琉球弧
琉球弧の地図。赤い三角形はAster Volcano Archive（NASA-METI）データに基づく火山を表す。等高線は1km間隔。図はGeoMapApp (www.geomapapp.org) を用いて作成 / CC BY / CC BY (Ryan et al., 2009)。[ 1 ]

琉球弧は、九州南部から琉球諸島に沿って台湾北東部まで伸びる島弧で、長さは約 1,200 キロメートル (750 マイル) です。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]琉球弧は、フィリピン海プレートが琉球海溝に沿ってユーラシアプレートの下に北西方向に沈み込んでいる収束型プレート境界の一部に位置しています。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]弧は全体的に北東から南西方向に伸びており、太平洋の北西、東シナ海の南東に位置しています。[ 6 ]活火山弧である沖縄トラフと琉球海溝に平行に走っています。 [ 7 ]琉球弧は、その地形に基づいて、北から南に北琉球、中琉球、南琉球に分けられます。トカラ海峡は東経約130度で北琉球と中部琉球を分けており、慶良間海峡は東経約127度で中部琉球と南琉球を分けている。[ 2 ] [ 5 ] [ 7 ]島弧の地質学的単位には、古生代から新生代にわたる火成岩、堆積岩、変成岩が含まれる。

地質学的背景

多くの研究により、琉球弧の範囲は地理的・地形的に3つの部分に定義されています。大隅諸島を含む北琉球、奄美諸島と沖縄諸島を含む中琉球、宮古諸島と八重山諸島を含む南琉球です。[ 2 ] [ 7 ]琉球弧の最北端と最南端は、それぞれ九州と台湾で終わっています。[ 8 ]

南琉球の地質学的・構造的特徴は北琉球や中琉球とは全く異なっており、中期中新世以前には南琉球と北琉球および中琉球はそれぞれ異なる地質学的環境で形成された可能性がある。[ 2 ]北琉球および中琉球の付加体は西南日本外帯の延長として考えられており、[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]一方、南琉球の変成岩は西南日本内帯と関連している。[ 11 ]地殻変動の進行に伴い南東方向への移動速度が異なり、鮮新世-更新世には島弧が現在の構造に統合された可能性がある。[ 2 ]

琉球諸島の位置
地形区分
アークセグメント地理的位置
北琉球大隅諸島
トカラ海峡
中部琉球奄美群島、沖縄諸島
ケラマギャップ
南琉球八重山諸島、宮古島

沖縄トラフ

沖縄トラフは琉球弧の背弧盆地であり、大陸性ユーラシアプレートのリソスフェア伸長によって形成された。 [ 3 ]幅約10 km、長さ約50～100 kmの伸長性地溝が、沖縄トラフの中部から南部に雁行状に分布している。[ 3 ] [ 5 ]沖縄トラフ全体のうち、南部は最も発達し活発であり、最大深度は他の部分よりも深く、約2200 mである。[ 4 ]沖縄トラフには、アジア大陸棚と琉球弧からの陸源堆積物が大量に流入している。[ 4 ]

島弧系の概略図。

地震活動

琉球弧は、フィリピン海プレートとユーラシアプレートの継続的な収束により、浅い地震を特徴とする活発な地震活動の場となっている。 [ 8 ]地震の地震データは、琉球弧の下の地震構造を検出するために使用されてきた。[ 12 ] 活火山と沖縄トラフの下では、マグマの湧昇に関連する可能性のある低地震速度帯が発見されている。 [ 12 ]

琉球弧におけるM≥6.0（1960–2022）の地震。地震データはUSGS-ANSSカタログより。等高線は1km間隔。図はGeoMapApp (www.geomapapp.org) で作成 / CC BY / CC BY (Ryan et al., 2009)。[ 1 ]

火山

北琉球ではワダチ・ベニオフ帯（沈み込むプレートと乗り上げるプレートの境界にある地震活動の平面帯）から100km上に活発な火山フロントがあり、中部琉球と南琉球では徐々に衰退している。 [ 5 ]

