修論要旨
修論（中田 里美）
南九州に産する鮮新世以降の火山岩類の地球化学的特徴の時空変遷を用いて，Back-arc basinの拡大とそれに伴うマントルの対流パターンを推定した．火山岩類の採取地域は，現在の火山フロントに対し直行する約50kmの範囲におよぶ．採取した火山岩類約100個に関して，顕微鏡観察，主成分元素，微量成分元素，希土類元素および同位体比の測定を行った．
南九州の火山活動は，6-7Maに始まったフィリピン海プレートの沈みこみと2Maに始まったOkinawa
Troughの拡大に密接に関連している．火山活動は，噴出年代と岩種により3つのphaseに分けられる：①1st phase (2.7-4.3Ma)，②2nd
phase (1.2-2.3Ma)，③3rd phase (0.007-0.74Ma)．1st phaseは，High Alumina
Basalt (HAB)系列の輝石安山岩類を主体としている．1st phaseの火山岩類には，Adakiteが（高いSr/Y比：Sr/Y比＝37.55-61.77）出現する．Adakiteの分布は，最も背弧域に限られる．2nd
phaseおよび3rd phaseは，玄武岩類とデイサイトを主体としたBimodal火山活動である．3rd phaseの火山岩類は，2nd
phaseの火山岩類より前弧域に分布する．2nd phaseおよび3rd phaseの玄武岩類は，主にカンラン石単斜輝石からなるが，その他にカンラン石玄武岩および無斑晶質玄武岩も認められる．これらの玄武岩類は，地球化学的特徴からLow
Alkali Tholeiite (LTH)系列，HAB系列およびAlkali Basalt (AK)系列に属する．微量元素の特徴より，AK系列の玄武岩はOceanic
Island Basalt (OIB)に，HAB系列の玄武岩はIsland Arc Basalt (IAB)にそれぞれ分類される．LTH系列の玄武岩類は，OIBとIABの中間的な特徴を持つ．2nd
phaseの玄武岩類は，Nb/Y比が0.17-0.21であり，La/Yb比が3.2-8.3であった．3rd phaseの玄武岩類は，Nb/Y比が0.16-1.56であり，La/Yb比が0.17-0.24であった．玄武岩類のNb/Y比の変化は，玄武岩質マグマの起源物質が時代とともにHFSEに枯渇してきたことを示し，La/Yb比の変化は，玄武岩質マグマの部分溶融程度が時代とともに増加してきたことをそれぞれ示しているとみなせる．
南九州に分布する火山岩類の地球化学的特徴とその時空変遷より，マントルの対流パターンを推定した．Adakiteの存在は，1st phaseにおいて，沈み込むスラブの溶融を生じる高温環境が背弧域のマントル深部に存在したことを物語る．2nd
phase以降の玄武岩類は1st phaseの火山岩類に比べ前弧域に分布していることから，火山岩類は時代とともに分布域を前弧へ移動したとみなせる．玄武岩類の同位体比のsystematicsより，すべての玄武岩類が，同一起源物質に由来したとみなせ，微量元素組成にみられる特徴の多くは，meltのextractionによるマントルの枯渇過程と上昇に伴う溶融度の増加として説明される．つまりマントルの対流パターンは，背弧側から前弧側に流れ込むCounter
Flowになる．南九州に展開した鮮新世以降の火山活動は，西側からの高温マントル物質の移流によって支配されていたと説明される．
井上さん 修論
Abstract
In order to understand
genesis of large-scale felsic magmatism, new analyses of 105 samples of
essential fragments in pyroclastic flow deposits from the Aira caldera have been
measured. These essential fragments are collected from twelve geological units
(Fukuyama air-fall pumice deposit, Iwato pyroclastic flow deposit, Otsuka air-fall
pumice deposit, Fukaminato air-fall pumice deposit, Arasaki pyroclastic flow
deposit, Kenashino air fall pumice deposit, Osumi air-fall pumice deposit,
Tarumizu pyroclastic flow deposit, Tsumaya pyroclastic flow deposit, Ito
pyroclastic flow deposit, Moeshima pyroclastic flow deposit, Takano base surge
deposit) eastern part of Kokubu and Tarumizu city. Each essential fragment
consists mainly of plagioclase, orthopyroxene and clinopyroxene as a
phenocryst. Hydrous mineral is only observed in pumice from Fukuyama air-fall
pumice deposit.
