地学 雑誌 Journal of Geography 109 (1) 10-26 2000
知多半島西岸沖の伊勢湾断層
岡 田 篤 正*豊 蔵 勇**牧 野 内 猛*** 藤 原 八 笛**伊 藤 孝****The Ise Bay Fault off the Chita Peninsula, Central Japan
Atsumasa OKADA*, Isamu TOYOKURA**, Takeshi MAKINOUCHI***,
Yafue FUJIWARA**and Takashi ITO****
Abstract
Construction of the Chubu International Airport has started off Tokoname City (Chita
Peninsula) in Ise Bay, Central Japan. Various surveys such as bathymetry, seafloor drilling,
sonic prospecting, and geologic examinations of recovered borehole core samples have been
performed to reveal soil engineering characteristics, submarine topography, submarine
geology, and the precise locality and mode of movement of the Ise Bay Fault at the bay area
(Chubu Kukou Chousakai=The Chubu International Airport Research Foundation, 1994).
Many fruitful results on the Ise Bay Fault have been gained, as follows:
(1) The bay area is underlain by the A (Holocene), B (upper Pleistocene), C1-C2 (upper
to middle Pleistocene), and T (basement) Formations, in descending order. The A, B, C1,
and C2 Formations are correlated with the Nan'yo, Nohbi-First Gravel-Toriimatsu Gravel,
Atsuta (lower part), and Ama Formations below the Nohbi Plain, respectively. The
basement T Formation corresponds to the Mio-Pliocene Tokoname Group.
(2) The Ise Bay Fault extends several kilometers off the west coast of Chita Peninsula, parallel with the coast line, downthrown on the Ise Bay (west) side.
(3) Mode of faulting is divided into three types, namely, a) flexure type in the northern part.
b) steeply westward dipping type with small-scaled thrusts downthrown Chita
Peninsula (east) side in the middle part. c) high-angle faulting type in the southern part.
(4) Mean vertical slip of the Cl Formation is measured 46, 42, and 35 meters in the
southern, middle and northern part, respectively. Vertical slip of the B Formation measures
2-11 and 2-5 meters in the southern and middle part, respectively, and is not clearly detected
*京 都大学大学 院理学研究科 地球惑星科学専 攻 **(株)ダ イヤ コ ンサル タン ト東 京事業部 ***名 城大学理工学 部地学研究 室 ****(株)ダ イヤ コ ンサル タン ト名古屋支店
*Geophysical Institute, Graduate School of Science, Kyoto University **Tokyo Division, Dia Consultants Co., Ltd.
***Department of Earth Science, Faculty of Science and Engineering, Meijo University ****Nagoya Branch Office, Dia Consultants Co., Ltd.
in the northern part because of horizontal bedding. Accordingly, the fault is inferred to be more active in the southern and middle parts.
Based on the above mentioned results, the Ise Bay Fault is evaluated as follows,
(5) The average slip rate of vertical displacement ranges from 0.23 to 0.45 meters per 1000 years, which ranks Class B (lower) in the degree of activity.
Key words: Chubu International Airport, Chita Peninsula, Ise Bay Fault, active fault,
