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最終更新日:2017年2月5日
地表に分布する岩石の種類や生成時代などを地質(geology)と呼ぶが、日本の全域で調査が行われており、産業技術総合研究所地質調査総合センターによるシームレス地質図(あるいは地質図Navi)から日本の地質図の概要を知ることができる。地質図は慣例的に、土壌を剥がした基盤岩(basement rock)の表層について表わすことになっている。堆積岩〔プレート(plate)の沈み込み(subduction)に伴う付加体(accretionary prism、accretionary wedge)としてのものが主体〕がもっとも多く、次に火成岩の火山岩が多い。
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(海嶺の沈み込みによる) |
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約7〜5億年前 | 受動的大陸縁のステージ |
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超大陸ロディニアの分裂と原日本の誕生 |
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約5(5.2) 〜約0.2億年前 |
活動的大陸縁のステージ | 付加体の形成と構造浸食 |
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5.2〜3.5億年前 | 古生代前半の原日本 |
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5.2〜4.7億年前 |
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沈み込み開始時 | 5.2億年前 |
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長門-蓮華 | 4.8億年前 | |||||
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4.7〜4.4億年前 | オルドビス紀からシルル紀最初期 |
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4.4〜4.0億年前 | ||||||||||||||||||
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4.0〜3.7億年前 | デボン紀 | |||||||||||||||||
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古生代の造山運動に伴う | 3.6億年前 | |||||||||||||||||
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3.5〜2億年前 | 超大陸パンゲアからアジアへ |
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3.5〜2.8億年前 | 石炭紀〜ペルム紀前期 |
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長門-蓮華(旧三郡) | 3.4億年前 | ||||||||||
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2.8〜2.5億年前 | ||||||||||||||||||
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2.5〜2.4億年前 | トリアス紀前期 | |||||||||||||||||
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2.4〜2.1億年前 |
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周防(旧三郡) | 2.4億年前 | |||||||||||||||
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秋吉造山運動に伴う | 2.0億年前 | |||||||||||||||||
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2〜0.25億年前 | 東アジアと日本大陸縁の成長 |
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1.9〜1.5億年前 |
