北西インドヒマラヤの地質概要とジオツアー

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1 北西インドヒマラヤの地質 : 最近の理解と研究史 R. ウパジアイ * 吉田勝 * アジア大陸とインド亜大陸によって形成した大ヒマラヤ帯は インド亜大陸の北を縁取る延長 2500km x 巾 250~300km の大山脈である 南はインダス ガンジス平原に 北はインダス ツアンポ縫合帯に接し 山脈に並行する明瞭な地質構造を示している 北西インドヒマラヤは この大山脈の北西端に位置し 西はパキスタンのソルトレンジ コヒスタン カラコラムなどと接し 東はネパールヒマラヤに続く インダス ツアンポ縫合帯の北には ラダック山脈 カラコルム山脈 崑崙山脈がそれぞれ独立の地質帯をなし これらの間には中生代から古第三紀の縫合帯が走っている この地域には 南 ~ 北あるいは南西 ~ 北東にヒマラヤを横断する地学巡検コースがいくつか知られている とりわけ デリーの真北 ハリヤナ州チャンディガールの街からマンディ マナリを経てラダック地方の首都レーに至るルートは 完全な大ヒマラヤ横断ルートとして知られており 日本でも巡検を計画する人が少なくない 本稿は 上記のルートを中心とする地域の 地質概要の最近の理解と簡単な研究史をまとめた 北西インドヒマラヤの位置と地形 北西インドヒマラヤは 南はヒマチャールプラデッシュ州から北はジャム カシミール州南東部のラダック地方にまたがっている ( 第 1 図 ) この地域は全体としてパンジャブヒマラヤの東の一部であり また 東部はクマオンヒマラヤの西部分でもある しかし行政区変更によって新しいパンジャブ州にヒマラヤは無くなった そこでインド地質調査所ではこの地域のヒマラヤを 南部のヒマチャールヒマラヤと北部のラダックヒマラヤに分けて呼ぶようになった (Srikantia and Bhargava, 1998) そこで本書もこれに従うことにする この地方では大ヒマラヤは幅広く 6 本ほどの山脈が西北西 - 東南東方向に並走している ( 第 2 図 ) インダス平原に面する最初の山脈は亞ヒマラヤのシワリーク山脈である 高度は 300~1500m で 深い緑の谷が走っている さらに北方に低ヒマラヤ (1500~5200m) のダオラダール山脈とピルパンジャル山脈 その北にはグレートヒマラヤ山脈 ( 狭義 )(6000~7000m) テチスヒマラヤのザンスカー山脈 (6000~7000m) トランスヒマラヤのラダック山脈 (6000~7000m) と並んでいる さらに北方にはショークの谷を挟んでカラコルム山脈 (6000~8500m) が走り ラダック地域の北限となってる C: チャンディガール M: マナリ L: レー JK: ジャム カシミー ル州 ( 灰色部 ) LDK: ラダック地 方 HP: ヒマチャールプラデッシ ュ州 RJ: パンジャブ州 UC: ウッタランチャル州 ( 旧ガルワル及 びクマオン州 ) HY: ハリヤナ州 RJ: ラジャスタン州 UP: ウッ タールプラデッシュ州 ジオツアーは DELHI~C~M~L を結ぶコース 地学教育と科学運動 63 号 (2010 年 3 月 )75~83 頁原稿 * Kumaun University, Nainital, India * 大阪支部ゴンドワナ地質環境研究所 ( 和歌山県橋本市柱本 147-2) 1

2 第 1 図ジオツアーコースの位置と周辺地域 第 2 図ヒマラヤの山脈構成 ( スリカンティア バルガバ, 1998 に加筆 ) 長方形枠は今回のジオツアー地域 デリー ~チャンディガール間 ( 約 300km) は広大なインダス平原を通り 後半のチャンディガール~マンディ間 ( 約 150km) ではシワリーク山脈をサツレジ川やその支流の谷に沿って横断する マンディ~ マナリコースは ダオラダール山脈を深く穿つベアズ川にそってこの山脈を横断している マナリからレーまでは 3 列の高い山脈を次々と峠越えする マナリの北で越えるロタン峠 (3975m) はピルパンジャル山脈を バララッチャ峠 (4883m) はグレートヒマラヤ山脈 ( 狭義 ) を