Quaternary キ ー ワ ー ド:中 部 国 際 空 港,知 多 半 島,伊 勢 湾 断 層,活 断 層,第 四 紀 I. は じ め に 1980年 代 の 中 頃か ら,中 部 圏 にお け る 国際 空港 建 設 の 機運 が 高 ま り,伊 勢 湾 の 東 部海 域 に あ た る 愛 知 県 知 多半 島の常 滑 沖 が,そ の候 補 地 と して愛 知 ・岐 阜 ・三重 の 三 県お よび名 古 屋市 の 間 で 合 意 され た。 この プ ロ ジ ェク トの調 査 ・推 進 組 織 で あ る財 団法 人中 部 空港 調査 会 は,「 環 境 との 調 和 」 を主 要 課題 の ひ とつ と し,現 在 の 自然 ・社 会 環 境 の把 握 と保 全,建 設 後 の環 境 影響 評 価,さ ら に過 去 の環 境 の解 析 な ど,「 中部 国 際 空 港 」 建 設 に 向 け て各 種 の調 査 を多 岐 にわ た って進 めて きた。 この なか で過 去 の環 境 に関 して は,建 設 海 域 の 地 盤調 査 と併せ て,地 盤 工 学 的 な観 点 は も と よ り 「過 去 の環 境 情 報 の保 持 者 と して の 地 層 」 お よ び 「形 成 過程 を も視 野 に い れ た 地 盤 の トー タル な 把 握」 とい う観 点 の も とに,各 種 の理 学 的 な 調 査 ・ 試験 ・分 析 が行 なわ れ,解 析 の ため の基 礎 資 料 と して多 くの貴 重 な成 果 が得 られ た。 これ らは 「中 部 新 国際 空 港建 設 予 定 地 にお け る地 象 調査報告書 」 と して ま とめ られて い る(中 部 空港 調査 会,1994)。 建 設海 域 の西 方 には伊 勢 湾 断 層が 走 って い るが, この 断層 の 正確 な位 置,変 位 ・変形 様 式,活 動 性 の 評価 な ど につ いて 詳 細 に把 握 してお く必 要 が あ り,こ れ も調査 の主 題 の ひ とつ で あ っ た。 各 種 の 調 査 の結 果,多 くの新 知 見 が得 られ,伊 勢 湾 断 層 の運 動像 につ い て か な り詳 し く把 握 され た 。 本稿 で は,こ の伊 勢 湾 断 層 につ い て上 記 報 告 書 の内 容 を紹 介 す る 。 ま た,関 係 す る別 の 資 料 も含 め,若 干 の検 討 を加 え る。 な お,調 査 の概 要 や 海 底 地 形 ・地 質 な ど に つ い て は,す で に紹 介 し て あ る(豊 蔵 ほ か,1999)の で,詳 細 は そ ち ら を 参 照 さ れ た い 。 II. 地 形 ・地 質 の 概 要 1) 伊 勢湾 の海 底 地形 ・地質 伊 勢 湾 は本州 の 中央 部 に あ って,南 北 約50km, 東西 約30kmの 太 平洋 に開 いた 内湾 で あ る。 伊 勢 湾 と日本 海側 の敦 賀 湾 とを結 ぶ 地帯 は,本 州 島 の なか で最 も くび れ た部分 で あ る。 ここに は直 線 状 に延 び る低地(断 層 谷)や 断層 崖 が連 な り,敦 賀 湾 一伊 勢湾 線 とよ ばれ てい る(岡 山,1956)。 伊 勢 湾 の 湾 口 には,中 央 構 造線 が 渥美 半 島か ら志 摩 半 島 にか け て東北 東 一西 南 西 方 向 に 走 っ て い る 。 湾 口 をふ さ ぐよ うに両半 島 が東 西両 側 か ら延 び,両 者 をつ な ぐ島列 に よっ て,太 平 洋 と画 され て い る (図1)。 伊 勢 湾 の北 側 に は,日 本 有数 の 沖積 平 野 で あ る 濃 尾平 野 が広 が っ てい る。 伊勢 湾 は,そ の 中 軸 部 に水 深35∼40mに 及 ぶ 最 も深 い区域 が あ り,南 北 に延 び る。湾 口部 に は, 潮 流 に よって削 り込 まれ た海 釜 が 島列 を南 北 に横 切 る よ うにい くつ か並 び,90∼110mの 水 深 を有 してい る(図1)。 湾 内 の地 形 ・地 質 は,音 波探 査 ・重 力 探 査 な ど に よって 明 らか に され,濃 尾平 野 の 地下 層 序 との 対比 が な され て い る(中 条 ・須 田,1971;桑 原 ほ か,1972;国 土地 理 院,1976,1978な ど)。 海底 をつ くる地層 は最上 部 が 沖積 層 で,最 終 氷 期 の 海面 低下 期 に形成 され た谷 地形(現 在 は埋 没 ―11―
図1 伊 勢 湾 内 お よ び 周 辺 の 活 断 層.
海 上 保 安 庁 水 路 部(1995),愛 知 県(1996),愛 知 県 防 災 会 議 地 震 部 会 (1997),伊 藤 ほ か(1998)な どか ら 編 集.
Fig. 1 Active faults in and around Ise Bay.
Data are followed after the Hydrographic Department, M. G. A., Japan (1995), Aichi Pref. (1996), The Disaster Prevention Board, Aichi Pref. (1997), Ito et al. (1998), etc.
谷)を 埋 積 して い る 。 この 下位 に,濃 尾 平 野 の 熱 田層 に相 当す る 地 層 が広 範 囲 に広 が る。 熱 田層 は,最 終 間氷 期 の 高 海 面期,つ ま り酸 素 同 位 体 曲線(δ180)の ス テ ー ジ5の 堆積 物 で,平 野 縁 辺 で はい わ ゆ る 中位 段 丘 をつ くって い る 。 さ らに下 位 には,傾 斜 した り,摺 曲 ・断 層 が 発 達 した りす る東 海 層 群(石 田 ・横 山,1969)が あ る。 これ は,中 新 世 末 期 ∼ 更新 世 前 期 に こ の 地 域 に存 在 した湖 沼 ・河 川 性 の 堆積 盆 地(東 海 湖:竹 原 ほか,1961)に 形 成 さ れ た地 層 群 で あ る 。 陸 域 で は丘 陵 をつ くって 露 出 して い る。 伊勢 湾 断 層(桑 原 ほか,1972)は,木 曽 川 河 口 の沖 か ら知 多 半 島 の野 間 崎 沖 に か け て,北 北
西-南 西-南 東 方 向 に 走 っ て い る(図1)。 野 間 崎 の さ ら に 南 東 側 に は,内 海 断 層(中 条 ・ 須 田,1971)が 北 西-南 東 方 向 に 走 っ て お り,知 多 半 島 の 南 岸 と並 行 に 豊 浜 付 近 まで 追 跡 さ れ(図 1),南 西 側 が 相 対 的 に 落 ち て い る 。 こ の ほ か,湾 内 の 主 要 断 層 に は 白 子 一野 間 断 層 ・ 鈴 鹿 沖 断 層 が あ る(桑 原,1969;桑 原 ほ か,1972)。 白 子-野 間 断 層 は,知 多 半 島 の 野 間 崎 沖 か ら 伊 勢 湾 を ほ ぼ 東 西 に 横 切 っ て,白 子 沖 ま で 達 して い る (図1)。 断 層 の 南 側 が 相 対 的 に 落 ち て お り,熱 田 層 相 当 層 に20m程 度 の 上 下 変 位 が 推 定 さ れ て い る(桑 原 ほ か,1972)。 ま た,鈴 鹿 沖 断 層 は,伊 勢 湾 西 岸 の 鈴 鹿 市 の 沖 に 北 東 一南 西 方 向 に 延 び る 東 落 ち の 断 層 と さ れ て い た(桑 原 ほ か,1972)が, 海 上 保 安 庁 水 路 部(1995)に よ れ ば,こ の 中 北 部 は 北 西 方 向 に 湾 曲 し,四 日市 港 断 層 に 連 続 す る よ う に 図 示 さ れ て い る(図1)。 