Late Cretaceous (Turonian-Coniacian) radiolarians from the Zabyat Formation in the Wadi Jizzi area, Oman Ophiolite

Oman Ophioliteは、ペリドタイトからなるマントル部、gabbro、sheeted dykes、そして噴出溶岩からなる、よく知られた海洋地殻断面を含み、その上位を遠洋性（pelagic）の堆積物が覆っている。このため、海洋でのマグマ活動と、その後の堆積作用およびテクトニックな再改変の重要な記録を提供する。玄武岩質の噴出岩シーケンスは3つの火山ユニット（V1、V2、V3 lavas）に区分されており、その上位の遠洋性堆積物（Suhaylah Formation）は、これまでCenomanian–Santonian?期の金属に富む（metalliferous）細粒の石灰質堆積物として記載されてきた。Suhaylah Formationの整合的上位にあるZabyat Formationは、主として礫岩（conglomerate）からなり、thrusting（衝上）に伴う海洋地殻の崩壊産物と解釈されている。先行研究ではZabyatの堆積プロセスは扱われていたが、Lasailセクション（Wadi Jizzi地域）において、礫岩に挟在する細粒堆積物の生層序学的年代は確立されていなかった。本研究は、radiolarian（放散虫）群集を用いてそれら細粒層準を年代決定し、Zabyat堆積の時期とそのテクトニックな含意を制約することを目的とする。

Lasailセクションの2つの層序レベルから得られた放散虫群集は、Zabyat FormationがTuronian期からConiacian期に及ぶことを示す。層序的に下部では、礫岩に挟在するmicritic limestoneからAlievium superbum (Squinabol)、Rhopalosyringium scissum O'Dogherty、Hemicryptocapsa polyhedra Dumitrica、Dictyomitra formosa Squinabolが産出し、著者らはこれらをTuronian期を示す指標（diagnostic）と解釈している。上部では、red mudstoneからPseudoaulophacus lenticulartus (White)、Pseudoaulophacus praeflorensis Pessagno、Theocampe salillum Foreman、Anikaella omanensis De Wever et al.が産出し、著者らはConiacian期と判定している。これらの結果を、下位のSuhaylah Formationについて既報の年代幅と合わせて、著者らは、テクトニック環境の大きな変化（mid-ocean ridge環境からsubduction-zone環境を経てoceanic thrustingへ）が、latest Cenomanian期からConiacian期にかけての約4 m.y.という短い期間に起きたと推定している。

本研究はWadi Jizzi地域のLasailセクションに焦点を当て、層序学的・生層序学的アプローチを用いる。著者らはZabyat Formationの層序を、(i) micritic limestoneおよびred mudstoneを挟在する下部の礫岩主体ユニット、(ii) red mudstoneとsiliceous mudstoneが卓越する上部区間、からなるものとして記載する。放散虫生層序は、礫岩累層中に挟み込まれた細粒層に適用され、下部のmicritic limestoneと上部のred mudstoneを対象とする。これらの岩相から回収された種の産出情報を、著者らが引用する既刊の分類学的・層序学的枠組み（例：O'Dogherty, 1994; Pessagno, 1976; Bandini et al., 2008）と比較し、採取層準の年代を割り当てる。得られた年代判定は、Suhaylah Formationに関する既存の年代情報と統合され、ophioliteに関連する堆積被覆層が記録するテクトニック遷移の継続期間を解釈するために用いられる。

本論文は、Lasailにおける礫岩を伴うZabyat Formation内部の細粒堆積物が、放散虫に基づき、下部がTuronian期、上部がConiacian期という年代幅を明確に示すと結論づける。この年代の精密化は、同層の層序に関して従来未検討であった側面、すなわち衝上に関連した礫岩堆積に随伴する細粒挟在層の堆積時期を扱うものである。新たに得られたZabyatの生層序を、下位のSuhaylah Formationに対して確立されている制約と組み合わせることで、著者らは、Oman Ophioliteの堆積シーケンスが記録するテクトニック進化は急速であったと主張する。すなわち、mid-ocean ridge条件から、subductionに関連する環境を経て、oceanic thrustingへ至る移行が、約4 m.y.（latest Cenomanian期〜Coniacian期）で起きたと推定される。本研究の意義は、この主要なophiolite産地におけるLate Cretaceousのテクトニック再編の速度を解釈するための、より厳密に制約された時間枠を提供する点にある。