ラチャルン峠 (5065m) とトグラン峠 (5330m) はザンスカー山脈を越える峠だ これらの山脈の間には サツルジ川 ベアズ川 ラビ川 チェナブ川 インダス川などの大きな谷が走っており 歴史ある町や集落が点在し 旅人に憩いの場所となっている 一方 最上流部には多くの氷河が分布しており 特徴的な氷侵地形と見事な稜線を見せている レーはラダック山脈の南斜面に位置している レーの北 15kmには 世界最標高の車道として知られるカルドウン峠 (5358m) がある ここからは北方目の前にカラコルム山脈が広がっている地学巡見等の出発地となるデリー ( 北緯 29 度 ) は亜熱帯 マンディ ( 北緯 31.7 度 ) は温帯で ここからマナリ北のバララッチャ ラ峠までの 200km ほどの間に 温帯 - 亜寒帯 - 寒帯 ( 高山帯 -ツンドラ帯 ) と 標高と降水量の変化に対応して気候帯が変化する 地域の平均雨量は年間 1500mm だが 雨量は北方ほど少なくなる とりわけ グレートヒマラヤ山脈あたりからは著しい乾燥気候で 草木は河川沿いだけとなり 寒冷な岩石砂漠と氷河 雪氷の特異な風景が特徴的になる ヒマラヤの地質構造 ヒマラヤの地質は山脈に平行する 5 つの地質帯で構成されている 南からインダス平原 ( 第四紀前縁盆地 ) 亜ヒマラヤ帯 ( シワリーク堆積岩帯 ) 低ヒマラヤ帯 ( 低ヒマラヤ変堆積岩帯 ) 高ヒマラヤ帯 ( 高ヒマラヤ結晶質岩帯 ) テチスヒマラヤ帯 ( テチス堆積岩帯 ) である 各帯は北傾斜の巨大断層で境されている 南から主前縁衝上断層 主境界衝上断層 主中央衝上断層と南チベットディタッチメント ( 正断層 ) である ( 第 3 図 第 4 図 ) また 最北のテチスヒマラヤ帯は北のトランスヒマラヤ帯 ( ラダック火成岩帯 ) とインダス縫合帯で境されている これらの断層はユーラシアとインドの衝突運動によるヒマラヤ帯の短縮と上昇運動を端的に反映しているが 中でも主中央衝上断層の運動は飛びぬけて大きいと言われている 研究者によって違うが この衝上断層による高ヒマラヤ帯の南への移動は 100km 以上 多分 600km を超えると推定されている 2

3 第 3 図ヒマラヤの地質概念図 (Upreti & Yoshida, 2005) 第 4 図ヒマラヤの模式構造断面 (Harris and Whalley, 2001 に加筆,Upreti & Yoshida, 2005 から引用 ) 北傾斜南向きの衝上運動を持つ巨大断層を模式的に描いてある 正断層の南チベットディタッチメントも かつては同様の衝上断層だったと考えられている 北西インドヒマラヤの地質特徴 北西インドヒマラヤは 他のヒマラヤ地域と同様の地質構成を持っている それらは南から北に向かって以下のようであり 延長 2500km にわたるヒマラヤ造山帯の典型的な構造配置である インダス平原 (A)-< 主前縁衝上断層 >- 亜ヒマラヤ帯 (B)-< 主境界衝上断層 >- 低ヒマラヤ帯 (C)- < 主中央衝上断層帯 >- 高ヒマラヤ帯 (D)-< 南チベットディタッチメント相当断層群 >- テチスヒマ ラヤ帯 (E)- インダス スーチャー帯 (F)- ラダック火成岩帯 (G) この地域の最大の地質特徴は 低ヒマ ラヤ帯 高ヒマラヤ帯とテチスヒマラヤ帯を通じて 原生代から古生代の層序がよく保たれていること である そしてそのことから 高ヒマラヤ帯とテチス帯の区別について研究者間に見解の違いがある一 方 低ヒマラヤ帯 高ヒマラヤ帯 テチス帯の層序的関係が今後明確にされる可能性を持つ地域である 第 5 図と第 6 図には Steck (2003) の地質構造区分図と地質断面図を 第 1 表には主な地質体の層序関 3

4 係を示した 以下の記述は Steck (2003) のデータに注意をはらいつつ 主に Srikantia と Bharagava (1998) や Upadhyay (2002) など インド研究者らの記載を参考にしてとりまとめた 第 5 図北西インドヒマラヤの地質構造図 (Steck, 2003 に加筆 ) A~H は本文の地質帯区分に対応する 7--7 等 は図 7 の地質断面位置.Md: マンディ Cg: チャンディガール 4