2) 空 港 建 設 海 域 の 海 底 地 形 ・地 質 国 際 空 港(空 港 島)の 建 設 海 域 は 湾 中 部 の 北 東 縁 に あ た り,知 多 半 島 中 部 の 常 滑 沖 に あ る 海 食 台 状 を呈 す る 海 底 地 形 の 上 に位 置 して い る(図1)。 国 際 空 港 建 設 海 域 や 周 辺 の 地 質 ・地 質 構 造 ・海 底 地 盤 の 性 状 を 把 握 す る た め,ま た,伊 勢 湾 断 層 の 運 動 像 の 把 握 の た め に,深 浅 測 量 ・土 質 調 査 (海 上 ボ ー リ ン グ 調 査 お よ び ボ ー リ ン グ 試 料 の 土 質 試 験)・ 音 波 探 査 な ど が 行 な わ れ た 。 こ れ ら に 加 え て,14C年 代 測 定 ・火 山 灰 分 析 ・花 粉 分 析 な ど,理 学 的 な 分 析 ・測 定 ・試 験 な ど も行 な わ れ た (中 部 空 港 調 査 会,1994)。 深 浅 測 量 調 査 に よ っ て 得 ら れ た 海 底 地 形 は 図2 に 示 す 。 海 岸 か ら 沖 合 に 向 か っ て,上 部 平 坦 面 (水 深7m以 浅,Upper submarine terrace)・ 海 底 急 斜 面(水 深7∼15m,Submarine scarp)・ 沖 合 緩 斜 面(水 深15m以 深,Offshore gently sloping sea floor)の,3つ の 地 形 単 元 に 区 分 さ れ た 。 な お 図2に は,伊 勢 湾 断 層 の 位 置 も示 さ れ て い る 。 土 質 調 査 ・音 波 探 査,お よ び 理 学 的 試 験 に よ っ て 明 ら か に さ れ た 海 底 地 質 は,表1・ 図3の よ う に ま と め られ る 。 ま た,音 波 探 査 結 果 に ボ ー リ ン グ 結 果 を加 え た 地 質 断 面 図 の 代 表 例 が 図4で あ る 。 図2 海 底 地 形 図.(中 部 空 港 調 査 会,1994に 加 筆) 伊 勢 湾 断 層 の 位 置 も示 し た.
Fig. 2 Bathymetric chart and submarine topogra phy off Tokoname City. (modified from The Chubu International Airport Research Foundation, 1994).
Trace of the Ise Bay Fault is also super imposed. 調 査 海 域 の海 底 を構 成す る地層 は,上 位 か ら, A層 ・B層 ・C1層 ・C2層 ・T層 の5層 に大 き く 区分 された 。 図3に 示 され る ように,調 査海 域 の 中部 に は 基 盤 を なすT層 が海 食台 をつ くってお り,南 に向か っ て半 島状 に延 び て い る。 この東 側(陸 側)に は南 北 方向 に延 び る埋 没 谷 が あ り,ほ とん どA層 で埋 積 されて い る。 い っ ぽ う,海 食 台 の西 側(沖 側) には伊 勢 湾 断層 が 走 ってお り,さ らに西側で はA・ ―13―
表1 周 辺 地 域 の 地 質 層 序 と の 対 比.(中 部 空 港 調 査 会,1994)
Table 1 Stratigraphy and correlation of strata in the bay area off Tokoname City and the surroundings. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
B・C層 は 急 激 に 厚 く な っ て い る 。 A層(A1・A2・A3)は 完 新 統 で,5,200年 か ら9,400年 の14C年 代 を 示 す 。 欝 陵 隠 岐 テ フ ラ (U-Oki)・ 鬼 界 ア カ ホ ヤ テ フ ラ(K-Ah)も 挟 ま れ て い る 。 B層 は,上 位 か ら,B1・B2・B3・B4の4部 層 に 区 分 され る 上 部 更 新 統 で あ る 。 こ の う ちB3層 は,最 終 氷 期 の 最 大 海 面 低 下 期 の 堆 積 物 と さ れ た 。 C1層 は 濃 尾 平 野 の 熱 田 層 下 部(δ18Oス テ ー ジ 5)に 対 比 さ れ る 中 部 更 新 統 で あ る 。 伊 勢 湾 断 層 に 沿 っ て は,引 き ず りの 影 響 が 認 め られ る 。 下 部 で13万 年 前 とい うESR年 代 が 得 ら れ た 。 ま た, 上 半 部 の 中 部 に は,阿 蘇3テ フ ラ(Aso-3)に 対 比 可 能 な 火 山 灰 層 も挟 ま れ て い る 。 C2層 は δ18Oス テ ー ジ5よ り古 い 中 部 更 新 統 で あ る 。C1層 と 同 様 に,伊 勢 湾 断 層 付 近 で は 断 層 運 動 に よ る 引 きず りの 影 響 が 認 め られ る 。 T層 は 常 滑 層 群(知 多 半 島 に 露 出 す る 東 海 層 群) で あ る 。 調 査 海 域 の 基 盤 を な す 地 層 で あ り,よ く 固結 してい る 。 なお,東 海 層 群 の な か で 知 多 半 島 に露 出す る もの は,従 来 か ら常 滑 層群 と よ ば れ て い るの で,本 稿 で も知 多 半 島や 調 査 海域 の 東 海 層 群 に限 る場 合,「 常 滑 層群 」 の 名前 を使 用 す る。 調 査 海域 の なか で,傾 い た り断層 で切 ら れ た り して い るC1・C2層 とT層(常 滑 層 群)に つ い て, そ の 地 質構 造 を示 した もの が 図5で あ る 。 調 査 海域 の西 縁 には,断 層 お よび撓 曲帯 が 北 北 西 一南 南 東 方 向 に延 び て お り,こ れ が 伊 勢 湾 断 層 で あ る(図5)。 この う ち中 ・南 部 は撓 曲構 造 を伴 う断層 で あ るが,北 部 は断 層 と しての 表 現 が 認 め られず,撓 曲帯 と なっ て い る。 全体 と して は西 落 ちの 断層 で あ る 。 なお 図5に は,音 波 探 査 の 測線,本 稿 で 示 さ れ る音 波探 査 記 録 断面 の範 囲 も表示 して あ る。 III. 伊 勢 湾 断 層 の研 究史 伊 勢 湾 断 層 の 存 在 を最 初 に推 定 した の は 大 塚 (1928)で,湾 口 を ほ ぼ 東 西 に 走 る 中 央 構 造 線 に
図3 調 査 海 域 の模 式 的地 質 断面 図.(中 部 空港 調査 会,1994) Fig. 3 Typical E-W geologic profiles of the bay area off Tokoname