地質学的単位

ここでは、琉球弧の地質学的単位のすべてではない主要な単位について要約します。

中江（2013） [ 6 ]および西村（1998）[ 11 ]に基づく石垣島の簡略地質図
沖縄島北部の簡略地質図（宮城ら（2013）に基づく）。[ 13 ]

本部層と与那嶺層

本部層と与那嶺層は、中部琉球の沖縄本島本部半島の基盤を構成するペルム紀の岩石である。 [ 14 ] 本部層は主に石灰岩で構成され、チャートと千枚岩が互層している。[ 15 ]石灰岩にはペルム紀の有孔虫の化石が含まれている。 [ 8 ] 与那嶺層は、千枚岩、粘板岩、砂岩、石灰岩、緑色岩、チャートが互層する地層で、[ 15 ]本部層の下部に位置し、 [ 16 ]ペルム紀のサンゴが含まれている。[ 17 ]

トムル層

トムル層は、南琉球の八重山諸島の西表島と石垣島に分布しています。 [ 7 ] [ 11 ] [ 18 ]この層の年代は2億2000万～1億9000万年前（三畳紀後期～ジュラ紀前期）で、超塩基性岩と高圧高温変成岩、すなわちメタガブロと塩基性、珪質、泥質片岩で構成されています。[ 11 ] [ 19 ]

富崎層

南琉球の八重山諸島の石垣島と竹富島に位置する富崎層[ 18 ]は、弱変成を受けたオストロマル岩から成り、チャート、泥岩、砂岩、石灰岩の異地性のブロックが泥質基質に埋め込まれています。[ 11 ]この層の変成年代は1億4500万年前から1億3000万年前（白亜紀前期）の範囲であり、K-Arフェンギット雲母年代測定によって決定されました。[ 11 ]放散虫データによると、この層はジュラ紀前期のトアルシアンに付加したことが示されています。 [ 6 ]この層は、ジュラ紀中期の沈み込み帯の付加体の一部です。[ 11 ] 石垣島では、この層は底原断層に沿ってトムル層の下に押し出されており[ 11 ] 、漸新世の花崗岩質岩石が貫入しており、オモトプルトンと呼ばれています。[ 6 ]

今帰仁層

今帰仁層は、石灰岩、玄武岩、少量の石灰質シルト岩、凝灰岩、石灰質泥岩からなる厚さ450～500メートルの堆積層です。[ 14 ]この層のアンモナイトとハロビッド類の化石記録は、三畳紀後期を示唆しています。[ 14 ]今帰仁層は、琉球中部、すなわち瀬底島と沖縄島の本部半島北西部 に分布しています。 [ 14 ]この層は、逆断層に沿って与那嶺層の上に重なっています。[ 14 ]

四万十グループ

四万十層群は、白亜紀前期から中新世前期にかけての変成岩類で、四万十帯に属する。[ 7 ] [ 20 ]四万十帯は、本州、四国、九州から北部および中部琉球まで広がる西南日本外帯の付加体である。 [ 2 ]この層群は、フライシュ型砂岩や苦鉄質緑色岩を含む粘板岩など、緑色片岩相まで変成した堆積岩および変堆積岩からなる。 [ 7 ]中部および北部琉球の四万十層群には 、北西傾斜、等傾斜、反転褶曲、南東向きの逆断層などの変形が見られる。[ 7 ]

中部琉球の沖縄島では、四万十層群は名護層と嘉陽層に分かれる。[ 21 ]名護層は泥質・塩基性片岩、千枚岩、粘板岩、少量のチャートと石灰岩から成り[ 21 ]、沖縄島北部の大部分を占める。[ 15 ]この層では痕跡化石しか見つかっていないが、島内の他の層との相関関係から白亜紀から前期始新世の地層と考えられている。[ 21 ]嘉陽層は泥岩、砂岩、貨幣石の化石を含むタービダイトの層が特徴で、中期始新世を示す。[ 22 ]嘉陽層は名護層の下にある。北西傾斜の逆断層に沿っている。[ 21 ] [ 22 ] [ 20 ]

