「基盤的調査観測対象断層帯の追加・補完調査」成果報告書

No.H18-1

花輪東断層帯の活動性および活動履歴調査

平成 19 年 5 月

独立行政法人

産業技術総合研究所

目次

１．花輪東断層帯の概要とこれまでの主な調査研究

1

２．調査結果1（１）段丘面の編年

1（２）内山地区

3（３）乳牛地区

4（４）上野・玉内地区

4（５）大里地区

6（６）谷内地区

7（７）尾去・松館地区

8（８）大深度ボーリング資料およびP波反射法地震探査に基づく地下地質

9

３．まとめ

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３．１ 断層帯の位置及び形態

12（１）断層帯を構成する断層

12（２）断層面の位置・形状

12（３）変位の向き

13

３．２ 断層帯の過去の活動

13（１）平均変位速度13（２）活動時期

14（３）１回の変位量

15（４）活動間隔

15（５）活動区間

15

注

15

文

献

16

図

表

18

１．花輪東断層帯の概要とこれまでの主な調査研究
花輪東断層帯は，秋田県鹿角市を内包する花輪盆地の東部に位置する（図 1）．
本断層帯は，鹿角市街地直下および東北自動車道に沿って分布することから，同断層帯の活動性把握は，地震被害予測に必要な情報である．
花輪東断層帯については，藤井ほか（1969）が重力異常の急勾配帯に一致す
る小豆沢断層を報告し，内藤（1970）も基盤の分布から東側隆起の小豆沢断層を報告している．活断層研究会（1991）は，小豆沢断層を確実度 II（一部 I）の活断層として認定している．大月（1998）は，小豆沢断層の西側（花輪盆地内部）に 2 条の断層を認め，これらの断層は十和田八戸火砕流堆積物（15ka：町田・
新井，2003）およびそのラハール面を変位を与えているとした．また，これら 2条の断層の平均上下変位速度は 0.2～0.5m/ky と見積もった．大月（2001; 2005），
中田・今泉（2002）は，空中写真判読により，本断層帯の詳細位置を提示した．
本断層帯の活動履歴について，ボーリング調査やトレンチ調査などの精査は行われていない．
地震調査研究推進本部地震調査委員会（2005）は，公表された先行研究をふ
まえて，花輪東断層帯を断層長20km，平均上下変位速度0.3m／千年以上（活動度：B級相当以上）と推定し，基盤的調査観測の基準を満たすと判断した．

２．調査結果
本調査では，まず，活断層の変位基準となる段丘面を，テフロクロノロジー
および 14C 年代測定法によって編年した．次に，断層帯の長さを推定するため，北部から南部に向かって変位地形を確認し，変位地形の断面図を大縮尺地図によって作成した．また，平均上下変位速度が最も速いと考えられる花輪東断層
帯中部を重点的調査地域に設定し，P 波による反射法地震探査（以下，P 波探査）をおこなった（図 2）．さらに，断層活動時期と断層変位量を把握するため，トレンチ調査，ピット調査，ボーリング掘削，地形断面測量，試料分析（14C 年代測定，テフラ分析）を行った．
（１）段丘面の編年
空中写真判読により，段丘面の分類をおこなった．段丘面は面の開析程度，比高を指標にして，高位（H）面，低位（L1～L8）面に分類される（図 2，3）．
H 面は開析が進んでおり，連続性はよくない．H 面の形成年代は，面にのるレ