City. (The Chubu International Airport Research Founda-tion, 1994) 左 ず れ状 の食 い 違 いが あ る こ と を指 摘 した。 また, 伊 勢 湾 と 日本 海 側 の敦 賀 湾 とを結 ぶ地 帯 は,本 州 島の なか で最 も くび れた 部分 で,地 質構 造 線 の存 在 が 推 定 された(岡 山,1956)。 松 沢(1964)は, 濃 尾 平 野 の西 縁 を画す る養老 断層 が,湾 域 ま で 延 び てい る可 能 性 を示 した。 断 層 の存 在 が 明確 な根 拠 を もって確 認 され た の は,松 井(1969)に よ る伊 勢湾 内 の音 波 探 査 資 料 の 解 析 と され る(桑 原,1969)。 中 条 ・須 田 (1971)も,重 力 探 査 結 果 に音 波 探 査 資 料 を加 え て伊 勢 湾 断層 の 概 略位 置 を示 した。 伊 勢 湾 断層 の ネオ テ ク トニ クス的 な位 置 づ け は 桑 原(1969)に よ っ て な さ れ,近 畿 三 角 帯 (Huzita,1962)の 東縁 を画 す る 断層(柳 ケ瀬 一養 老-伊 勢 湾 断 層)と され た 。 桑 原 ほ か(1972)は,伊 勢 湾 内で の音 波 探 査 結 果 に基 づ き,湾 内 の 地 質 を解析 した。 そ して,熱 田層 相 当 層 の分 布 深 度 と周 辺 陸域 での 相 当 層 の 分 布 高度 とを比 較 して,更 新世 後 期 以 降,伊 勢 湾 断 層 に沿 う上下 変 位 量 が50∼70m以 上 に達 す る こ と,沖 積 層 に も影響 を与 えて い る と記 述 して い る 。 活 断層研 究 会(1991)は,伊 勢 湾 断層 が 延 長 約 32km,相 対 的上 下変 位量50∼70m(東 側 隆 起), 確 実 度I,平 均 変 位 速 度0.1m/kyで,B級 の 活 断層 と評 価 してい る 。 京 都 大学 理学 部 ほ か(1996)は,反 射 法 地 震 探 査 を陸域 と伊 勢湾 北 部で実 施 し,東 西5測 線 に沿 っ て深 さ3kmに 及 ぶ地 下 地 質構 造 を明 らか に した。 い ずれ の 断面 にお いて も,伊 勢 湾 断 層 は 明 瞭 な撓 曲構 造 や 断層 帯 と して現 われ,基 盤 岩 の 上 面 を約 1km,中 新 統上 面 を800mほ ど東 上 が りさせ る逆 断 層 とみ な されて い る。 なお,伊 勢湾 断 層 の北 方延 長 に 関連 して,養 老 断層 は南 西 方 向 に湾 曲 し,伊 勢 の平 野 と台 地 と を 境 す る桑 名 断 層 に続 くので,伊 勢 湾 断層 に は つ な が らな い とい う見 解 が,最 近 出 され てい る(粟 田 ・ ―15―
図4 音 波探 査 結 果 に基 づ く地 質 断面 図.(中 部 空 港 調査 会,1994) 測 線 位 置 は図5参 照.
Fig. 4 Geologic profiles based on the sonic prospecting with borehole logs. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994) Profiling lines are refered to Fig. 5.
吉 田,1991;吉 田 ほ か,1991;杉 山 ほ か,1994; 鈴 木 ほ か,1996)。 IV. 伊 勢 湾 断 層 中 部空 港 調 査会(1994)は,伊 勢 湾 断 層 の 運 動 像 を明 らか にす る ため に,今 回 の調 査 結 果 に加 え て既 存 の音 波 探 査資 料(国 土 地埋 院,1976,1978 な ど)も 再 解 析 した 。そ の結 果,伊 勢 湾 断 層 の 位 置,変 位 ・変 形 様 式 な ど は,従 来 に比 べ て格 段 に 詳 し くな った 。 また,変 位 量 ・活 動 性 な ど につ い て も詳 し く解 明 され た 。 以下 そ れ ぞれ の 項 目に つ い て 中部 空 港調 査 会 に よる成 果 を紹 介 す る と と も に,若 干 の検 討 も加 え る。 1) 断 層 の変 位 ・変 形様 式 と位 置 伊 勢 湾 断層 に沿 う変 位 ・変形 様 式 は,音 波 探 査 断 面 に基 づ き大 き く3つ の タ イ プ に 区 分 さ れ た (図6)。 す な わ ち, (1) T層 が 西 側 に急 傾 斜 しつつ 深 くな る タ イプ 。 (北部:た とえば,EW 1断 面) (2) 全 体 と して は西 傾 斜 で 沈 み 込 ん で い くが,そ の 間 に西 側 隆 起 の 断層 を数 本 挟 む タ イプ 。 (中 部:た と えば,EW 5断 面) (3) 1本 の 高角 断 層 か らな る タイ プ。 (南部:た とえ ば,EW 6,EW 10断 面) 以上 の よ うに,場 所 に よっ て変 位 ・変 形 様 式 が 異 なる もの の,断 層(帯)を ほ ぼ連 統 的 に 追 跡 す
図5 地 質 構 造 図.(中 部 空 港 調 査 会,1994)
Fig. 5 Structural map of the bay area off Tokoname City. (The Chubu International Airport Research Founda-tion, 1994) る こ とが で き る。 また,大 局 的 に は東側 隆 起 ・西 側沈 降 とい う性状 を示 す 断 層 あ るい は撓 曲 構 造 が 認め られ る 。 そ こで,こ の よ うな 一 連 の構 造 は,「 広 義 の伊 勢 湾 断 層」 と改 め て定 義 され た(図7)。 その 長 さ は27km以 上 で あ る。 その 位 置 は,新 舞 子 か ら常 滑 まで は 約6km沖 合,大 谷 沖 で約5.5km,上 野 間 沖 で 約3km,そ して野 間(富 具 崎)で は約2km沖 を走 って お り, 海 岸線 とほ ぼ並 行 に延 び て い る(図7)。 変位 ・変形 様 式 につ い て は,タ イ プ(1)の北 部, タ イプ(2)の中部,そ して タイ プ(3)の南 部 とい う, 3つ の区 間 に分 け られ た 。 なお,伊 勢湾 断 層 の 一 般 走 向 は 北 北 西 一南 南 東 で ある が,野 間沖 よ り南 で は 北 西 一南 東 方 向 に 大 き く屈 曲 して お り,こ の屈 曲 部以 南 は 内 海 断 層 で あ る。 伊 勢 湾 断層 の な かで 断層 が 明確 に認 め られ る 区 ―17―
図6 伊勢 湾 断層 音 波 探 査 記 録 断 面 図.(中 部 空 港 調 査 会,1994)
測 線位 置 は 図5,7参 照.