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智頭 | 1.8億年前 | ||||||||||||
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1.4〜1.1億年前 | 白亜紀前期 |
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白亜紀の佐川造山運動に伴う | 1.3億年前 |
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三波川 (イザナギ-クラ海嶺) |
1.2〜1.1億年前 | |||||||||||
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1.1〜0.9億年前 | ||||||||||||||||||
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0.8〜0.6億年前 | 白亜紀後期〜古第三紀最初期 |
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白亜紀の佐川造山運動に伴う | 0.8億年前 | ||||||||||||||
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0.6〜0.3億年前 |
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四万十 (クラ-太平洋海嶺) |
0.6億年前 | |||||||||||||||
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約0.2億年前以降 |
島弧のステージ 〔背弧海盆(日本海)拡大〕 |
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0.25億年前〜現在 |
日本島弧の成立 (約1500万年前にほぼ現在の姿) |
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0.15億年前 |
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中新世 | ||||||||||
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現在 | ||||||||||||||||||
*1 磯崎ほか(2011)による『活動的大陸縁の肥大と縮小の歴史―日本列島形成史アップデイト―』から *2 鈴木ほか(2010)による『日本列島の大陸地殻は成長したのか?―5つの日本が生まれ,4つの日本が沈み込み消失した―』から *3 磯崎ほか(2010)による『日本列島の地体構造区分再訪―太平洋型(都城型)造山帯構成単元および境界の分類・定義―』から |
(更新世後期) ウィキペディア(HP/2014/6)による『日本列島の旧石器時代』から |
ウィキペディア(HP/2014/6)による『日本列島』から |
図6 原生代末(700-600Ma)の古地理図と南中国の受動的大陸縁の模式断面,およびカンブリア紀(約500Ma)日本の模式断面図.A:世界の主要大陸塊の分布(Maruyama et al., 1997を改変).約7億年前に超大陸ロディニアが分裂し,南中国地塊が北米,オーストラリア,東南極地塊から分離した時に超海洋太平洋は生まれた.原日本は南中国の沖にあり,オーストラリア東岸近くに位置していた.B:大陸分裂に伴うリフティング構造を残した南中国の受動的大陸縁.C:原日本は南中国地塊の縁辺に位置し,約5.2億年前に海洋プレートの沈み込みが開始し,未成熟な海洋島弧として生まれた.プレート沈み込みで生じるトーナル岩-トロニエム岩-花崗閃緑岩(TTG)集合体の形成で象徴される海洋内島弧が生じて,最古の地殻が形成された.この原始的な弧-海溝系で発生した最古の480Ma高圧変成岩(Tsujimori and Itaya, 1999),最古の520Ma弧花崗岩(Sakashima et al., 2003; 田切ほか, 2010),そして最古の520Ma熱水変質岩(飛騨外縁帯: 椚座・後藤, 2010)がその痕跡として残されている.弧地殻の形成は約5.2億年前からであったが,日本にはそれに先行して形成された約6億年前の海洋地殻(太平洋で最古の部分)の断片が残されている.リフト化した南中国の大陸縁辺と島弧の間には小さな海洋地殻がトラップされ,その断片が,日本最古岩石である580Ma変はんれい岩(オフィオライト)として西九州に残されている(猪木ほか, 1979).南中国(カタイシア)縁辺と形成期の原日本弧との間の海洋域(仮に古日本海と呼ぶ)はある程度の幅をもっていたので,当時の前弧堆積物に大陸由来の先カンブリア時代砕屑粒子が含まれることはなかった. |
