公告/发布日期:2019/07/31

米乐(中国)官方网站 举世瞩目的变质岩地区地质图完成

-出版讲述四国山脉起源的1:50,000宽度地质图“本山”-

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  • 俯冲边界深处(10-60公里深)的岩石暴露为复杂的地质结构
  • 来自世界各地的游客可以拿着一张地质图进入板块俯冲带的深处世界
  • 特定地层确认的许多滑坡地形,可作为防灾减灾措施的基础数据


摘要

米乐m6官方网站[中钵良二会长](以下简称“AIST”)日本地质调查局地质信息研究部[研究部主任田中雄一郎]地壳岩石研究小组远藤俊辅客座研究员、国立大学法人岛根大学[校长服部康直]副教授、国立大学法人高知大学[校长樱井胜俊]横山俊二名誉教授是在高知县北部本山地区进行地质调查和研究的结果,它显示了高知县北部本山地区的地质结构引起世界关注的变质岩。地质图宽度发布“本山”。

在侏罗纪到白垩纪时期(大约2亿到9000万年前),在俯冲带,海洋板块俯冲到大陆板块之下,海洋板块上的沉积物和岩石被拖到地下10-60公里深处,并添加到大陆表面。这项研究表明,经过这一系列过程的岩石在本山地区(四国山脉的一部分)中暴露出复杂的地质结构。而且这些地层中还发现了大量的滑坡地貌,说明与地形、地质有密切的关系。随着地质图《本山》的出版,本山地区深入地下的各个时代的岩石的分布和结构已经明确。有了这张地质图,您就可以进入看得见摸得着的板块俯冲带深处世界。除了作为学术研究的基础资料外,还有望用于防灾减灾措施、土木建筑、旅游资源等方面。

概览图
1/50,000地质图宽度“本山”及板块俯冲边界示意图


研究的社会背景

高知县北部(包括部分爱媛县)的本山地区拥有重要的社会基础设施,例如横贯四国的高知高速公路和岛山线以及四国水源和作浦水库。此外,由于该地区大部分地势陡峭,白发山等登山运动、吉野川水系的自然景观、梯田的品牌米生产等旅游业和工业正在得到发展。此外,每次大雨时都会发生山体滑坡等地面灾害,南海海槽地震也会造成破坏,因此迫切需要开发地质信息。

日本列岛从大约5亿年前到现在一直在俯冲带上发育。在板块俯冲边界浅部加合物的地层,海洋板块上的沉积物和岩石被推向陆地一侧,岩石被深深地拖拽高压变质岩(轮廓图)。

本山地区分为分布有约2亿年前侏罗纪时期增生体的“北秩父带”、分布有早白垩世高压变质岩的“三甲部带”和分布有约9000万年前白垩纪晚期高压变质岩的“三八川带”多年前已分布(图1)。这三个年龄不同的地质带呈带状分布在日本西南部,绵延约800公里,其中包括四国山脉。这三个地质带对于了解日本列岛的形成极为重要,因此有必要绘制详细的地质图。此外,以三波川带为中心,对流经本山町的塞米河进行了高压变质岩的详细研究,该地区作为最新研究领域而受到全世界的关注。

研究历史

日本地质调查局 (AIST) 根据国家政策在全国范围内进行地质调查和研究,并一直在制作宽度为 1:50,000 的地质图。地质信息无论是作为探索日本列岛起源的学术资料,还是防灾减灾、土木建筑、资源开发、旅游推广、环境保护等广泛领域的基础资料,都是不可或缺的。

本山地区不仅从社会基础设施发展和旅游业促进的角度来看具有重要意义,而且对于阐明日本列岛和日本西南部的地质构造以及了解板块俯冲带的地质现象也具有重要的学术意义。我们自2013年以来一直在进行详细的地质调查和研究。

图1
图1 本山地区地质概况
左侧是本山地区的地质图概览。红色虚线是根据变质作用的温度和压力进行分类。
右侧是显示每个单元年份的图表。颜色对应于左侧的地质图。

研究内容

为了弄清楚构成本山地区各地层的岩石“何时”以及“如何”穿过板块俯冲边界并出现在四国山脉,我们进行了大量的实地调查,观察露头,采集岩石样本,并在实验室进行详细的样本分析,以明确岩石的类型、分布和地质结构。我们根据具有共同特征的岩石群,将本山地区的基底地质划分为8个“单元”,并考察了每个单元在海底沉积的时间、在板块俯冲边界形成高压变质岩的时间以及当时的温度和压力条件(图1)。

图2
图2 构成本山地区的代表性岩石
所有这些都起源于海底的玄武岩,并经历了板块之间浅(a)到深(d)的俯冲边界。 (d) 体验最深的部分。
(a) 秩父带/卡米亚纳单元上部的玄武岩火山角砾岩。由于变质作用较弱,颜色变为蓝色。
(b) Mikahoko 带和 Mikahoko 单元的镁铁质千枚岩。平面结构和裂纹形成。
(c) 三波川带和白泷单元的镁铁质片岩。它显示了流体变形结构(折叠)。
(d) 从三波川带/冲谷山单元的榴辉岩镁铁质片岩切取的样品的抛光表面。