宮良層と野底層

南琉球の八重山諸島には、始新世の宮良層と野底層が広がっています。[ 7 ]宮良層は、石垣島の海岸に沿って堆積した、 南南西に傾斜する礫岩、砂岩、頁岩、石灰岩の層です。 [ 8 ]石灰岩には、石灰藻、有孔虫、サンゴ、棘皮動物、コケムシ、腹足類など、多種多様な海洋化石が保存されており、礫岩からは軟体動物も発見されています。[ 8 ]石灰岩中の有孔虫と石灰藻は、始新世後期を示唆しています。[ 8 ]

野底層は、厚さ300メートルの凝灰岩、火山性砂岩、角礫岩、溶岩からなり、岩脈、岩床、その他の小規模な貫入岩を伴う。[ 8 ]この層は石垣島北部の野底半島に広く露出している。[ 8 ]また、宮良層の上部に整合して位置している。[ 22 ]野底層の古地磁気データは、予想される極から時計回りに約30度平均して磁気方向が偏向していることを示している。[ 23 ]このデータと放射年代を組み合わせると、南琉球は6～10 Maの中新世にアジア大陸に対して約25度回転した可能性があることが示唆される。[ 23 ]

八重山諸島

八重山層群は、主に砂岩を主体とし、礫岩、石灰岩、泥岩、石炭層が互層する堆積岩で、南琉球の八重山諸島を覆っている。[ 2 ] [ 7 ]古生物学的データによると、この層群の年代は前期中新世である。[ 18 ]石炭層、横縞、生痕化石から、この層群は大陸棚の堆積物に由来する可能性がある。[ 2 ] [ 7 ]この層群は、南琉球の始新世の層に比べて傾斜や褶曲などの変形が少なく、南琉球が前期中新世から安定していたことを示唆している。[ 2 ]

島尻グループ

島尻層群は上部層と下部層からなる。上部層（新里層）は後期中新世または鮮新世に産する凝灰岩と頁岩からなり、下部層（与那原層）は中新世に産する頁岩とシルト岩および砂岩が交互に層をなす。[ 24 ] 島尻層群は、北琉球、中琉球、南琉球にまたがって発見された最初の地質学的単位である。[ 2 ] [ 7 ]北琉球、中琉球、南琉球は、後期中新世（この層群が堆積した時代）以前には、異なる盆地と地殻変動を有していた可能性がある。[ 2 ]島尻層群は東シナ海、琉球弧およびその前弧に広く分布しているが、沖縄トラフ南部には分布していない。[ 4 ]沖縄トラフ南部のリフティングは、この層群の堆積に先立って起こった。[ 4 ]

琉球グループ

琉球層群は、島尻層群の発達後、完新世の堆積物が堆積する以前に形成された更新世の堆積物である。[ 25 ]中央琉球と南部琉球に分布し、島尻層群の上部に明瞭な不整合が見られる。 [ 25 ]この層群は主に砂と砂利からなる琉球石灰岩と段丘堆積物から構成される。[ 25 ]琉球石灰岩は一般に40～60mの厚さで、堆積後の断層運動を特徴とし、その結果、段丘とそれに伴う堆積物（段丘堆積物）が形成された。[ 25 ] 琉球石灰岩の堆積後、琉球弧を横切る北西-南東方向の断層運動が活発化し、琉球諸島の基盤岩がドーム状に隆起する「うるま運動」と呼ばれる一連の運動を引き起こした。[ 26 ]

テクトニクス

琉球弧の進化。氏家（1994）を改変。[ 22 ]

琉球海溝に沿って、フィリピン海プレートはユーラシアプレートの下に北西方向に沈み込んでおり、その速度は年間5～7cmと推定されている。[ 27 ]沈み込みの角度は南に向かうにつれて弧に対して斜めになっている。[ 27 ]全地球測位システム（GPS）のデータによると、日本の他の弧が西北西方向に移動するのに対し、南九州と琉球弧はユーラシアに対して南東方向（琉球海溝方向）に移動している。[ 28 ]

