火成活動やテクトニクスの研究が精力的に行われている（例えば，Kim et al., 2016, Lithos ; Yu et al., 2021, International Geology Review）．中国北東部，韓半島での最近十数年の研究では地質年代学を筆頭に膨大なデータが蓄積され，様々な火成活動・テクトニクスモデルが提唱された．しかし，未だに議論の収束はなく，モデルの飽和状態となっている．飽和状態を生む要因に，北東アジア白亜紀火成活動の終着点である日本列島花崗岩バソリス（面積100km²以上の岩体）の地質学的意義の不明瞭がある．特に，白亜紀北部九州バソリスは，大陸側（北東中国，韓半島）の火成岩類と同様にのユーラシア大陸への沈み込み（200-50Ma）に関連することは明確であるが（Seton et al., 2015, Geophysical Research Letters; Imaoka et al., 2014, Lithos），マグマ発生機構を含めた包括的検討は皆無で，大陸規模の火成活動に対する地質学的意義が判然としない．また，火成活動に正確な時間軸を付加することは沈み込み運動などの「現象」を捉えることに有効であるが，その現象の「原因・特徴」の解釈には曖昧さが残る．つまり，網羅的な地質年代学だけでなく，岩石学的検討を主軸とした信頼性の高い火成活動史を再構築することで，大陸規模の火成活動やテクトニクスの解析に影響力を持つことができると考えられる．そこで，本発表では，白亜紀北部九州バソリスに付随する白亜紀苦鉄質岩体である北多久苦鉄質複合岩体を研究対象とし，北部九州花崗岩バソリスの熱源や親マグマの特徴を検討する．将来的には，北東アジア白亜紀火成活動の終着点である白亜紀北部九州バソリスの包括的な火成活動の理解とその地質学的意義の明確化により，北東アジア大陸縁辺部の火成活動とテクトニクスに新たな制約条件を提示できると考えている．【地質概要】北多久苦鉄質複合岩体が露出する佐賀県多久市天山周辺の地質は，角閃岩と蛇紋岩を母岩とし，それを貫く北多久苦鉄質複合岩体と深江花崗岩（Ms-Bt trondhjemite）および北多久苦鉄質複合岩体を貫く珪長質岩脈（Trondhjemite–Aplite）と斑状細粒閃緑岩（PFT）岩脈から構成される．北多久苦鉄質複合岩体は主に斑れい岩類からなり，集積岩相（Cumulus group：Types 1-4）と非集積岩相（Non-Cumulus group：Types 5-7）に分類され，互いに明瞭な境界を持たず，複雑な産状を示す． 【親マグマの性質】 北多久苦鉄質複合岩体中で最も未分化組成に近い岩石のCpxの組成から平衡メルト組成を計算した．その結果，算出された液組成はSanukitic 高Mg安山岩質のマグマに類似する組成を示すことが明らかとなった．また，その初生マグマが共存したマントルかんらん岩の組成はCr#>0.8が推定される．さらに，白亜紀北部九州花崗岩バソリスに点在するSanukitic 高Mg安山岩マグマ由来の岩石（高Mg閃緑岩）と比較しても類似の組成的特徴を持つ．つまり，このことは、Sanukitic 高Mg安山岩マグマが白亜紀北部九州の広範囲で実質的に活動したことを示唆している．【熱源】北多久苦鉄質岩体に産するミグマタイトの産状からは，苦鉄質マグマを熱源とした角閃岩の部分溶融現象が考えられる．微量元素を用いたモデル計算の結果から角閃岩の部分溶融メルトとSanukitic 高Mg安山岩マグマを混合することによって北多久苦鉄質複合岩体周辺に産する花崗岩質マグマの多様性を説明することができる．そして，Sanukitic 高Mg安山岩質マグマの北部九州での空間的な広がりと北部九州花崗岩バソリス構成岩体のモデル計算から，白亜紀北部九州花崗岩バソリスを構成する花崗岩類の一部は，北多久苦鉄質複合岩体の親マグマであるSanukitic 高Mg安山岩マグマとそれを熱源とした部分溶融によって形成したanatexisメルトとの混合により形成可能である．また，Sanukitic 高Mg安山岩マグマも一般に同化作用や分化作用により高Mg閃緑岩や他の苦鉄質マグマとして上昇している．よって，白亜紀北部九州花崗岩バソリスの火成活動の熱源はSanukitic 高Mg安山岩を代表としたマグマであった可能性が高い．このような検討結果は，スラブロールバックによる引張応力場であった白亜紀北東アジア大陸縁辺部のバソリス火成活動，熱源および複雑な地殻成熟過程に新たな知見を与えると考えられる．