Fig. 6 Sonic prospecting profiles of the Ise Bay Fault. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
Profiling lines are referred to Figs. 5 and 7. 間 は 中 ・南部 で,こ れ は狭 義 の 「伊 勢 湾 断 層 」 と 定 義 され た(図7)。 そ の 長 さ は約14kmで あ る 。 な お タイ プ(2)には,断 層 面 が ほ ぼ垂 直 の ほ か, 西傾 斜 を呈 し逆 断層 的 な も の もあ る(EW 5:図 4,6)。 この よ う な 断 層 が3本 ほ ど伊 勢 湾 断 層 に 並 走 して お り(図7),こ れ らは 「副 次 的断 層 」 と 仮 称 さ れ た。 ま た,北 部 の 区 間 は地 下 深 部 に 断層 が 推 定 され る ものの,表 層 部 で は 撓 曲構 造 とな っ て い る 。 こ の部 分 も 「広 義 の 伊 勢 湾 断 層」 に含 め られ る。 広 義 の 伊 勢 湾 断 層 の 位 置 に つ い て 従 来 の 調 査 図7 伊 勢 湾 断層 概 略 図.(中 部 空 港 調 査 会,1994)
Fig. 7 Outline of the Ise Bay Fault. (The Chubu International Airport Research Founda-tion, 1994) (た とえ ば,桑 原 ほ か,1972)で は,測 線 の 密 度 が粗 い た め,北 北 西-南 南 東 方 向 に 直 線 的 に 延 び る と され て きた 。 しか し以上 の 成 果 か ら,出 入 り の 多 い 屈 曲 した平 面 形 を呈 す こ とが 詳 しい 精 度 で 判 明 した 。 また,幅 広 い撓 曲構 造 が み られ る こ と は,圧 縮 変形 に伴 う もの で あ る こ と を示 唆 す る 。 さ らに 反射 法 地 震探 査 記 録 で も,大 局 的 に見 た場 合,断 層 面 が東 に急 傾斜 す る逆 断 層 構 造 が 得 られ て い る(京 都 大 学理 学 部 ほか,1996)。 これ らの事 実 か ら,広 義 の 伊 勢 湾 断層 は ,多 少 の 左 ず れ を伴 う と して も本 質 的 に は逆 断 層 で あ り, 断 層 面 は東 側 に急 傾 斜 して い る とみ な され る。 また.知 多 半 島 南 部 の 河 和-古 布 断 層(図1)は , 規 模 は小 さい もの の,北 部 の撓 曲構 造,西 上 が り
Model
A
THR;Throw
B
TDF; Throw due to flexure
C
‡”IDF; Summatioi of throws
Example
A (Reference plane; Bottom of the C1 Formation)
B (Reference plane; Bottom of the C1 Formation)
C
(Reference plane ; Bottom of the C1 Formation) 図8 変 位 ・変 形 量 の 計測 法 とその 呼称.(中 部空 港 調査 会,1994)
Fig. 8 Terminology and measurement manner on displacement and deformation along the faults. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994) の 副次 的 断 層 を伴 う中 部,高 角 逆 断層 の 南 部 と配 列 し(伊 藤 ほ か,1998),伊 勢 湾 断 層 と類 似 した 変位 ・変 形様 式 を呈 す る こ とは興 味深 い 。 2) 断層 の変 位 ・変 形 量 の 計測 伊 勢 湾 断 層 に沿 う変 位 ・変 形 様 式 は,上 述 の よ うに3つ の タ イ プが あ る。 これ らの変 位 ・変 形 量 の 計測 にあ た っ て は,今 回実 施 され た音 波 探 査 記 録 断面(中 部 空港 調 査 会,1994)は も とよ り,上 述 の よ う に 既 存 資 料(国 土 地 理 院,1976,1978) を も集 め,図8に 示 され る よ う な 計 測 法 に 従 っ て 各 測 線 ご と に 行 な わ れ た 。 図8 に お い て,左 側 のModel列 は 変 位 ・変 形 の 基 本 的 な 様 式 と計 測 値 の 呼 称 を 示 し,右 側 の Example列 はC1層 の 基 底 を 変 位 基 準 に と っ た 場 合 の 実 際 の 計 測 例 を示 して あ る 。 Aは,C1層 やC2層 な ど に つ い て の 場 合 で あ る 。 ―19―
表2 伊 勢 湾 断層 の性 状 お よび変 位 ・変形 量 一 覧表.(中 部空 港 調 査 会,1994) Table 2 Mode of faulting, displacement, and deformation along the Ise Bay Fault.