図7 オルドビス紀,デボン紀,および石炭紀の古地理図(Maruyama et al., 1997から改変).大陸塊の略称については図2参照.A:オルドビス紀前期(約480Ma)には古大西洋(イアペタス海など)が拡大し,太平洋周辺ではプレート込み込みによる弧-海溝系が発達した.南中国沖の原日本は南半球のオーストラリア(現在の東岸側)近傍に位置していた.B:デボン紀前期(約400Ma)には,原日本を伴った南中国は北方へ移動しオーストラリアの北側へ達した.C:石炭紀末(約300Ma)までに,ゴンドワナとローラシアが合体して超大陸パンゲアができた.一方,北半球にはマントル内に超下降域が出現し,将来のアジアの部品となる多数の大陸ブロックがはき寄せられた.そのなかには原日本を伴う南中国ブロックやインドシナ地塊が含まれていた. |
図8 古生代中・後期の日本の模式的地殻断面と継続する沈み込み下での対照的な2つの活動的大陸縁のモード;シルル紀における大陸縁の海洋側への付加成長モード(A)とデボン紀末-石炭紀はじめにおける大陸側への縮退モード(B).A:シルル紀の日本は成熟した弧-海溝系に成長し,火山フロント下での弧マグマ活動による新規花崗岩地殻の追加がなされ,また前弧では付加体成長によって海溝の位置が海洋側へと移動し,弧地殻は増大した.B:デボン紀末から石炭紀の日本は,構造浸食によっていったん成長した前弧地殻の大部分を消失した.プレート沈み込みが続きながらも活動的大陸縁は大陸側へと大幅に縮退した.和達-ベニオフ帯直上のくさび状マントルは沈み込みに伴う加水によって蛇紋岩化し,構造浸食面にそって蛇紋岩メランジュを形成した.構造浸食によって既存の前弧域地殻物質のほとんどはマントルへ運び去られたが,それらのさまざまな弧-海溝系要素の小断片は構造岩塊として乱雑に蛇紋岩メランジュ中にとり込まれた.いずれも海洋プレートが継続的に沈み込みながら進行した.日本列島の形成史のなかでは,このような大規模な弧地殻の海洋側への成長と大陸側への縮退が複数回繰り返された. |
図9 ペルム紀前期(約280Ma)の日本列島周辺古地理図(Maruyama et al., 1997を一部修正).色の凡例は以下の通りで,図9-13まで共通に用いる.橙:陸域,青:海域,黄:中央海嶺,赤:花崗岩バソリス帯,緑:海山・海台,紫:広域変成帯,茶:主要堆積盆地.ペルム紀の南中国地塊は低緯度地域に位置していたが,北中国地塊との距離を詰めながら徐々に北方へ移動した.一方,北中国地塊自体も北方へ移動し,シベリア地塊に接近した.日本の主部は南中国地塊北東端の太平洋側にあった.南中国地塊の北東方への延長部は,東北日本まで追跡できるので,従来想定されたよりも1000km程度長かったことに留意する必要がある.ペルム紀末からトリアス紀初期の日本には,付加体,高圧変成岩,前弧盆堆積物,そして花崗岩バソリスなどの構成要素がそろっており,全体として成熟した弧-海溝系を形成していた.沈み込むファラロン・プレート上には多数のホットスポット起源海山があり,その頂部には石炭・ペルム紀礁石灰岩が堆積していた.これらの一部は海溝で付加体のなかにとり込まれた. 図10 トリアス紀-ジュラ紀の古地理図(Maruyama et al., 1997を改変).A:トリアス紀中期には,南中国は北中国に衝突し,秦嶺-大別山-縫合帯(Qinling-Dabieshan-Sulu suture: Q-D-S)を形成した.南中国の南縁には日本の弧-海溝系が発達したが,古生代付加体は構造浸食で削られはじめていた.それに直交するように別の海洋島弧(舞鶴帯のオフィオライト)が衝突・付加して,少量の新たな弧地殻が追加された.B:トリアス紀後期までに縫合帯は山脈となり,超高圧(UHP)変成帯が上昇しはじめた.そこから大量の砕屑物がまだ閉じていない海域に供給され,海溝では再び付加体が成長したが,一方で構造浸食をこうむって古生代弧地殻物質が激減した.C:ジュラ紀前期には,衝突縫合帯からの大量の陸源砕屑物が海溝沿いに供給され,それを素材として,日本の前弧では広範な付加体が発達しはじめた. |
図11 ジュラ紀後期-白亜紀の古地理図(Maruyama et al., 1997を一部修正).A:ジュラ紀後期(約150Ma)には古アジア海はほぼ完全に閉塞し,アジア東縁の大陸の形がほぼ定まった.アジアの東縁では引き続き広大な付加体が形成された.日本の沖には巨大な海台(御荷鉾海台)が近づいていた.B:白亜紀中頃(約100Ma)には,日本列島縁辺の海溝にイザナギ/クラ海嶺が沈み込み,海溝・海溝・海嶺三重点が南西から北東へ移動した.その結果,高圧変成帯と花崗岩バソリスが形成された.また大規模な構造浸食が起きて,前弧にあった先白亜紀の付加体や花崗岩などが大量に消えた.C:白亜紀後期(約80Ma)には海溝沿いに巨大な付加体(四万十帯北帯)が形成され,また前弧盆地には厚い上部白亜系(和泉層群・蝦夷層群など)が堆積した. |