这八个单元(图1)由增生棱柱和高压变质岩组成,在板块俯冲边界处深度达到10-60公里,并从侏罗纪到白垩纪(大约2亿年前到9000万年前)返回地表(示意图)。在本山地区,从南部的北部秩父带到北部的三波川带,增生棱柱的年龄逐渐变年轻(图1),高压变质岩的形成深度比俯冲带更深(图2a-d)。北部的三波川带表明俯冲到特别深的深度(约60公里)榴辉岩首次发现于本山地区(图2d)。本山地区北部的白神山也有分布蛇纹石是一种岩石,由于从海洋板块释放的水添加到俯冲海洋板块正上方的地幔中而发生了改变。此外,在秩父带北部的增生棱柱中首次确认了可用于估计深度的硬玉等矿物。

根据各单元岩石形成的深度以及单元之间的关系,重建了俯冲带的原始位置关系(图3a)。结果,大约9000万年前后,三波川带和三贺穗带的高压变质岩随着地层的褶皱从板块俯冲边界的深部隆起,其上方的北部秩父带的增生棱柱隆起。正常故障据认为,这次运动导致其向南移动(图 3b),从而形成了当前的地质结构(图 3c)。

通过这种方式,我们可以清楚地看出,本山地区具有复杂的地质结构,它以过去板块俯冲带的所有组成部分的形式暴露出来。像这样板块俯冲带成分如此密集暴露的地区在世界范围内极为罕见。以这次发布的地质图为指导,我们可以再次评价该地区是一个极其有价值的地区,可以调查在板块俯冲带深处发生的一系列直接挖掘无法看到的地质现象。

图 3
图3 本山地区的地质
10-60公里深度的俯冲带记录被浓缩到主山脉地图的宽度中,大约为20平方公里。

此外,本山地区的地质图幅还详细总结了各单位山体滑坡等地面灾害的特征。现已明确,三波川带白泷单元和三贺穗带三贺穗单元存在多处滑坡,且与地形、地质密切相关(图4)。其中,特别多的滑坡发生在Mikahoko单元的变质玄武岩分布区(图2b)。这次滑坡活动形成的缓坡土地和粘土使得山区可以耕种稻田(梯田)。这些地质信息预计将用于防灾减灾措施、土木工程和建筑。

此地质图宽度可从隶属于 AIST 的寄售公司获得 (https://wwwgsjjp/Map/JP/purchase-guidhtml)将于8月9日开始寄售。

图 4
图4 本山地区滑坡分布(黄色为移动滑坡,红色为滑坡)
三波川带的白泷单元(蓝色)和小成穗带的小成穗单元(绿色)经常发生山体滑坡。

未来计划

以本山地区为研究对象,我们将研究俯冲带中发生的各种现象如何与岩石的化学和物理变化相对应。此外,我们还将发布周边地区1:5万地质图,并不断完善四国的地质信息。



术语解释

◆地质图宽度(地质图)
地质图是显示植被和土壤下岩石和地层分布的地图。根据地层的年龄和岩石类型用图例进行颜色编码。此外,还包括剖面图,以帮助了解地质结构,例如地层如何重叠以及断层和褶皱。以经纬度划分范围的地质图称为地质图宽度。[返回来源]
◆加合物
俯冲到大陆板块下方的海洋板块表层的沉积物和岩石在海沟处被推向陆地一侧时形成的地质层,海沟是板块之间的俯冲边界。增生杂岩是不同来源和年龄的岩石的集合,包括玄武岩(海底基岩)、沉积岩(燧石)(源自遥远海洋中沉积的浮游生物遗骸)以及砂岩和泥岩(源自河流冲刷的沉积物)。另外,通过断层堆积的增生体具有越往下年龄越年轻的特点。[返回来源]
◆高压变质岩
从海沟俯冲而来的海洋板块表层的沉积物和岩石沉入地下数十公里,并在高压下重结晶。通常,会形成一种称为结晶片岩的岩石,该岩石往往会沿一个方向剥落。[返回来源]
高压变质岩说明图
◆榴辉岩
一种高密度、高压变质岩,由红色石榴石和亮绿色绿辉石组成。当海洋板块表面的玄武岩(深色火山岩)下沉时,随着深度的增加,它会变成绿岩(变成绿色的玄武岩)、蓝片岩(含有蓝色角闪石的结晶片岩),最后变成榴辉岩。[返回来源]
◆蛇纹石
一种绿色岩石,主要成分为蛇纹石,一种镁的水合硅酸盐矿物。它是由橄榄岩这种地幔物质在低于600°C的温度下发生水化并发生蚀变和变质而形成的。[返回来源]
蛇形照片
◆正常故障
上侧(上层)岩石、地层因重力作用而下滑的断层,以断层面的坡度为界。正断层具有抬升下伏岩石的作用。[返回参考源]
正常故障图



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