ペルム紀-古第三紀

ペルム紀-ジュラ紀の付加体はパンゲアの東側に沿って堆積し、そこでは古代の太平洋プレートが古代のアジア大陸ブロックの下に沈み込んだ。[ 29 ]琉球弧を含む日本列島の広大な地域は、ジュラ紀の沈み込みに関連する付加体から発達した。[ 29 ]四万十層群の化石と古地磁気の証拠は、若い海洋プレートの沈み込みが白亜紀後期（約70 Ma）から古第三紀に起こったことを示唆している。[ 29 ]沈み込みと付加は、新第三紀-第四紀島尻層群の堆積前の後期始新世に停止した可能性がある。[ 22 ]

新第三紀-第四紀

大陸棚堆積物（八重山層群）の堆積は、当時は安定していて地殻変動もなかった南琉球で、前期中新世に起こった。[ 2 ] [ 6 ] [ 22 ]フィリピン海プレートは、約10～6 Maに沈み込みが停止した後、後期中新世（約6 Ma）から再び沈み込み、沖縄トラフの背弧拡大をもたらした。[ 30 ]沖縄トラフ北部の初期のリフトは、6 Ma以降、北琉球と南九州で反時計回りの回転を引き起こした可能性がある。[ 30 ]一方、古地磁気データでは、10 Ma以降、南琉球が時計回りに回転したことが記録されている。[ 23 ]反射法地震探査によれば、沖縄トラフ南部では前期更新世に最初のリフト形成が見られ、堆積作用、地殻ドーム形成、侵食、沈下といった明確な地殻変動が生じた。[ 4 ]琉球弧の出現と沖縄トラフの沈下は、島尻層群の発達後、琉球層群の発達前の後期更新世（1.7–0.5 Ma）に起こった可能性がある。[ 22 ]沖縄トラフ南部における背弧リフト形成とそれに伴う堆積作用は2 Ma以来続いている。[ 4 ]