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図12 始新世(45Ma頃)-中新世前期(20Ma頃)の古地理図.A:始新世には前弧盆地に石炭を伴う地層が堆積した(宇部-筑豊-天草,常磐,久慈,石狩盆地).海溝よりの堆積盆に堆積した同時代層(瀬戸川・久万層群)は石炭を含まなかった.海溝では大量の付加体が成長した(四万十帯南帯).火山フロントの位置はImaoka et al.(2011)による.B:中新世前期には,日本海,渤海湾,千島海盆および南シナ海などの東アジア東部の複数の地域において大陸のリフティングがはじまった.海溝では付加体が形成されたが,それ以上に大量の前弧地殻が構造浸食で地表から消えはじめていた.この地図は,現在の日本海にある多数のリフト化した大陸ブロックをもとの位置に復元してつくられた(柳井ほか, 2010).とくに白亜紀の同時期の火山フロントと海溝との間の「失われた前弧地殻」と示された領域に注目されたい.この部分は古中央構造線の活動による前弧の短縮がおきて失われてしまった.先行する白亜紀後期と始新世の古地理図(図11および図12A)は,この復元に基づいている. |
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図13 日本海形成前後の中新世最前期(約23Ma)と中期(15Ma以降)の東アジアの古地理図(Maruyama et al., 1997から改変).日本海拡大は15Maまでに終了した.それまでに日本列島前弧地殻は大洋側に移動し,低角度の古中央構造線(Paleo-MTL)が生じて,高圧変成付加体(三波川変成帯)上に同年代の花崗岩バソリス(領家)帯が累重した.中新世の日本海拡大で,日本は島弧としてアジアから独立した. |
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図14 7億年前の誕生から2億年後の終焉まで日本列島テクトニクスの総括年表(Isozaki et al., 2010を改変).日本の構造発達史は次の主要な3つのステージに区分される.すなわち,(1)受動的大陸縁辺の時代(700-520Ma),(2)活動的大陸縁の時代(520Maから−50Ma),そして(3)大陸衝突の時代(−50Maから−200Ma)である.現在のプレートの動きをそのまま外挿すると,いまから約5000万年後にオーストラリアが,そして約2億年後に北米がアジア東縁に衝突し,次世代の超大陸アメイジアを形成すると予想される.このような日本の一生は,約7億年前に生まれ約2億年後に消滅する超海洋太平洋のウイルソン・サイクルの鏡像であり,本質的にマントル内のスーパー・プルーム活動に支配されている.日本における弧地殻の成長は2番目の活動的大陸縁の時代に限られておきた.その場合海洋プレートの沈み込みに伴うマグマ活動が火山フロント直下で若い大陸地殻を形成した.また大陸縁辺部の大洋側への空間的成長は,既存の弧地殻が大規模に浸食(陸源物質の海溝への投棄)と,海溝で大規模な付加体(AC)の形成によって海側へ進行した.ただし,これは弧-海溝系でつくられた既存物質のリサイクルにすぎない.新たな地殻体積の純増は,弧マグマ活動のみに依存し,とくに日本縁辺下への複数回にわたる中央海嶺沈み込み時に極大化した.付加体,高圧変成岩,花崗岩質バソリスの形成など,日本列島の表層地殻に記録された過去の主要な地質現象を整理して表示する.沈み込んだ過去の海洋プレートの海溝での年代は,付加体の海洋プレート層序(OPS)から推定した.一方,構造浸食が活発化した期間を最下段に示す.海洋プレートの沈み込みが継続しても,間欠的に構造浸食が起きて,先行して形成された付加体や時には前弧域の花崗岩質地殻自体が消失した.日本列島の成長は従来考えられたような活動的大陸縁の海側への一方的肥大ではなく,肥大と縮小を繰り返した複雑な歴史をもっている. |
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磯崎ほか(2011)による『活動的大陸縁の肥大と縮小の歴史―日本列島形成史アップデイト―』から |
大鹿村中央構造線博物館(HP/2011/4)による『地球史の「現在」の始まりが、海洋と大気の環境を重視して見直されました』から |
大鹿村中央構造線博物館(HP/2011/4)による『中央構造線ってなに?』から |
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鈴木ほか(2010)による『日本列島の大陸地殻は成長したのか?―5つの日本が生まれ,4つの日本が沈み込み消失した―』から |