5 第 6 図 Steck(2003) の地質断面図 ( マンディ付近を通る北東 - 南西方向の 2 断面 第 5 図参照 ) 第 1 表デリ -~ レー地域の地質体の層序関係 < インダス平原 (A)> 第四紀ヒマラヤ山脈の前縁盆地堆積層で埋められた地帯で インダス川 ( 西部 ) とガンジス川 ( 東部 ) の沖積平野である 一般にインダス ガンジス平野とも呼ばれる < 亜ヒマラヤ帯 (B)> インダス平原の北縁に 主前縁衝上断層より北に 30~100km の巾で分布する地質体で 古第三紀のダラムサラ層群 ( ムレ及びスバツス層群 ) と新第三紀のシワリーク層群から成る 共に第三紀古ヒマラヤ山脈の前縁盆地堆積物で ダラムサラ層群は海退性浅海の石灰質 ~ 粘土質岩 砂岩や泥岩から成り シワリーク層群は河川性の泥岩 砂岩や礫岩から成る < 低ヒマラヤ帯 (C)> 亜ヒマラヤ帯の北に 主境界衝上断層を挟んで分布するヒマラヤ造山帯最古の地層群や岩体から成る地質帯で 前期原生代から前期カンブリア紀までの変堆積岩類から成る 分布は数 km から 100km 前後 5

6 の巾で 地域の南西 ~ 中西部に細長い分布を示すほか 高ヒマラヤナップ *1 中に直径数十 km 規模のウインドウ ( キシュトワール及びラルジ ランプールウインドウ *2 ) として顔を出している 最下位は前期原生代のランプール層群で 上記の 2 ウインドウ中に広い分布を示している 中位は中期原生代のラルジ層群 ( 及びシャリ層群 デオバン層群など ) で マンディ付近の低ヒマラヤ帯を構成している 上位は後期原生代のシムラ層群 ( 及びジャウンサー層群 ) で シムラナップ / ウインドウに直径 50km ほどの分布を示している 最上位は最後期原生代から前期カンブリア紀の地層群で 下位からブライニ層群 - クロール層群 - タル層群である ブライニ層群はシムラナップ中に限られて分布しており 厚い 2 層のダイヤミクタイトが特徴的である クロール層群は最後期原生代で シムラナップ地域に数 km の巾で分布する クロール層群の最下位はインフラクロール層として区別されている タル層群は前期カンブリア紀で 低ヒマラヤ帯の地質研究の鍵となった地層である クロール層群を整合的に覆うこの地層が下部カンブリア界と確定したのは 1980 年代後半で これによって それまで中生代などとされていたクロール層群等の低ヒマラヤ帯岩類の原生代年代が確定した歴史がある タル層群はシムラ ~ ルンクムナップ地域の向斜部のみに 10x20km ほどの分布を示している 低ヒマラヤ帯には このタル層群堆積終了後は 古第三紀 ( 亜ヒマラヤ帯の堆積 ) まで地層の堆積は無い 従って低ヒマラヤ帯はこの長い期間陸域であったと考えられている なお 低ヒマラヤ帯のうち とくに主中央衝上断層帯 (MCT) に沿って変成度の高い岩石から構成されている部分を 低ヒマラヤ結晶質岩帯 として区別しているインド研究者が多い < 低ヒマラヤ帯結晶質岩帯 (C)> 本岩帯はムンシアリ / チャイル衝上断層 (MCT 段層群の最下位の断層 ) に沿って低ヒマラヤ帯に衝上している 中 ~ 高程度変成岩類で ヒマチャルプラデッシュ ~ ガルワル ~ ネパールに分布する低ヒマラヤ帯からもたらされたと見られる 本岩帯はムンシアリ層群 チャイル層群 或いは主境界衝上断層帯を含み ムンシアリ花崗岩 (18 億 6500 万年 万年前 ) などの早期原生代の花崗片麻岩に広い地域で貫入されている ガルワルヒマラヤでは 本岩帯の岩類は低ヒマラヤ堆積岩類とストロンチウム及びネオヂウム同位体の特徴はよく似ており 早期原生代と見られている < 高ヒマラヤ帯 (D, D1, D2)> 北西インドヒマラヤにおける高ヒマラヤ帯の定義と分布は 研究者によってかなり違っている いずれにしても 地質帯としての高ヒマラヤ帯という語はあまり使用されていない これは この地域ではテチス層群と高ヒマラヤ結晶質岩類の明確な区別がしにくいことと さらには 南チベットディタッチメント相当断層が一部を除いて明確には認められないことが理由かも知れない 例えば Srikantia