The partial melting of
sedimentary rocks has been conceivable for a formation mechanism of felsic
magma. The major elements of the essential fragments show negative trends in
compatible elements (e.g. TiO2, Fe2O3, MgO) vs. SiO2 diagram, and show positive
trends in alkali elements (e.g. Na2O, K2O) vs. SiO2 diagram. All samples are
plotted in I-type area defined by ACF diagram. On the basis of this diagram,
source rocks for Aira caldera magma may be igneous rocks. Therefore, not sedimentary
rocks but igneous rocks are most plausible source rocks for the magma.
Relation between K and Rb
shows positive trend that has K/Rb=224.2 values. On the other hand, there is no
correlation between Zr and Nb. This result is inconsistent with the correlation
between LIL elements. Scoria of Iwato pyroclastic flow deposit and pumice of
Moeshima pyroclastic flow deposit have higher Zr and Nb concentration in
comparison with other eruptions. In addition, both eruptions have also higher
Ga, REE, and Zn in concentration. This character can not explain even either
mixing process or fractionation process.
The high concentration of HFSE, Ga, Zn and REE in
igneous rock suite, however, have been admitted to A-type magma. The
geochemical characters are also observed in the scoria of Iwato pyroclastic
flow deposit, and pumice of Moeshima pyroclastic flow in this region. Namely,
It is possible that scoria of Iwato pyroclastic flow deposit, pumice of
Moeshima pyroclastic flow deposit and A-type magma are formed the same
condition. Therefore, it is conceivable that the early stage and the latest
stage of Aira caldera formation were dry and high temperature in the source
region. Such high temperature and dry condition can explain inconsistency of
the HFSE character of the magma. I propose that geochemical character of the
Aira caldera magma may not inherit to their source character but may be
depended on the physical conditions of the melting region.
島田さん 修論
abstract
Petrological
characteristics, whole rock chemistry and mineral chemistry are examined for
Cretaceous granitic rocks, located in the northern part of Kumamoto, central
Kyushu Japan to understand the petrogenesis of granitic rocks.
Tamana granodiorite
indicates typical I-type granite and are estimated to be produced on condition
of 0.25 Gpa and 780ºC. Kikuchi granite and Tsutsugatake granite indicate
changing from I-type to S-type characteristics in composition grade into
systematically. Geochemical observations implies that granitic rocks in this
study are formed by in situ fractional crystallization of a single magma. The
center of granitic magma chamber is thought to exist the northward of study
area on the basis of their occurrence and changes in chemical compositions. The
results also contain available information that suggest relations to granitic
rocks located in the northern Kyushu, and petrogenesis of granitic rocks.
Both petrological and
geochemical constraints apply to the forming processes of granitic rocks.
菊池さん修論
K poor volcanic rocks from Yahazu volcano , western
Kyushu , Japan: on landed back-arc basin volcanism
Abstract
Yahazudake volcano (Kumamoto Pref.) must be formed by igneous
activity which is related to the spreading of Okinawa Trough (East Sea).
The
volcanic rocks which belongs to island-arc system are characterized as follow
;(1) abundance of incompatible elements is tend to decrease from volcanic front
side to back-arc side, (2) eruption volume exponensially increase from volcanic
front side to back arc side. However , Pliocene-Pleistocene volcanic rocks in
southwest Kyushu doesn’t have these characteristics, notwithstanding, they are
in the back-arc side sea. In the concrete, the volcanic rocks in Yahazudake
which lies in back-arc side area, have significantly lower K2O contents than
volcanic front sided area’s volcanic rocks (cf. Ontake volcano, Kirisima
volcanoes, and so on). Genesis of the volcanic rocks like this, must be
different from that of island-arc volcanic rocks, and it requires another tectonic
setting model Then, we can find that there are some relations between
Yahazudake and Okinawa trough, which is like its location and generated age.