図1 日本列島の地体構造区分(磯ア・丸山,1991を改変).背弧海盆(日本海)から活動的海溝(南海トラフ)に至る日本列島の代表的地殻断面は図3Bを参照.地体構造単元の略号は以下の通り(以下共通).西南日本:Hida:飛騨帯,Ok:隠岐帯,Hg:肥後帯,NR:長門-蓮華帯,Ak:秋吉帯,Su:周防変成帯,Mz:舞鶴帯,UT:超丹波帯,M-T:美濃・丹波帯(秩父帯を含む),Ry:領家帯,Sb:三波川変成帯,Shm:四万十変成帯(Sb+Shm:伝統的三波川帯),Kr:黒瀬川帯,Sh:四万十帯(N:北帯,S:南帯);東北日本:Sk:南部北上帯,HT:日立-竹貫帯(=Hg),MH:宮守-早池峰帯(=NR),Nd:根田茂帯,Gs:御斉所帯(=Ry),Nk-Os:北部北上-渡島帯(=M-T),Kk:神居古潭帯(=Sb),Hdk:日高帯(=Sh),Tk:常呂帯(=Sb),Nm:根室帯.ただし西南日本の智頭帯(Cz)はまだ分布が明確でないので不表示. 磯崎ほか(2010)による『日本列島の地体構造区分再訪―太平洋型(都城型)造山帯構成単元および境界の分類・定義―』から |
廣野・芦(1998)原図を改変 〔長野県下伊那郡の大鹿村中央構造線博物館の『中央構造線ってなあに?』の『中央構造線の両側は、もとは同じ石』の中の『「付加体」ってなに?』から〕 |
〔(社)全国地質調査業協会連合会による『日本列島の地形と地質環境』の中の『プレートテクトニクスからみた日本列島』のページから。〕 日本列島付近のプレートのようす。 |
〔産業技術総合研究所 地質調査総合センターによる地質図のホームページの『日本の地質を知るページ』から〕 |
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ユーラシア・北米・太平洋・フィリピン海・関東ミニ |
断層・構造線 |
海溝:千島カムチャッカ・日本・伊豆小笠原・相模トラフ・駿河トラフ・南海トラフ・琉球 / 地溝帯:・フォッサマグナ・沖縄トラフ / 構造線:中央構造線・糸静線:新発田小出線-柏崎千葉線・棚倉構造線・仏像構造線・畑川構造線・網走構造線 / 歪集中帯:日本海東縁・新潟神戸帯 / 断層一覧 | |
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渡島帯・礼文-樺戸帯・空知-蝦夷帯・日高帯・常呂帯・根室帯 / 上越帯・足尾-八溝帯・阿武隈帯・南部北上帯・北部北上帯 / 丹沢帯 / 隠岐帯・飛騨帯・飛騨外縁帯・三郡帯・秋吉帯・舞鶴帯・超丹波帯・丹波帯・美濃帯・領家帯・三波川帯・秩父帯・四万十帯 / 対馬帯・西彼杵帯 / 八重山層群・宮良層群・島尻層群・琉球層群 |
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東北日本 - 西南日本 | |
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日本列島系:千島弧・本州弧・琉球弧 / フィリピン海:伊豆-小笠原弧・九州-パラオ海嶺・大和堆 |
図 3.2.1-2 日本列島周辺のプレート配置図(30Ma以前) |
図 3.2.1-3 日本列島周辺のプレート配置図(30Ma) |
図 3.2.1-4 日本列島周辺のプレート配置図(25Ma) |
図 3.2.1-5 日本列島周辺のプレート配置図(20Ma) |
図 3.2.1-6 日本列島周辺のプレート配置図(17Ma) |
図 3.2.1-7 日本列島周辺のプレート配置図(15〜14Ma) |
図 3.2.1-8 日本列島周辺のプレート配置図(13〜8Ma) |
図 3.2.1-9 日本列島周辺のプレート配置図(6Ma) |
図 3.2.1-10 日本列島周辺のプレート配置図(4Ma) |
図 3.2.1-11 日本列島周辺のプレート配置図(3Ma) |
図 3.2.1-12 日本列島周辺のプレート配置図(1.8Ma) |
図 3.2.1-13 日本列島周辺のプレート配置図(1Ma) |
図 3.2.1-14 日本列島周辺のプレート配置図(0.5Ma) |
図 3.2.1-15 日本列島周辺のプレート配置図(0.1Ma) |
図 3.2.1-16 日本列島周辺のプレート配置図(現在) |
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図 3.2.2-1 日本列島周辺のプレート運動(出典:Wei and Seno,1998) EU:ユーラシアプレート,NA:北米プレート,OK:オホーツクプレート,AM:アムールプレート,PA:太平洋プレート,PH:フィリピン海プレート,●:各プレートの相対運動の回転極,→80:各プレートの相対運動方向と速度(mm/年),相対運動の回転極,方向及び速度については,次の相対関係のものが示されている:ユーラシアプレートに対する北米プレートの相対運動(NA-EU),ユーラシアプレートに対するアムールプレートの相対関係(AM-EU),オホーツクプレートに対するアムールプレートの相対関係(AM-OK),オホーツクプレートに対するユーラシアプレートの相対関係(EU-OK),フィリピン海プレートに対するユーラシアプレートの相対関係(EU-PH),オホーツクプレートに対する北米プレートの相対関係(NA-OK),太平洋プレートに対するオホーツクプレートの相対関係 |