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四国東部の馬路地域には，四万十帯白亜系付加コンプ 岐ユニッ トが分布する．谷山ユニットと牟岐ユニットは，砂岩，チャート及び玄武岩を含む混在岩（メランジュ）を特徴と する．これらのユニットのチャートから，放散虫化石を見出した．チャートの放散虫化石年代は，谷山ユニットではバレミアン期末～アプチアン期前半であるのに対し，牟岐ユニットではサントニアン期後半～カンパニアン期前半と異なる2つの年代が得られた．これらの年代は，四国東部の谷山ユニット及び牟岐ユニット相当層から，これまでに報告されているチャート年代の範囲に収まる．両ユニットに含まれるチャート年代の違いは，谷山ユニットと牟岐ユニットにて沈み込む海洋プレートが，古い

から海嶺を伴う若い海洋プレートへと変化したことを支持する．

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  Early Cretaceous igneous rocks in the Kitakami Mountains consist of volcanic rocks, dike rocks, and plutonic rocks, from older to younger. Plutonic rocks are composed mainly of adakitic granites in central part of zoned plutonic bodies surrounded by adakitic to non-adakitic granites in marginal part. These adakitic plutons is divided into E and W zones based on the ages and geochemistry. Zircon U-Pb ages were determined with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) for 22 samples from 13 rock bodies including the Early Cretaceous adakitic granites in the Kitakami Mountains. Zircons from the adakitic granites of E zone give older ages (127-117 Ma) compared with those of W zone (119-113 Ma). Zircon ages of the calc-alkaline to shoshonitic rocks and dike rocks range from 128-124 Ma, which are similar to the oldest rocks of the E zone (127-125 Ma). Zircon ages become younger from the northern Hashikami pluton and marginal facies of the Tanohata pluton (127-125 Ma) to southern Takase granites (118-117 Ma), in the E zone adakitic granites. Petrochemical differences between the E zone and W zone rocks indicate that the adakitic melt of E zone rocks are considered to be derived from vapor-absent melting condition, while those of W zone rocks are from higher pressure and vapor-present condition.
  Taking all these data into consideration, the Early Cretaceous magmatisms in Kitakami can be explained by the differential subduction model of the Farallon-Izanagi plates or slab rollback model accompanied with asthenospheric upwelling.

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世界最大の面積を誇る太平洋プレートは、180 Maから現在まで中央海嶺・ホットスポット・プチスポットの各玄武岩の活動によって作られ、それらが示す起源マントルの化学組成の特徴を記録している。これらデータを統合し、表層からマントルにかけて沈み込む太平洋プレートの化学組成変化を考察する。プチスポットをはじめとする最近の化学組成データによって、沈み込む太平洋プレートの地質、地殻およびマントルは大きく改変されていることが分かってきた。

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北海道東部に分布する根室・佐呂間両層群および幽仙境層は，後期白亜紀から中期始新世に堆積した古千島弧（PKA）の前弧または弧内海盆堆積物と考えられている（Nanayama et al., 1993）．北東アジアにおけるPKAの起源を明確にするために，これらを構成する火砕質砂岩層と酸性凝灰岩層からジルコン粒子を分離しU-Pb年代を調べた．その結果に基づいて，以下の結論を導き出した．

（1）PKAは，85 Ma付近の海洋

上の海洋性島弧に由来し，そこに仁頃層群の緑色岩コンプレックスが81〜80 Maの間に付加した．佐呂間層群の最下位ユニットは，付加した仁頃層群の表面を不整合に覆っていた．

（2）その後PKAは，根室層群浜中層（〜70 Ma）の堆積初期に北東アジアとの間に最初の衝突が発生し，北東アジアに隣接する陸弧に移行した．この衝突により，厚岸層の堆積中に巨大なスランプ層が発生した．また霧多布層の堆積中に根室半島全体が隆起し，人頭大の礫が大量に供給された．

（3）我々は北東アジアの端に北米プレートが発生した理由について，積極的に述べられる情報は持ち合わせてはいない．但し，PKAが北東アジア衝突した後，PKAは北米プレートに帰属し挙動してきた．一方，古日本弧（または東シホテ・アリン弧）とPKAは，日高帯（日高累層群）を介して前期始新世（55-46 Ma）に接合した（Nanayama et al., 2021）．

（4）浦幌層群を特徴づける陸成の粗粒な礫岩層の堆積年代は約40 Maであることが既に報告されている（Katagiri et al., 2019）．北東アジアでの2回目の衝突により，PKAの前弧域が隆起変形し，時計回りに折れ曲がった．

（5）現在の千島弧は36 Ma（始新世後期〜漸新世初期）頃に成立し，さらに，千島背弧海盆は後期漸新世〜初期中新世に開かれた．

参考文献

Katagiri, T. et al., 2019, Collisional bending of the western Paleo-Kuril Arc deduced from paleomagnetic analysis and age determination. Island Arc, 2019, e12329.

Nanayama, F. et al., 1993, Sedimentary petrology and paleotectonic analysis of the arc-arc junction: the Paleocene Nakanogawa Group in the Hidaka Belt, central Hoikkaido, Japan. Palaeogeography, Palaeoclinatology, Palaeoecology, 105, 53-69.

