フィリピン海プレート南端部のテクトニクス:SOUTHERNCROSS'95航海成果

Abstract

During the SOUTHERNCROSS'95 cruise, the Kyushu-Palau Remnant Arc (RA), North Yap Escarpment, Yap Trench, and Palau Trench were surveyed by R/V 'Yokosuka' and submersible 'Shinkai 6500'. The results are briefly summarized below: (1) The Kyushu-Palau Remnant Arc in the southern segment consists of two notable crests, western and eastern one. The lithology of Kyushu-Palau RA is divided into five units, present-day debris, debris flow deposits, agglomerate, massive lava and intrusive and tuffaceous sand. The stratigraphy of the RA shows that the accumulation of lava occurred at the deeper ocean floor and explosive volcanism took place when the edifice of the arc exceeded the Pressure Compensation Level (PCL), then stopped volcanic activity. In some part calcareous sediments were deposited. Rifting may have occurred some time before the spreading of the Parece Vela Basin, but failed to grow to a real spreading center. Subsidence of the arc began after the cessation of the volcanism and caused slope failure to make debris flow deposits; (2) Carbonate Compensation Depth (CCD) was observed at water depths between 4,100 m to 4,500 m and Lysocline was much shallower to be around 3,500 m in the southern segment of the Kyushu-Palau Remnant Arc area; (3) Enigmatic straight steep cliff which named the North Yap Escarpment was studied for the first time. The escarpment consists mostly of debris, debris flow deposit, serpentine flow and volcanics; (4) Yap Trench forearc site consists of serpentine flow with meta-gabbro and peridotite as exiotic boulder. The flat plain lying at 6,000 to 6,500 m is possibly a petrologic Moho which is bounded by thrust plane having landward inclination. The lithology below the Moho is predominating untramafic sequence but above the plane gabbro and amphibolite is predominating; (5) The Subducting Caroline plate carries a small knoll consisting of basalt and basaltic breccis partly covered with manganese pavement which was found previously for the first time at the seaward slope of the Ryukyu Trench; (6) The Palau Trench landward slope forms step structure thinly covered with the pelagic sediments. Highly deformed mudstone outcrops indicate that the Palau Trench is activated least recently without deep earthquakes; (7) At the junction between Palau Trench and Ayu trough a huge limestone body of coral reef origin was found during # 190 dive. The origin and subsidence history of the limestone body are critical for the better understanding the tectonic regume of the Palau Trench at the southern tip of the Philippine Sea Plate; and (8) The Swath bathymetric survey of the Yap Trench revealed the deepest point of the axis to be deeper than 9,000 m. The recalculated deepest water depth exceeds 9,200 m.

1995年9月18日から10月3日にかけて、「よこすか」および「しんかい6500」によってフィリピン海プレート南端部の九州-パラオ古海嶺、北ヤップ海底崖、パラオ、ヤップ海溝の調査が行われた。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)九州-パラオ古島弧の南部セグメントは東部と西部の顕著な2つの頂上を持つ。九州-パラオ古島弧の岩相は5つのユニットに分けられる。それらは下位に現世の土石、土石流堆積物、集塊岩、塊状の溶岩および火山灰質砂岩である。この層序は、溶岩は深海底で活動し、その後圧力補償深度以浅になったとき、爆発的な噴出が起こったが、その後の火山活動は休止したことを示す。またあるところには炭酸塩堆積物が見られた。リフティングはたぶんパラセベラ海盆の拡大の前に起こったが、途中で休止し拡大は起こらなかった。火山活動の休止のあと島弧は沈降を開始し、土石流を発生した。(2)この海域の炭酸塩補償深度が4,100m-4,500mの間に存在すること、Lysoclineは3,500m近辺であることがわかった。(3)マリアナ、ヤップ会合点の北にある「北ヤップ海底崖」は不可思議な急崖で、ここに初めてメスが入れられた。この急崖は土石、土石堆積物、蛇紋岩のフローおよび火山岩からなる。この岩相はマリアナ前弧同様沈み込みに伴って流体が作用し、蛇紋石を作ったと考えられる。しかしこの急崖の成因は依然としてなぞである。(4)ヤップ海溝前弧斜面は蛇紋岩のフローが変成ガブロやかんらん岩を取り込んでいるものから成る。6,000m-6,500mに発達する陸側に緩く傾く平坦面は岩石学的なモホであろう。この面より下はかんらん岩や角閃岩が卓越し、上にはガブロが卓越することから、ここにモホ面が露出していることが確実になった。(5)ヤップ海溝海側斜面に今沈み込もうとしているカロリンプレートの上には海丘が乗っている。この海丘は玄武岩と玄武岩プレッチャから成り、琉球海溝海側斜面から発見された舗装タイプのマンガンによって覆われている海丘はN60-45度Eの走行を持つステップ断層によって切られており、地累・地溝構造を形成している。(6)パラオ海溝前弧斜面は階段状の構造を呈しており、薄く堆積物に覆われている。ここは地震を伴わないのにひどく変形している。(7)パラオ海溝とアユトラフの交差点では、#190潜航で巨大な石灰岩が発見されているが、この石灰岩の分布が数百mで高さは500m以上であることがわかり、精密な試料が得られた。(8)ヤップ海溝の精密な地形調査から9,000mを越す深さが発見された。「よこすか」のHS-10システムの真下のビームで8,940m、14番目のビームで9,020mが確認された。海水の音速の補正から9,200mの深さになる。