2018年の花蓮地震群に関する研究によると、琉球弧は台湾の中央山脈北部と運動学的につながっている可能性がある。浅発地震データは、中央山脈北部のずれは、フィリピン海プレートとユーラシアプレートの縫合部である東海上の縦断層谷ではなく、琉球弧の走向に沿っていることを示している。さらに、GPSデータは、中央山脈北部が、他の山脈のように西方向ではなく、南東方向の琉球弧の動きに沿っていることを示している。[ 31 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b Ryan, William BF; Carbotte, Suzanne M.; Coplan, Justin O.; O'Hara, Suzanne; Melkonian, Andrew; Arko, Robert; Weissel, Rose Anne; Ferrini, Vicki; Goodwillie, Andrew; Nitsche, Frank; Bonczkowski, Juliet (2009年3月). 「Global Multi-Resolution Topography synthesis」 . Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 10 (3): n/a. Bibcode : 2009GGG....10.3014R . doi : 10.1029/2008gc002332 . ISSN  1525-2027 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k l木崎健一 (1978). 「琉球島弧のテクトニクス」 . Journal of Physics of the Earth . 26 (Supplement): S301– S307. doi : 10.4294/jpe1952.26.Supplement_S301 .
  3. ^ a b c d Shinjo, R.; Kato, Y. (2000). 「沖縄トラフにおける二峰性マグマ活動の起源に関する地球化学的制約、初期背弧盆地」. Lithos . 54 ( 3– 4): 117– 137. Bibcode : 2000Litho..54..117S . doi : 10.1016/S0024-4937(00)00034-7 .
  4. ^ a b c d e f g h Park, J.-O.; Tokuyama, H.; Shinohara, M.; Suyehiro, K.; Taira, A. (1998). 「南琉球諸島弧系におけるテクトニック進化と背弧リフティングの地震記録」.テクトノフィジックス. 294 ( 1– 2): 21– 42. Bibcode : 1998Tectp.294...21P . doi : 10.1016/S0040-1951(98)00150-4 .
  5. ^ a b c d Shinjo, R.; Chung, S.-L.; Kato, Y.; Kimura, M. (1999). 「沖縄トラフおよび琉球弧の火山岩の地球化学的およびSr-Nd同位体的特徴：若い大陸内背弧盆地の進化への示唆」 . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 104 (B5): 10591– 10608. Bibcode : 1999JGR...10410591S . doi : 10.1029/1999JB900040 .
  6. ^ a b c d e Nakae, S. (2013). 「放散虫化石による布崎層の付加の証拠と推定される海洋プレート層序：南琉球弧石垣島における弱変成付加体の例」. Journal of Asian Earth Sciences . 73 : 21– 30. Bibcode : 2013JAESc..73...21N . doi : 10.1016/j.jseaes.2013.04.022 .
  7. ^ a b c d e f g h i j k l木崎健一 (1986). 「琉球諸島の地質とテクトニクス」.テクトノフィジックス. 125 ( 1– 3): 193– 207. Bibcode : 1986Tectp.125..193K . doi : 10.1016/0040-1951(86)90014-4 .
  8. ^ a b c d e f g h Foster, HL (1965). 琉球列島石垣島の地質（報告書）. 米国地質調査所専門論文集. 第399-A巻. 米国地質調査所. doi : 10.3133/pp399A .
  9. ^平 明生、小原 雄三、ウォリス SR、石渡 明生、井龍 雄三 (2016). 「日本の地質進化：概要」. モレノ T.、ウォリス S.、小島 T.、ギボンズ W. (編).日本の地質学. 地質学会. pp.  1– 24. doi : 10.1144/GOJ.1 . ISBN 9781862397064。
  10. ^高見正之; 竹村亮; 西村雄三; 小島孝文 (1999). 「沖縄諸島中央琉球弧における海洋プレート層序の復元とジュラ紀-前期白亜紀付加体のユニット区分」 .日本地質学会誌. 105 (12): 866– 880. doi : 10.5575/geosoc.105.866 .
  11. ^ a b c d e f g h西村雄三 (1998). 「西南日本内帯三郡帯の地質構造区分と面積範囲」.変成岩地質学雑誌. 16 (1): 129– 140. Bibcode : 1998JMetG..16..129N . doi : 10.1111/j.1525-1314.1998.00059.x . S2CID 128766454 . 
  12. ^ a b Roecker, SW; Yeh, YH; Tsai, YB (1987). 「台湾海溝下の3次元P波およびS波速度構造：弧大陸衝突下の深部構造」 . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 92 (B10): 10547– 10570. Bibcode : 1987JGR....9210547R . doi : 10.1029/JB092iB10p10547 .
  13. ^宮城尚文; 馬場誠; 新城亮 (2013). 「沖縄島および近隣諸島における先新第三紀基盤岩の全岩化学組成とデトリタスガーネット組成」 .日本地質学会誌. 119 (10): 665– 678. doi : 10.5575/geosoc.2013.0045 .