と Bhargava(1998) は 低ヒマラヤ帯の上に衝上断層で乗っている地質帯全体を テチステクトゲン と呼び 下部の結晶質岩類を原生代の中央結晶質岩帯 (D1 Central Crystalline Zone でバイクリタ サルカラ クル 及びジュトー層群を含む ) とし 上部の堆積岩層全体 (D2) を一括して顕生代テチス ( 系 / 累層群 ) としている 一方 Steck(2003) は この地域の最も詳しい地質図を示し 上記のテチステクトゲンのうちの古生界 ~ 先カンブリア界をゴンドワナ系とし 原生代及びカンブリア紀の岩石地層群 ( クルガー カルシャ クロール及びハイマンタ層 ) は一色にしており Srikantia と Bhargava の中央結晶質岩帯を区別していない 最近実施した野外研究によって 著者らは最下位の中央結晶質岩帯 (D1) と その上位の最上部原生代及び中部 - 下部カンブリア紀の地層 (D2) の全体をネパールヒマラヤの高ヒマラヤ片麻岩帯 ( 高ヒマラヤ結晶質岩帯 ) に対応するとみなして 高ヒマラヤ帯 とし そのうち後者 (D2) をとくにインフラテチス ( 系 あるいは累層群で 主にハイマンタ層群に対応する ) と呼んだ 従って 高ヒマラヤ帯の下限は MCT, 上限はザンスカーせん断帯 ( 南チベットディタッチメント対応断層 ) あるいは堆積境界 ( 不整合 非整合 ) である 但し上記のように ステックはバイクリタ等の下位岩類とハイマンタ層群全体をハイマンタ層相当層と考えて 両者を区別していないので 彼の地質図から両者の分布を区別 *1 ナップ : 衝上断層で大きく移動して来た地質帯. しばしば大規模な横臥褶曲に関係する. *2 ウインドウ : ナップ岩帯中に露出しているナップの下位の地質体をいう. 背斜的な地質構造と浸食作用で形成される. 6

7 することが難しい 従ってジオツアーにおける本文の記述は Srikantia & Bhargawa (1998) を参考としつつ 現地における R. ウパジアイの説明に基づいている 筆者らの定義 ( 上記 ) によれば 高ヒマラヤ帯は 100 数十 km の巾で地域の中部に広く分布し さらに北部のテチス帯中に数 10km の巾でウインドウ ( ツオモラリ背斜 ) として顔を出している < テチス帯 (E,E1)> Srikantia と Bhargava(1998) によるテチステクトゲンのうちの顕生代テチス ( 系 累層群 ) は 中央結晶質岩帯の構造的 / 層序的上位のハイマンタ層群 ( 最上部原生代 ~ 中 下部カンブリア紀 ) から最上位の白亜紀層まで ほとんど連続的な層序を持っている しかし 高ヒマラヤ帯で述べたように 著者ランタンヒマラヤはこのうち最下位のハイマンタ層群をインフラテチス ( 系 ) として高ヒマラヤ帯に入れ ハイマンタ層群を不整合で覆うオルドビス紀のサマアグバ層群から上位をテチス堆積岩類 ( テチス層群あるいはテチス層群プロパーとも呼ぶ ) とした ハイマンタ層群中には オルドビス紀の花崗岩が貫入しており 部分的に黒雲母片岩や砂質片麻岩がみられる その他の部分は 第三紀花崗岩の貫入接触部分に弱い接触変質が見られる程度で 全体として非変成の石灰質岩類や屑砕岩類である テチス堆積岩類では全体にわたって各種化石が知られているが とりわけジュラ紀後期 ~ 白亜紀前期のスピティ層中には多種多様のアンモナイト化石が多量に産出する なお 本地域の西部に広く分布するラマユルコンプレクス (E1,Upadhyay, 1992) は インド亜大陸北縁斜面のフリッシュ堆積物であり 陸棚堆積物であるテチス層群プロパーとは同時異相の関係にある < インダス縫合帯 (F)> インダス縫合帯 ( インダススーチャー帯 ) 南帯は ジュラ紀後期 ~ 第三紀初頭のネオテチス海洋地殻関連の以下の 3 地質帯で構成するとされている (1) オフィオライト帯は スラストシート *1 ナップ 或いはクリッペ *2 として 縫合帯中に途切れ途切れに分布している 塩基性 ~ 超塩基性岩からなり チャート 石灰岩を伴う オフィオライトメランジェとして産出する (2) 高圧変成岩はテクトニックブロックとして衝上断層帯やメランジュ中に産出している (3) 火山弧起源のドラス ニンダム層群は ジュラ紀後期 ~ 白亜紀前期の火山弧に関連した地層群で 最大 15km の層厚を持ち 縫合帯中に連続的に広く分布している火山岩類 ( ドラス火山岩類 ) 及び火山性の浅海堆積岩層 ( ニンダム層 ) である この縫合帯南縁を区切る衝上断層 ( 北フェルゲンツ ) は インダス衝上断層 (Upadhyay, 口述 ) 或いはインダススーチャー ( 狭義, Steck, 2003) と呼ばれている インダス縫合帯の北帯には インダス層群が分布する この地質体は古アジア大陸南縁に発達したドラス火山弧の背弧盆地 ( 白亜紀フリッシュ ) あるいはラダック陸弧の南縁の前弧盆地 ( 第三紀モラッセ ) に堆積した白亜紀後期 ~ 新第三紀の堆積層から成り (Brookfield, M.E., Speed, C.p., 1984; Thakur, 1992) インダス縫合帯 ( 広義 ) 中に 2000km にわたって連続的に分布している < ラダック貫入岩帯 (G)> 古アジア大陸南縁のラダック島弧 / 陸弧を構成する地質体である (Sharma, K.K., 1990) 白亜紀後期 ~ 新生代に ネオテチス海プレートの古アジア大陸南縁への沈み込みに伴って形成したカルクアルカリ火成岩類である 同様の火成岩帯は インダス縫合帯の北側に沿って延々と 2500km にわたって連続した分布を示しており トランスヒマラヤ貫入岩帯として知られている ラダック貫入岩帯はその西端部分をなしている 本帯は当初火山島弧として形成した後 ショークスーチャーによってコンロン帯やカラコルム帯を含む古アジア大陸南縁に接合し 陸弧を形成したと考えられている 現在の岩質構成は殆ど深成岩類から成る島弧のルーツ部分である 岩質は酸性岩が主体で 花崗岩のほかにノーライト (103Ma) や石英閃緑岩 (50Ma) なども少量伴われる *1 衝上断層で周囲を切られて露出するレンズ状の岩体で 多くは衝上運動によって移動してきた岩体. *2 ナップのうち 根元の地質帯と分布が切れた地質体を言う. 移動距離の大きいナップに見られることが多い. 7

8 北西インドヒマラヤ地質の研究史 本地域の地質研究の歴史は古く 早期の文献はインドの官庁報告や国内誌のものが多く 入手が困難である 本項は Srikantia & Bhargava (1998) の記述を参考にとりまとめた かつてのパンジャブ州の一部であった現在のヒマチャルプラデッシュ州の地質は 同州のシムラが英領インド時代の夏期首都であったこともあり 古くから脚光を浴びてきた そのため 同州の地質調査は インド地質調査所の発足 (1851 年 イギリス統治下で英国地質調査所主導で行なわれた ) と殆ど同時に 同所に所属した英国人らによって始まった 最初の仕事は H.B. Medlicott によるガンジス川上流のラヴィ周辺地域の調査で その成果は 1861 年に学術誌に 1864 年には同所のメモア No.3 として発行された Medlicott に引続いて 1800 年代後半には McMahon(1882, 1885, 1895) がヒマラヤ北部 Oldham( ) がシムラ周辺 Stoliczka(1865) と Hayden (1904) がラホール ~ スピティ地域の調査報告を行なった これらを踏まえて 1900 年初めには ヒマラヤの全体的なセクションについての最初のまとめが出されている (Hayden, 1908) その後はシャリ地域 Hayden (1921) シムラ地域 (Pilgrim and West,1928), クロール帯 (Auden, 1934) シャリウインドウ (West, 1939) などで詳しい研究が進められた 1970 年代には 新しく開設した地質調査所ヒマチャルプラデッシュ支所によって組織的な地質調査が開始され そのまとめが次々に出された (Srikantia & Sharma, 1976, Srikantia & Bhargava, 1976, Bhargava, 1976, Sharma, 1977) また Oil & Natural Gas Commission