(The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
TT; Total TDF (=Throw+Throw due to flexure). The value of throw is in meters (m). (); tentative. TOP, MID, and BOT show the top, middle, and bottom horizons of the respective formations and members. F; faulting displacement, D; faulting deformation, NF; no displacement, ND; no deformation. UN; unknown, D?; probable deformation. ab; abut. W; west upheaval. l; lower, m; middle, u; upper. Note;*1: Multiple reflection within C1, probable sedimentary structure within B2 and B1.*2: Probable sedimentary
structure of B2.*3: Total throw of the east upheaval in C1, and probably WF in C2and C1.*4: Total throw of the east upheaval in C1.*5: BOT of B1 may be the sedimentary structures.*6:Total throw of the east upheaval in C1. *7: Total throw of the east upheaval in C1.*8: Sedimentary structures or deformation in A3 and A2 is ambiguous. *9: Sedimentary structures or deformation in A3 and A2 is ambiguous.*10: Probable sedimentary structures in A3. *11: A3 may be deformed .*12: C2 is deformed and abut.*13: A3 and A2 are probably displaced.*14: Disconformity in A2.*15: Disconformity in A2.*16: Probably, the upper part of C1 covers unconformably the fault.
表3 各 測 線 に お け る 変 位 ・変 形 量 一 覧 表.(中 部 空 港 調 査 会,1994) Table 3 Throw, throw due to flexure, and total throw in respective profiling
lines. (The Chubu Internatioal Airport Research Foundation, 1994)
Total TDF=THR+TDF, ‡”TDF; Summation of throws. Mean of Total TDF of the B Form. in the southern part; 5.44. Mean of Total TDF of the A Form. in the southern part; 2.62.
BOT, MID, and TOP are the bottom, middle, and top horizons of the respective formation and members.
これ らは 断 層 の東 側 に対 応 す る変位 基 準 が 認 め ら れ ない こ とが多 く,厳 密 に い えば 変位 量 は求 め ら れ ない 。 しか し,EW3(図4)やEW1(図6) な ど,断 層 で切 られ て い な い断 面 をみ る と,T層 上 面 が 西 に向 か っ て急 傾斜 す る場所 の あ た りか ら C1・C2層 が 現 わ れ,西 に 向 か っ て 厚 く な っ て い る 。 した が っ て,断 層 で 切 ら れ て い る 場 合 も,こ の レベ ル 付 近 を 断 層 東 側 のC1・C2の 基 底 と 考 え て 差 し支 え な い と判 断 さ れ た 。 両 者 の 標 高 差 が, 断 層 の 変 位 量(THR=Throw)で あ る 。 ―21―
表4 区 間 別 変 位 ・変 形 量.(中 部 空 港 調 査 会,1994)
Table 4 Throw, throw due to flexure, and total throw in the southern, middle, and northern parts. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
Total TDF=THR+TDF
Upper line; Maximum value, Lower line; Mean value. (-); Value of the west block upheaval.
The value in () is smaller than the younger member because of an apparent value.
断 層 の 両 側 に 同 一 の 変 位 基 準 が あ る 場 合 は,そ の 落 差 がTHRで あ る 。
Bは,C1・C2層 な ど に 引 き ず りが 認 め ら れ る 場 合 で あ る 。THRに 加 え て,撓 曲 運 動 に 伴 う変 位 が 変 形 量(TDF=Throw due to flexure), THRとTDFの 和 が 総 変 形 量(Total TDF)で あ る 。 Cは,西 側 隆 起 の 断 層 を挟 む 場 合 で,中 部 に み られ る 。 断 層 の そ れ ぞ れ の 変 位 量 は,THR1,2, な ど で 表 わ され る 。 い っ ぽ う,構 造 全 体 と し て は 西 落 ち に な る の で,そ の 変 位 は 総 変 形 量(Total TDF)で 表 わ さ れ る 。 さ ら に,西 落 ち ・東 落 ち を 含 め て 現 在 ま で に 変 位 ・変 形 し た 累 積 の 量 は, THR1,2,TotalTDFな ど の 総 和,す な わ ち 累 積 変 形 量(ΣTDF)で 表 わ さ れ る 。 以 上 の 方 式 に 基 づ き,各 測 線 ご と に,変 位 量 ・ 変 形 量 ・総 変 形 量 ・累 積 変 形 量 を 計 測 し た 。 3) 断 層 の 変 位 ・変 形 量 各 測 線 に 沿 う 伊 勢 湾 断 層 の 変 位 ・変 形 様 式,お よ び 図8に 基 づ く計 測 結 果 が,表2に 示 され る 。 