So, in this report, I compare the chemical compositions of volcanic rocks from
Yahazudake that from Okinawa trough. As a result of the comparison, I could
make out they have the so similar source compositions; major and minor (include
isotope) elements compositions. This suggests that there is petrogenetic casual
nexus between them.
修論（杉山 直史）
九州には中新世以降に噴出した火山岩類が広く分布しており，現在でも雲仙普賢岳，阿蘇中岳，久重硫黄山，霧島，桜島などにおいて火山活動が活発である．これらの火山岩類は，火山層序，年代，分布地域，岩系などから松本（1963）によって，プロピライト類，瀬戸内系中新世火山岩類，大陸系中新世火山岩類，豊肥火山岩類，豊肥火山活動後酸性火山岩類，耶馬溪溶結凝灰岩，山陰系安山岩類，琉球系安山岩類の8つに分類された．その後，松本（1987）によりこれらの火山岩類は，グリーンタフ系列，瀬戸内系列，大陸系列，豊肥火山系列，豊後火山系列，山陰火山系列，琉球火山系列の7系列に分類された．
このうち，鮮新世中期以降の噴出物は豊肥火山系列とされており，安山岩を主体としている．この豊肥火山系列は，別府―島原地溝と密接な関係があるとされている（松本，1979）．また，別府―島原地溝は沖縄トラフの地形学的な研究から，沖縄トラフの北方延長部に相当するリフトバレーである，とされている（Eguchi
and Uyeda, 1983; Kimura, 1983; Letouzey and Kimura, 1986）．
豊肥火山岩系列に関する岩石学的な研究は，Nakata and Kamata (1991)によって，別府―島原地溝東部地域で行われており，この地域に分布する火山岩類は島弧的な特徴を持つとされている．また，この地域の火山岩類の成因をプログレッシブ・コンタミネーションモデルによって説明している．一方，別府―島原地溝西部地域に相当する有明海周辺域では，島原半島に分布する火山岩類について詳しく研究が行われている（本間，1936；倉沢・高橋，1965；Sendo
et al., 1967；中田・鎌田，1988など）．このうち，中田・鎌田（1988）は，島原半島南部に分布する玄武岩類について岩石学的・地球化学的に検討を行い，島原半島南部に分布する玄武岩は，ホットスポットの特徴を持つこと，安山岩はOIBタイプの玄武岩と下部地殻の部分溶融メルトとのミキシングによって生じる可能性を指摘している．しかしながら，有明海周辺では，島原半島以外の地域に分布する火山岩類についてその岩石学的・地球化学的研究は詳細に行われていない．そのため，本地域の火山岩類の化学組成上の性格について十分に分かっておらず，また本地域に最も多量に分布している安山岩類の成因については具体的に解明されていない．
このため，今回の研究では，有明海周辺域に分布している豊肥火山岩系列の火山岩類について，より広域的かつ詳細に岩石学的・地球化学的検討を行い，本地域に分布する火山岩類の成因を明らかにすることを目的とする．この目的のために今回，長崎県諌早市南部に分布している有喜火山岩類，島原半島南部に分布している火山岩類，熊本県宇土市に分布する大岳火山岩類，三角・大矢野地域に分布する火山岩類について，岩石学的・地球化学的な特徴づけを行った．
梁島達也
九州地方は、西南日本孤と琉球孤の会合部にあたる地域であり、非常に複雑なテクトニックセッティングを有している。中でも九州中西部は、沖縄トラフの北縁部にあたるのと同時に大分－熊本および臼杵－八代構造線の西縁部に相当し、現在においても火成活動や断層運動が頻繁に行なわれている大変活動的な地域の一つである。（Fig. 1）
この九州中部の別府湾から天草灘を結ぶ地域には、大分－熊本構造線を南限とする“別府－島原地溝”（松本，
1979）が存在している（Fig. 2）この地溝について松本（1984）は、ボーリングコア試料、重力異常図、地質学的データの解析から、地溝性陥没構造を推定し、火山活動と地質構造発達史の関係について検討を行なってきた。
また、“別府－島原地溝”には、鮮新世から更新世にかけての時期に噴出した豊肥系火山系列の火山岩類（松本，