本論文は、提示した結果を超えて、今後の研究方向、拡張案、または具体的な次のステップについて、有意な議論を行っていない。

オマーン・オフィオライト(もともと海底にあった海洋地殻とマントル上部が、陸に運ばれてきた岩石のセットを指します。プレート運動や地球内部の活動を理解する手がかりになります。)は、海洋地殻とその下のマントルにあたる部分が、陸上でよく観察できる場所として有名です。下から順に、マントルの岩石、ガブロ(海洋地殻の深いところでマグマがゆっくり冷えてできる粗い粒の岩石です。海洋地殻の成り立ちを考える基本情報になります。)、岩脈が密集した部分、噴出した溶岩があり、その上を深い海でたまった堆積物が覆っています。つまり、海の中央で起きるマグマ活動、その後の堆積、さらに地殻変動による作り変えの歴史をまとめて読み取れる貴重な記録です。

この地域では、溶岩の層の上にSuhaylah層という深海の堆積物がのり、さらにその上にZabyat層という礫岩(丸い石や角ばった石などの大きな礫が集まり、固まった岩石です。崩壊や強い流れなど、エネルギーの大きい環境を示します。)が主な地層が重なります。Zabyat層は、地殻が押し上げられる運動の途中で海洋地殻が崩れてできた礫がたまったものだと考えられてきました。しかし、Lasailという地点では、礫岩の間に挟まる細かい堆積物が「いつの時代のものか」がはっきりしていませんでした。そこで本研究は、放散虫(海にすむ小さなプランクトンで、ガラスのような殻をもち、化石として残りやすい生物です。種類ごとに生きた時代が限られるため、地層の年代決定に役立ちます。)の化石を使ってその細粒層の年代を決め、Zabyat層がたまった時期と、それが示す地殻変動の意味を明らかにすることを目的としています。

Lasail地点の2つの層準(地層の中での特定の高さや位置を指します。どこから試料を取ったかを正確に示すために使います。)から得た放散虫(海にすむ小さなプランクトンで、ガラスのような殻をもち、化石として残りやすい生物です。種類ごとに生きた時代が限られるため、地層の年代決定に役立ちます。)化石の組み合わせから、Zabyat層はトゥロニアン期(白亜紀後期の一時期で、地層の年代をより細かく区切る区分です。放散虫の種類で判定できるため、本研究の年代決定の柱になります。)からコニアシアン期(トゥロニアン期の後に続く白亜紀後期の一時期です。Zabyat層の上部がこの時期だと分かることで、堆積の期間を絞り込めます。)にかけての地層だと分かりました。

地層の下の方では、礫岩(丸い石や角ばった石などの大きな礫が集まり、固まった岩石です。崩壊や強い流れなど、エネルギーの大きい環境を示します。)に挟まったミクライト質石灰岩(非常に細かい炭酸カルシウムの泥が固まった石灰岩です。静かな海の環境でできやすく、微化石が含まれることがあります。)から特定の放散虫が見つかり、これらはトゥロニアン期を示す目印になると判断されました。上の方では、赤い泥岩(泥が固まってできた岩石です。細粒で化石を含むことがあり、堆積環境の情報も読み取れます。)から別の放散虫が見つかり、こちらはコニアシアン期を示すと判断されました。

さらに、下位のSuhaylah層のこれまでの年代情報と合わせることで、海嶺(海の中央でプレートが広がり、新しい海洋地殻が作られる場所です。オフィオライト形成の出発点として重要です。)のような環境から沈み込み帯(一方のプレートが他方の下に沈み込む場所です。強い変形や火山活動が起きやすく、環境が大きく変わる原因になります。)の環境を経て、最終的に海洋地殻が衝上(大きな力で地層が押され、別の地層の上に乗り上げる現象です。プレートのぶつかり合いに関係し、地殻変動の重要な証拠になります。)する段階へと移る大きな変化が、約400万年という短い期間（セノマニアン期(白亜紀後期の最初の方の時期です。「末期」という情報は、大きな環境変化がいつ始まったかを考えるのに重要です。)末〜コニアシアン期）に起きた可能性が高いと考えられました。