  14. ^ a b c d e石橋哲也 (1969). 「琉球沖縄島の三畳紀層序」．九州大学理学部回想録。シリーズ D、地質学。19 (3​​): 373–385。土井: 10.5109/1543682。hdl : 2324/1543682。
  15. ^ a b c Flint, DE; Saplis, RA; Corwin, G. (1959).沖縄島（琉球列島）の軍事地質学（報告書）第5巻（地質学）. 米陸軍太平洋部隊、工兵局 – Google Books経由.
  16. ^小西 功 (1963). 「沖縄の前中新世基盤岩体と琉球列島のテクトニックベルト」(PDF) .金沢大学学術報告. 8 (2): 569– 602.
  17. ^灰川哲也;石橋哲也（1981）。「琉球諸島沖縄島産の新ペルム紀サンゴ、Waagenophyllum (Waagenophyllum) okinawense : 琉球列島の古生物学的研究－VII」。九州大学理学部回想録。シリーズ D、地質学。24 (3): 179–188。土井: 10.5109/1546074。hdl : 2324/1546074。
  18. ^ a b c中川洋;土井直也；白尾正史；荒木裕也（1982）。 「琉球諸島石垣島・西表島八重山郡島の地質」。東北大学地質学古生物学研究所からの寄稿。84：1～ 22
  19. ^宮崎 功; 尾崎 正; 斉藤 正; 利光 誠 (2016). 「九州・琉球弧」. モレノ 孝; ウォリス 聡; 小島 剛; ギボンズ 和文 (編).日本の地質学. 地質学会. pp.  139– 174. doi : 10.1144/GOJ.6 . ISBN 9781862397064。
  20. ^ a b氏家 憲一 (1997). 「若い海洋地殻の沈み込み下におけるオフスクレイピング付加過程：琉球弧沖縄島四万十帯」 .テクトニクス. 16 (2): 305– 322. Bibcode : 1997Tecto..16..305U . doi : 10.1029/96TC03367 . S2CID 129383358 . 
  21. ^ a b c d氏家康介 (2002). 「琉球弧、沖縄島の四万十付加体における古代デコルマン帯、メランジの進化と運動学」構造地質学のジャーナル。24 (5): 937–952。ビブコード: 2002JSG....24..937U。土井：10.1016/S0191-8141(01)00103-1。
  22. ^ a b c d e f g Ujiié, H. (1994). 「太平洋北西縁における沖縄トラフと琉球島弧の前期更新世の誕生：後期新生代プランクトン性有孔虫帯の証拠」.古地理学・古気候学・古生態学. 108 ( 3– 4): 457– 474. Bibcode : 1994PPP...108..457U . doi : 10.1016/0031-0182(94)90246-1 .
  23. ^ a b c三木, M. (1995). 「琉球弧の古地磁気研究から推定した沖縄トラフの二相開口モデル」 . J​​ournal of Geophysical Research: Solid Earth . 100 (B5): 8169– 8184. Bibcode : 1995JGR...100.8169M . doi : 10.1029/95JB00034 .
  24. ^ LeRoy, ​​LW (1964). 沖縄南部後期第三紀の小型有孔虫（報告書）. 米国地質調査所専門論文集. 第454巻. pp.  1– 58. doi : 10.3133/pp454F .
  25. ^ a b c d古川 秀 (1979). 「琉球諸島の第四紀地質史」.琉球大学理工学部紀要（数学・自然科学） . 27 : 99–161 . hdl : 20.500.12000/23768 .
  26. ^西南日本第四紀研究グループ (1968)。 『西南日本の第四紀地殻変動』(PDF) .地質学論集。2：15～ 24。
  27. ^ a b Seno, T.; Stein, S.; Gripp, AE (1993). 「NUVEL-1と地質データと整合したフィリピン海プレートの運動モデル」. J​​ournal of Geophysical Research: Solid Earth . 98 (B10): 17941– 17948. Bibcode : 1993JGR....9817941S . doi : 10.1029/93JB00782 .
  28. ^鷺谷 剛志; 宮崎 誠; 多田 毅 (2000). 「連続GPSアレイと日本の現在の地殻変動」.純粋・応用地球物理学. 157 (11): 2303– 2322. doi : 10.1007/PL00022507 .
  29. ^ a b c平 明生 (2001). 「日本列島弧系のテクトニック進化」. Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 29 (1): 109– 134. Bibcode : 2001AREPS..29..109T . doi : 10.1146/annurev.earth.29.1.109 .
  30. ^ a b鎌田 秀; 児玉 健 (1994). 「島弧‐島弧接合部のテクトニクス：西南日本弧と琉球弧の接合部における九州島の例」テクトノフィジックス. 233 ( 1– 2): 69– 81. Bibcode : 1994Tectp.233...69K . doi : 10.1016/0040-1951(94)90220-8 .
  31. ^ Jian, Pei‐Ru; Liang, Wen‐Tzong; Kuo, Ban‐Yuan (2022年9月). 「台湾東部の衝突‐沈み込み接合部の3次元応力モデル：沈み込み期におけるルソン弧の分離への影響」 . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 127 (9). doi : 10.1029/2022JB024054 . ISSN 2169-9313 . 
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ryukyu_Arc&oldid=1293537513」より取得