によってシワリーク帯の調査も進められた (Mathur & Evans, 1964, Sahni and Mathur, 1964, Karunakaran & Ranga Rao, 1979) また Ganssar(1964) によるヒマラヤ全域の詳しい総括は ヒマラヤの地質像とその中におけるヒマチャルヒマラヤの地質位置を全世界に明らかにすると共に インドの研究者らにも新しい観点をもたらした 1970 年代には さらにシムラ スピティその他各地の詳しい調査も行なわれた (Srikantia, 1973, 1981, Srikantia et al., 1975,, Bhargava, 1980) また 地質調査所以外の研究機関による調査も行なわれだした (Ranga Rao, 1968, Naha & Ray, 1972, Rupke, 1974, Valdia, 1980, Thakur, 1981) これら 1970 年代とその前後の研究で ヒマチャルプラデッシュ州の地質全体の理解について重要な改変が行なわれた また 先カンブリア代 ~ カンブリア紀層序地質学に注目した研究も大学の研究者らによって行なわれ出した (Valdia, 1969, Singh, 1981, Bhatia, 1982) 1980 年代には地質調査所による地域地質図幅調査が 1970 年代に行なわれたラホール スピティ地域 (Srikantia, 1973, 1981) 以外の全域について行なわれた (Prashra, 1981, Bassi et al., 1983 Bhargava, 1987, Bhargava et al., 1991) 外国研究者らも 1970 年代から 米 オーストリア 豪 英 仏 イタリー スイス 日本等各国の研究者らがヒマチャル及びラダックヒマラヤの調査研究を開始した (Nakazawa et al., 1975; Frank et al., 1977; Fucks and Sinha, 1978) 1970 年前後にワディアヒマラヤ地質研究所の設立とデラドウン移転があり 同所によるインドヒマラヤの研究が大きく進められ Himalayan Geology が定期に発行されるようになったこともあり 続々と一線の研究成果が発表されるようになってきた (Ray & Naha, 1971; Jain, 1971; Valdia, 1980; Sinha, 1981; Thakur and Rawat, 1992) そして 1998 年頃には ヒマチャルプラデッシュ州全域が 1:50000 ( 或いは 1:63360) でカバーされているが 刊行はされていない また 地質調査所のみならず 近隣の大学の研究者らや国外研究者らによっても詳しい あるいはテーマを絞った研究や総括が進められてきている (Garzanti et al., 1986; Garzanti and Van Haver, 1988; Searle, 1986; Sinha, 1989, 1998; Upadhyay, 1992, Upadhyay and Sinha, 1998; Valdia, 1995, Jain and Manikavasagam, 1999; Frank et al., 2001; Jain et al., 2002; Philips et al., 2006) とりわけ フランス ローザンヌ大学のグループが継続的 組織的な研究を展開している ( 例えば Steck et al., 1993; Vannay & Steck, 1995; Vannay, 1993, Steck, 2003) ヒマラヤの地質研究では ヒマチャルプラデッシュは最も地質調査 研究が進んでいるところであり テチスから低ヒマラヤ帯をカバーする最新 最詳のセクションを提供しており 世界のヒマラヤ研究者を惹きつけている 主な引用文献 Ahmad F, Ahmad ZS (1981) The genesis of Himalaya - A new approach. Himalayan Geol Sem, 8

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