表2に お い て,左 端 のNo.列 は 断 層 の 通 し 番 号, 次 の 列 は 測 線 名(Prospect. Line Name)で あ る 。 今 回 実 施 の 測 線 はEWとNSで 示 さ れ(中 部 空 港 調 査 会,1994),そ の ほ か は 既 存 資 料 の 測 線(国 土 地 理 院,1976,1978な ど)で あ る 。Fault列 の う ち,左 側 のLoc.列 の 数 字 は 測 線 上 で の 測 点 番 号 を示 し,右 側 のDipping Zone列(撓 曲 帯)の 数 字 も 測 線 上 で の 測 点 番 号 の 範 囲 を 示 す 。 次 の Faulting undergone列 は,こ う む っ た 断 層 運 動 の 様 式 を,各 層 ご と に 脚 注 に 示 す 略 記 号 で 記 述 し て あ る 。 さ ら に 右 側 の 列 に は,各 層 の 変 位 ・変 形 量 が 示 さ れ て い る 。 表2 に 示 さ れ る 変 位 ・変 形 量 を 各 測 線 ご と に 整 理 し た も の が 表3で あ る 。 表3に お い て,左 端 の No.列 は 断 層 の 通 し番 号(表2の そ れ と はNo.12 ま で は 一 致 す る が,そ れ 以 下 は 異 な る),次 の 列 は 測 線 名(Prospect. Line Name)で あ る(表2
と 同様)。 次 のDistance between lines列 の う ち, 左 側 のDistance列 は 上 段 の 測 線 と の 間 隔,右 側 のTotal列 は 伊 勢 湾 断 層 北 端 か ら の 延 長 距 離 を 示 す 。 さ ら に 右 側 の 列 に は,各 層 の 変 位 ・変 形 量 が 示 され て い る 。 こ の な か で 中 部 区 間 の 数 値 が マ イ ナ ス に な っ て い る の は,西 側 隆 起 を 示 す 。 そ の ほ か は 東 側 隆 起 で あ る 。 ま た 表4に は,北 部(撓 曲 帯)・ 中 部(副 次 的 断 層 部)・ 南 部(高 角 断 層 部)の3区 間 に つ い て, 変 位 ・変 形 量 の 平 均 値 や 最 大 値 が 示 さ れ て い る 。 さ ら に,断 層 北 端 か ら の 延 長 距 離 を 横 軸 に,変
図9 伊 勢 湾 断 層 の 変 位 ・変 形 量 分 布.(中 部 空 港 調 査 会,1994) Fig. 9 Value distribution of vertical slip along the Ise Bay
Fault. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994) 位 ・変 形量 を縦 軸 に とっ て プ ロ ッ トした もの が 図 9で あ る 。 この 図 の上 側 の グ ラ フ には,C1層 下 限 の変 位 量 ・総変 形 量 ・累積 変 形量 が プ ロ ッ トさ れ て い るが,断 層 に沿 う東 側 の相対 的 な降 起 量 は総 変形 量 で 示 され る。 下 側 の グ ラ フ に は,B・A層 の 変位 ・変 形量 が示 され る 。マ イナ ス は西 側 隆起 を表 わす 。 断層 に沿 う変 位 ・変 形 量 は,C1層 の平 均 値 で 比 較 す る と,南 部 区 間 が 約46m,中 部 は約42m で あ り,ほ ぼ 同 程 度 とい う結 果 が 得 られ て い る (表4)。 い っ ぽ う北 部 で は約35mと な り,中 ・南 部 の 方 が北 部 よ り10m程 度 大 き くな っ て い る 。 この こ とか ら,断 層 と して明 瞭 な 中 ・南 部 にお け る活 動性 が,北 部 の そ れ よ りや や 高い と評 価 され た(中 部 空 港 調 査 会,1994)。 B層 に つ い て は,中 部 区 間 で は 西 側 の 相 対 的 隆 起 が2∼5m,南 部 区 間 で は 東 側 の 隆 起 が2∼11m で あ る(表3)。 北 部 区 間 で はB層 が ほ ぼ 水 平 に 堆 積 し て お り,B層 堆 積 後 の 断 層 変 位 は 明 確 な 検 出 が 困 難 で あ る(図4,6)。 こ れ ら の こ と か ら,中 ・南 部 の 区 間 が よ り活 動 的 で あ る と評 価 して い る(中 部 空 港 調 査 会,1994)。 4) 断 層 の 活 動 性 伊 勢 湾 断 層 の 平 均 変 位 速 度 は,表5お よ び6に 示 さ れ る 。C1層 を 変 位 基 準 に と っ た 場 合 の 上 下 平 均 変 位 速 度 は0.21∼0.49m/kyの 範 囲 に 入 る 。 そ れ ら の 平 均 は0.3m/ky程 度 と 見 積 も ら れ た (表6)。 ―23―
表5 各測 線 に おけ る伊 勢 湾断 層 の平均 変 位 速度 一 覧表.(中 部 空港 調査 会,1994) Table 5 Average rates of slip of the Ise Bay Fault in respective profiling lines. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
Total TDF=THR+TDF, ƒ°TDF; Summation of throws.
B層 に 変 位 ・変 形 が 認 め ら れ る の は,中 ・南 部 の 区 間 で あ る 。 中 部 が マ イ ナ ス とな っ て い る の は, 西 側 隆 起 の 逆 断 層 に 関 係 した もの で あ る 。 南 部 に つ い て は0.33∼0.45m/kyで,C1層 の 場 合 と ほ ぼ 同 じ程 度 の 値 が 得 られ た(表6)。 A層 が 変 位 ・変 形 して い る の は 南 部 区 間 の み で, 平 均 変 位 速 度 は026∼0.32m/kyと な る 。 こ れ は B層 の そ れ よ り若 干 小 さ く な っ て い る も の の ,C1 層 の 平 均 と 同 程 度 の 値 が 得 られ て い る(表6)。 以 上 か ら,C1,B,お よ びA層 の 平 均 変 位 速 度
表6 区 間別 平均 変位 速 度.(中 部 空港 調査 会,1994)
Table 6 Average rates of slip of the Ise Bay Fault in the southern, middle, and northern parts. (The Chubu International Airport Research Foundation, 1994)
Total TDF=THR+TDF
Upper line; Maximum value, Lower line; Mean value. (-): Value of the west block upheaval.