図 3.2.2-2 日本列島周辺のプレート境界(出典:瀬野,1995) (a)ユーラシアプレートと北米プレートの境界が北海道中軸部を通るとする考え(Chapman and Solomon,1976),(b)ユーラシアプレートと北米プレートの境界が日本海東縁を通るとする考え(中村,1983;小林,1983),(c)オホーツク海・東北日本がオホーツクプレートをなすという考え(例えば,Seno et al.,1996),(d)東北日 本がさらにマイクロプレートをなすという考え(例えば,Seno et al.,1996) |
原子力発電環境整備機構(2004/6)による第3章日本の地質環境と将来予測の中の『(1)日本列島の地質構造の変遷』から |
岩種 | 地質時代* | 面積(km2) | 比率(%) |
堆積岩 |
第四紀 新第三紀 古第三紀 白亜紀 ジュラ紀 三畳紀 古生代 |
80,228.16 |
21.36 |
第四紀−古生代 |
149,849.08 |
39.91 |
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堆積岩を主とする 付加コンプレックス |
古第三紀−古生代 |
60,802.94 |
16.19 |
火成岩を主とする 付加コンプレックス |
古第三紀−古生代 | 3,661.73 | 0.98 |
超苦鉄質火成岩類 | 先新第三紀 | 1,876.98 | 0.50 |
火山岩 |
第四紀 新第三紀 古第三紀 白亜紀 |
41,629.97 44,685.16 4,261.61 15,092.42 |
11.09 11.90 1.13 4.02 |
第四紀−白亜紀 | 105,669.16 | 28.13 | |
深成岩 |
新第三紀 古第三紀 白亜紀 先白亜紀 |
3,947.43 5,339.90 28,498.26 1,422.46 |
1.05 1.42 7.59 0.38 |
新第三紀−古生代 | 39,208.05 | 10.44 | |
変成岩 | 先新第三紀 |
14,472.51 〔低圧型: 4,207.01〕 〔高圧型:10,265.50〕 |
3.85 |
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375,540.47 | ||
堆積岩(付加コンプレックスを含む) 火成岩(付加コンプレックス及び超苦鉄質火成岩を含む) 変成岩 |
56.10 40.05 3.85 |
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*)100万分の1日本地質図第3版には、新第三紀と古第三紀との境界にまたがる年代(PG4)の地質単位がある。ここではそれらの年代をより近い古第三紀とした。 |
Saito & Mitsuchi (1956) |
小野・礒見 (1967) |
磯山ほか (1984) |
村田・鹿野 (1995) |
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堆積岩 〔第四紀〕 〔新第三紀〕 〔古第三紀〕 〔白亜紀〕 〔ジュラ紀〕 〔三畳紀〕 〔古生代〕 〔付加コンプレックスなど〕 |
61.1 20.7 18.9 (上に含まれる) 2.7 1.0 0.3 12.2 5.3 |
55.3 16.5 16.3 (上に含まれる) 3.1 1.1 0.3 12.0 6.0 |
58.3 19.3 15.4 3.9 6.8 0.9 0.4 11.6 − |
56.2 21.4 12.5 1.9 2.7 0.2 0.3 1.0 16.2 |
火山岩 〔第四紀〕 〔新第三紀〕 〔古第三紀〕 〔白亜紀〕 |
21.1 20.4 (上に含まれる) − − |
28.2 5.6 17.8 0.0 3.8 |
26.1 8.8 13.1 (下に含まれる) 4.2 |
28.1 11.1 11.9 1.1 4.0 |
深成岩 〔新第三紀〕 〔古第三紀〕 〔白亜紀〕 〔先白亜紀〕 |
14.2 (白亜紀噴出岩を含む) − − − − |
13.1 0.9 0.0 10.6 0.4 |
11.6 1.0 (下に含まれる) 9.7 0.9 |
10.4 1.0 1.4 7.6 0.4 |
超塩基性岩など | 0.9 | 1.2 | − | 0.5 |
変成岩 〔低圧型〕 〔高圧型〕 |
3.6 0.9 2.7 |
4.6 1.3 3.3 |
4.1 1.2 2.9 |
3.8 1.1 2.7 |
湖沼を除く総面積(km2) | 369,800 | 369,610 | 378,438.6 | 375,540.47 |
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