Nanayama, F. et al., 2021, The emplacement of in situ greenstones in the northern Hidaka belt: the tectonic relationship between subduction of the Izanagi–Pacific ridge and Hidaka magmatic activity. Island Arc, 30(1), e12403.

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サハリン南西部のモネロン島から得られた深部ボーリングコア中の白亜紀火山岩類は，玄武岩質から安山岩質の島弧マグマ組成を有し，礼文－樺戸帯に属する．モネロン島火山岩のHFS元素組成はN-MORBに類似し，

の沈み込み時にスラブ堆積物メルトの寄与量が減少していたことが示唆される．

西太平洋周辺のテクトニクスは，主に花崗岩質岩の研究により，約127 Maごろのファラロン－イザナギ海嶺の沈み込みと，56–46 Maのイザナギ－太平洋海嶺の沈み込みに伴う火成活動の停止，およびマントル組成の置換が議論されている．一方で，モネロン島火山岩に関する本研究の同位体データは，本地域周辺におけるイザナギ－太平洋海嶺の沈み込み前後でのマントル置換を否定する．花崗岩質マグマは地殻成分の影響を強く受けていることが多いため，スラブ－マントル相互作用の解明には，玄武岩質の岩石を用いることが重要である．

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西南日本内帯の白亜紀－古第三紀花崗岩類は，基本的に大陸側に向かって若くなる傾向を持ち（Iida et al., 2015），九州でも同様と考えられてきた（大和田ほか, 1999；Tsutsumi, 2022）．しかしながら，最近のジルコンU-Pb年代測定により，九州の白亜紀花崗岩は大陸側に向けて単調に若くなるのではなく，大陸側と海洋側双方に向かって古くなる年代傾向を持つことが分かった（図A）．　巨大海台の沈み込みにより

のスラブが水平となったため，ジュラ紀の火山前線はアジア大陸の内陸にあった（Kiminami & Imaoka, 2013）．ジュラ紀末からのスラブの剥離とロールバックにより火山前線が海洋側に移動した結果，朝鮮半島の白亜紀花崗岩類は大陸側ほど古い（Kim et al., 2016）．北部九州西部花崗岩類は大陸側ほど古くなる94 -112 Maの年代を示し，朝鮮半島南西部と深い関係が示唆される．　一方，北部九州東部花崗岩類は岩石学的特徴（石原ほか; 井沢ほか, 1989），秋吉帯および周防帯への貫入，山陽花崗岩のジルコンU-Pb年代（96-105 Ma; Imaoka et al., 2022; Skrzypek et al. 2016）に対応する北に向かって若くなる96-107 Maの年代などから，山陽帯の西側延長と思われる．また，国東半島中部から西部の花崗岩類は高温型変成岩を伴い，柳井地域および高縄半島の領家花崗岩の年代（主に94-105 Ma; Shimooka et al.,2019; Skrzypek et al. 2016）に対応する96 -100 Maの年代を示すため，領家帯の延長と思われる．国東半島東端は108-110 Maを示し，肥後深成岩類（108-113 Ma; Tsutsumi, 2022）に対応する．　さらに，東部花崗岩類で最も若く北端にある平尾岩体は，西部花崗岩類南端の佐賀岩体および草野岩体よりも古い．このずれは，磁鉄鉱系列花崗岩類の分布と同様，小倉－田川構造線の西側を北に戻すことで解消可能である（石原ほか, 1979）．チタン鉄鉱系列と磁鉄鉱系列の境界の位置は海溝からの距離に依存する．よって，草野岩体と佐賀岩体の南部は東部花崗岩類と同様に山陽帯の西側延長部であると考えられる．　以上の結果より，白亜紀中期の東アジア収束域には時代と共に互いに接近する大陸側と海洋側の2つの火山帯が同時に存在したことが示唆される．朝鮮半島と西南日本の花崗岩類はその痕跡であり，九州の白亜紀花崗岩類は2 つの火山帯の「接合部」を示すと考えられる．白亜紀の海洋側の熱活動は120 Ma頃に始まったが，その痕跡は肥後帯や荷尾杵花崗岩などの中部九州南部にのみ残存し，多くは中央構造線(MTL)の衝上（Yanai et al., 2010）によって失われた．本研究の年代学的まとめを図Bに示す．Iida et al. (2015) Island Arc 24, 205-220.; Imaoka et al. (2022) Eng. Geol. JPN, 12, 5-17.; 石原ほか (1979) 地雑 85, 47-50.; 井沢ほか (1990) 月刊地球 12, 435-439.; Kim et al. (2016) Lothos, 262, 88-106.; Kiminami & Imaoka (2013) Terra Nova, 25, 414–422.; 大和田ほか (1999) 地論 53, 349-363.; Shimooka et al. (2019) JMPS 114, 284-289.; Skrzypek et al. (2016) Lithos, 260, 9-27.; Tsutsumi (2022) Island Arc 31, e12446.; 柳井ほか (2010) 地雑 119, 1079-1124.

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