本研究は、オマーンのWadi Jizzi地域にあるLasail地点を調べました。地層の並び方（層序）と、化石を使って年代を決める方法（生層序(化石の種類の変化を使って地層の年代や対比を行う方法です。年代を細かく決めたいときに役立ちます。)）を組み合わせています。

Zabyat層について、研究者たちは次のように整理しました。下部は礫岩(丸い石や角ばった石などの大きな礫が集まり、固まった岩石です。崩壊や強い流れなど、エネルギーの大きい環境を示します。)が主体で、ところどころにミクライト質石灰岩(非常に細かい炭酸カルシウムの泥が固まった石灰岩です。静かな海の環境でできやすく、微化石が含まれることがあります。)や赤い泥岩(泥が固まってできた岩石です。細粒で化石を含むことがあり、堆積環境の情報も読み取れます。)が挟まります。上部は赤い泥岩やケイ質の泥岩が多くなります。年代決定のために、礫岩の間に挟まる細粒の層（下部のミクライト質石灰岩、上部の赤い泥岩）から放散虫(海にすむ小さなプランクトンで、ガラスのような殻をもち、化石として残りやすい生物です。種類ごとに生きた時代が限られるため、地層の年代決定に役立ちます。)を取り出し、先行研究の分類と年代の枠組みと照らし合わせて、それぞれの層の年代を決めました。得られた年代はSuhaylah層の既存データとも統合し、オフィオライト(もともと海底にあった海洋地殻とマントル上部が、陸に運ばれてきた岩石のセットを指します。プレート運動や地球内部の活動を理解する手がかりになります。)上の堆積層が記録する地殻変動の変化がどれくらいの期間で起きたかを考える材料にしました。

Lasail地点のZabyat層では、礫岩(丸い石や角ばった石などの大きな礫が集まり、固まった岩石です。崩壊や強い流れなど、エネルギーの大きい環境を示します。)に挟まる細粒堆積物(泥や非常に細かい粒からなる堆積物です。流れの弱い環境でたまりやすく、化石が保存されやすいことがあります。)の年代が、放散虫(海にすむ小さなプランクトンで、ガラスのような殻をもち、化石として残りやすい生物です。種類ごとに生きた時代が限られるため、地層の年代決定に役立ちます。)化石にもとづいて下部がトゥロニアン期(白亜紀後期の一時期で、地層の年代をより細かく区切る区分です。放散虫の種類で判定できるため、本研究の年代決定の柱になります。)、上部がコニアシアン期(トゥロニアン期の後に続く白亜紀後期の一時期です。Zabyat層の上部がこの時期だと分かることで、堆積の期間を絞り込めます。)であることがはっきりしました。これは、これまで十分に調べられていなかった「衝上(大きな力で地層が押され、別の地層の上に乗り上げる現象です。プレートのぶつかり合いに関係し、地殻変動の重要な証拠になります。)に関係する礫岩の堆積と同時期に挟まってできた細粒層が、いつ堆積したのか」を具体的に示した点で重要です。

また、このZabyat層の新しい年代情報を、下位のSuhaylah層の年代制約と組み合わせることで、オマーン・オフィオライト(もともと海底にあった海洋地殻とマントル上部が、陸に運ばれてきた岩石のセットを指します。プレート運動や地球内部の活動を理解する手がかりになります。)が記録するテクトニックな環境の変化（海嶺(海の中央でプレートが広がり、新しい海洋地殻が作られる場所です。オフィオライト形成の出発点として重要です。)環境から沈み込み帯(一方のプレートが他方の下に沈み込む場所です。強い変形や火山活動が起きやすく、環境が大きく変わる原因になります。)を経て衝上段階へ）が、約400万年という短期間で進んだ可能性を、より確かな時間枠で示しました。これは、白亜紀後期(恐竜がいた時代の後半にあたる地質時代です。プレート運動が活発で、海洋環境の変化も多かった時期として重要です。)にこの地域で起きた地殻変動の「変化の速さ」を考えるうえで役立ちます。

本論文では、結果を踏まえた今後の研究計画や、次の具体的な調査案については、まとまった議論が示されていません。