1987）が広く分布している。このことについて鎌田（1992）は、地質調査、火山岩の放射年代測定、抗井データの解析から“別府－島原地溝”東部が大規模な火山性グラーベンの発達した火山構造性陥没地であることを明らかにした。
さらに多田（1993）は、過去100年間における一等三角測量の解析から、“別府－島原地溝”は南北性引張応力場において形成され、現在においても1.4cm/年のスピードで南北に拡大しつつある地溝帯であるということを報告している。
近年、岩石が保持している残留磁化成分を利用した古地磁気学の発展によって、さまざまなテクトニクスが解明されている。笹島・鳥居（1973）を初めとし、特にOtohuji
et.al.(1985，1986，1987)は、日本海拡大に関する古地磁気学的研究を行ない、中期中新世に西南日本地塊が70度の時計周りの回転運動を、東北日本地塊が40度の反時計周りの回転運動を行なったことを報告している。
また、Itoh（1988）および伊藤・伊藤（1988）は、中部日本における古地磁気学的研究を行ない、伊豆半島の日本孤への衝突によって、中期中新世以降に、中部日本西部が反時計回りの回転運動を、中部日本東部が時計回りの回転運動を行なったことを報告している。
一方、九州において、Ito
and Tokieda(1986)およびIshikawa(1990)は、北九州に分布する中期中新世の花崗岩類についての古地磁気学的研究を行ない、6Ma以降に南九州地塊が30度前後の反時計回りの回転運動を行なったことを報告している。また、鎌田・小玉（1993）およびKomata
and Kodama(1994)は、地質構造と古地磁気の両面からの考察を行ない、後期中新世以降の九州地方のテクトニクスの解明を試みた（Fig. 3）。
これら一連の研究によって、“別府－島原地溝”の発達史や九州のテクトニクスが明らかにされてきた。しかしながら“別府－島原地溝”西縁部の発達史に関しては、これまで詳しい研究がおこなわれておらず、その形成過程は明らかにされていない。またテクトニクスを解明する上で有効な手法である古地磁気学的研究についても、九州中西部においては行われていない。
そこで、鮮新世以降の“別府－島原地溝”西縁部の発達過程をより詳細に解明し、また九州中西部におけるテクトニクスを新たに明らかにするために、九州中西部に分布する火成岩類について、火山岩が保持している熱残留磁化を検討するという古地磁気学的手法を用いて、テクトニクスに関する研究を行なった。
Shigeru YAMAMOTO
Several types of xenolith have been found in the
Quaternary andesites from Kinpo Volcano,Kyushu.The xenoliths have been
classified mainly by the following 5types;(ⅰ)Mafic Inclusion,(ⅱ)Hb Gabbro,(ⅲ)Px-Hb
Gabbro,(ⅳ)Basic Metamorphic Rocks,(ⅴ)Pelitic Gneiss.The origin of them were
seeked by the observation of the naked eye and the microscope,and the chemical
analysis for the major elements and the rear earth elements.As a result,it was
suggested that all types of xenolith except for Mafic Inclusion,which was
cognate xenolith,were accidental xenolith.In addition,it was suggested by the
bulk rock chemical analysis that the origin of basic rock xenolith,which
consist of Hb Gabbro,Px-HbGabbro and Basic Metamorphic Rock,was MORB.It is
suggested that all of the accedental xenoliths,which consist of the basic rock
xenoliths and pelitic Gneiss,are derived from oceanic crust.