は,堆 積 年代 が 異 な る もの の,ほ ぼ同 じ よ うな値 であ り大 きな差 は ない と評価 され た。 この こ と は, C1層 基 底部堆 積(δ18Oス テ ー ジ5の 初 期)の 後,つ ま り15万 年 前 以 降,活 動 の場 は変 化 して い る ものの,活 動的 な部 分 は大 局 的 に同 じ程 度 の 平 均 変位 速 度で 運動 が継 続 して きた こ とを意 味 し て い る。 したが っ て,今 後 もこの よ うな 断層 運 動 が繰 り返 し起 こる可 能性 の あ る ことが示 唆 され た (中部 空港 調査 会,1994)。 伊 勢 湾 断層 の活 動性 に基 づ く活断 層の 長 さ につ いて は,以 下 の よ うに ま とめ られ た(中 部 空 港 調 査会,1994)。 (1)広義 の 伊勢 湾 断層;27km以 上(全 区 間)。 約15万 年 前 以 降,東 側 隆起 の 逆 断層運 動 。 (2)狭義 の伊 勢 湾 断層;約14km(中 ・南部 区 間)。 約1.8万 年 前 以降,東 側 隆起 の 断層 運動 。 (3)狭義 の伊 勢 湾 断層;約11km(南 部 区間)。 約1万 年前 以 降,東 側隆 起 の運 動が 継続 中。 以上 の 成果 か ら,伊 勢 湾 断層 は 活動 的 で あ った 期 間の 平均 変位 速 度 が,ど の 区 間 で も0.23∼0.45 m/kyの 範 囲 に入 る。 この程 度 の平 均 変位 速 度 を 有す る活断 層 の活 動度 は,B級 下位 に相 当す る。 この規 模 の 断層 は,一 般 に,数 千 年程 度 の 間 隔 で繰 り返 し活動 す る とされ てい るの で,伊 勢 湾 断 層 もB3層 形 成(1.6∼2.1万 年 前)以 降,少 な く と も複数 回活動 した こ とが推 定 され る。 V. まとめ と今 後 の課題 「中部 国際空 港」 建 設 海 域 の 西 側 を走 る伊 勢 湾 断層 の位 置,運 動像 な どを明 らか にす るた め に, 深 浅 測量 ・ボー リ ング調 査 ・音波 探査 ・コ ア試 料 の理学 試験 な どが行 なわれ,以 下 の諸 点 が 明 らか に なった(中 部 空港 調査 会,1994)。 (1) 海域 の海 底 を構成 す る地層 は,上 位 か ら完 新 統 のA層,上 部 更 新 統 のB層,中 部 更 新 統 の C1層 ・C2層,そ して基 盤 となるT層(常 滑層群) か らな る(図3)。 (2) 伊勢 湾 断層 は,知 多半 島西 岸 の 数km沖 合 を海岸 線 とほ ぼ並行 に延 びてい る(図7)。 (3) 伊勢 湾 断層 の変位 ・変 形様 式 は,本 質 的 に は東 上が りの 高角 逆断 層で あ るが,区 間 に よって そ の様 式 が異 なってい る。すな わち, (1)北部 の,常 滑 層群 が撓 曲構 造 を呈 す る タ イ プ。 (2)中部 の,全 体 と して西 傾斜 で沈 み 込 ん で い くが,そ の 間に西 側隆起 の断層 を挟 む タ イ プ。 (3)南部 の,1本 の高角 断層 か らなる タイ プ。 の3つ の タイプ に分 け られ る(図6)。 (4) 変 位 ・変 形 量 は,C1層 の 上 下 平 均 変 位 量 ―25―
に つ い て み る と,南 部 区 間 が46m,中 部 が42m, 北 部 が35mで あ る(表4)。B層 に つ い て み る と, 南 部 区 間 が 東 側 の 相 対 的 隆 起2∼11m,中 部 が 西 側 隆 起2∼5mで あ る(表3)。 北 部 は ほ ぼ 水 平 に 堆 積 し て お り,変 位 は 明 確 に 検 出 で き て い な い 。 こ の こ とか ら,中 ・南 部 の 区 間 が,よ り活 動 で あ る とい え る(表4)。 (5) 上 下 平 均 変 位 速 度 は ，0.23∼0.45m/kyの 範 囲 に 入 り,活 動 度 はB級 下 位 に 相 当 す る(表6)。 (6) 今 後 の 課 題 と し て, i) 伊 勢 湾 断 層 に つ い て 得 られ た 活 動 履 歴 等 を さ ら に 詳 細 に 決 定 す る こ と。 ii) 区 間 に よ っ て,変 位 ・変 形 様 式 が 異 な る 理 由 。 iii) 伊 勢 湾 お よ び 周 辺 地 域 を 震 央 と す る 過 去 の 地 震 と伊 勢 湾 断 層 と の 関 係 。 iv) 伊 勢 湾 断 層 の 北 方 お よ び 南 方 延 長 と,周 辺 の 活 断 層 との 関 係 。 な ど が 上 げ られ る 。 本 稿 の 作 成 に あ た っ て,(財)中 部 空 港 調 査 会 に は 「中 部新 国際 空 港建 設 予定 地 にお け る地 象 調 査 報 告 書 」 成 果 の引 用 ・紹 介 のた めの ご便 宜 を はか って い ただ きま した こ とに,深 い謝 意 を表 します 。 文 献 愛 知 県 (1996): 知多 北部 ・衣 浦 東 部 地 域 活 断 層 調 査 報 告書. 34p. 愛 知 県防 災会 議 地震 部 会 (1997): 愛 知 県 活 断 層 ア トラ ス. 83p. 粟 田泰 夫 ・吉 田 史郎 (1991): 桑 名 断 層 お よ び 四 日市 断 層 の完 新世 にお け る断層 活動. 活 断 層研 究, 9, 61-68. 中部空 港 調査 会 (1994): 中 部新 国 際 空 港 建 設 予 定 地 に お け る地象 調査 報告書. 88p. 中 条純 輔 ・須 田芳 朗 (1971): 伊 勢 湾 北 部 の重 力 分 布 と そ の考 察.地 質調 査所 月 報, 22, 415-435.
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