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スの層厚を，レスの堆積速度（1.2cm/ky）で除して，200～300ka と推定されている（大月，2005）．レスの堆積速度は，十和田八戸テフラ（To-H），十和田大不動テフラ（To-Of），洞爺テフラ（Toya）の間のレスの層厚を，テフラの噴出年代で除したものとされている（テフラの略称は町田・新井（2003）に従う）．
Loc.1 の露頭では，下位から，H 面構成層，斜面堆積物，レスが累重している（図 4）．レスの中にはテフラが数枚挟まっており，テフラの構成物質の量比や屈折率測定を行った（図 5）．その結果，下位から，Toya（112～115ka），十和田
奥瀬テフラ（To-Os: MIS5a?），十和田キビダンゴ？（To-Kb?），To-Of（≧33ka），
To-H（15ka）が検出された（図 5：テフラの噴出年代は町田・新井（2003）より引用）．また，レスと高位段丘構成層の間には，段丘構成層の再堆積層（斜面堆積物）が介在するため，レス基底の年代は段丘面の形成年代を近似していない．
そのため，大月（2005）の示した高位段丘面形成年代の妥当性を吟味することはできていない．
L1 面はやや開析が進んでおり，連続性は良くない（図 3）．L1 面の形成年代は，
L1 面構成層が To-H に覆われることから（大月，2005），15ka 以前に形成されたと判断される．
L2 面は，To-H の火砕流堆積面（またはラハール堆積面 1））であり，面の開析は進んでいるものの広い面積を残している（図 2，3）．Loc.2，Loc.7 では L2 面
構成層が観察される（図 4）．これら L2 面構成層は，To-H 起源の軽石および火山灰層が主体である．これらの軽石，火山灰層は無層理であり，層相から To-H
火砕流もしくはラハールであるかの判別をすることはできない．Loc.2，Loc.7に お け る 火 砕 流 堆 積 物 中 に 含 ま れ る 炭 化 木 片 の 14C 年 代 値 は ， そ れ ぞ れ
12,990±50 yBP（15,100～15,610 cal yBP），13,160±50 yBP（15,290～15,880 cal yBP）
を示す（表 2）．そのため，L2 面の形成年代は 15ka 前後と求まる．
L3 面は，黒沢川沿いと米代川西岸において L2 面に沿って分布し，面の保存は良い．Loc.3 で観察される L3 面構成層は砂礫であり，L2 面構成層の主体をなす
To-H の物質は視認できない（図 4）．L3 面の形成年代は，L2 面形成（15ka）以降，L6 面形成（10ka：後述）以前なので，10～15ka と求まる．
L4～L6 面は米代川以西にのみ分布している（図 3）．Loc.6 では，L6 面構成層の年代試料をボーリング掘削によって得た（図 4）．L6 面構成層の地質構成は，上位から耕作土，有機物を頻繁に含むシルト～砂層，砂礫層である．砂礫層直上のシルト～砂層基底の 14C 年代は，9,500±60 yBP（10,580～10,890，10,920～
11,090 cal yBP）である（表 2）．これにより，L6 面の形成年代は，10ka 前後と判2

断される．L4，L5 面形成年代は，L2 面形成（15ka）以降，L6 面形成（10ka：後述）以前なので，10～15ka と求まる．
L7 面は，米代川西岸および黒沢川に分布する（図 3）．Loc.4 と Loc.5 の地質構
成は，上から下に向かって，有機質シルト～砂，砂礫層の順である（図 4）．砂
礫層は，砂やシルトの薄層を含む．地表付近における有機質シルト～砂層の 14C
年代測定結果（表 2）によると，有機質シルト～砂層基底の 14C 年代は，Loc.4
で 3,620±40 yBP（3,840～4,000, 4,040～4,080 cal yBP），Loc.5 で 3,680±50 yBP（3,880～4,150 cal yBP）である．これら有機質シルト～砂層基底の 14C 年代から判断して，L7 面の形成年代は 4ka 前後と判断される．
L8 面は，最低位段丘面群を一括したものである（図 3）．
（２）内山地区
花輪盆地北部では，花輪東断層帯は丘陵と段丘面の境界付近に分布する（図2）．
内山集落周辺では，L2面およびL3面が，断層によって系統的な東側隆起の変位を受けている（図6）．断面1，2では，L2面が最大7～8m，4mの東側隆起を，断面3ではL3面が4m程度の東側隆起を受けている（図7）．ただし，断面1のL2面は，断層上盤側の分布が限定的なため，L2面の初生的傾斜の復元は難しい．そのため，断層上盤側のL2面プロファイルは，断層近傍のバルジ頂部から復元している可能性が高いので，上下変位量を過大に見積もっている可能性がある．また，
断面3では，L3面の最大傾斜方向が断層と低角で斜行しているので，上下変位量の見積もりの信頼性は高いとはいえない．これより，断面2のL2面の上下変位量を最も信頼すると，平均上下変位速度は0.27m/kyと算出される．
内山集落以北冷水川流域では，L2面が現扇状地面と交差している（図2）．L2
面の傾斜は0.7°程度，冷水川の傾斜は1.6°程度である．L2面を構成するTo-Hは，
米代川が花輪盆地から山地に流下する狭窄部において，ダムアップされた可能性が高く，現在の河川の勾配に比べて著しく緩傾斜を有することは推定可能である．そのため，L2面と冷水川の現扇状地面の初生的傾斜は大きな差異がある
ため，両面の交差から断層を認定する必要性は乏しい．また，L2面と現扇状地面の交差位置付近に沿って，明瞭な変位地形は認めがたい．
冷水川流域の現扇状地面に南北方向のリニアメントがみられる（図2）．しかし，リニアメントは現扇状地面の等高線と並行しているため，活断層として認定することは難しい．また，リニアメントの連続性は北方，南方ともに良くない．

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（３）乳牛地区
乳牛（ちうし）地区の花輪東断層帯は，丘陵の西縁付近に南北方向に併走す
る2条の断層からなる．乳牛川沿いのH面は，段丘面が削剥により従順化している．
Loc.1の露頭では，下位からH面構成層，斜面堆積物，レスが累重している（図8）．H面構成層は緩やかに東方傾斜している．これは，現在西方に流下する乳牛
川に対して，逆傾斜している．H面の初生的傾斜は西傾斜なので，この逆傾斜は，
Loc.1の西方に分布する断層（図2）の上盤側の変位と判断される．断層下盤側に位置する大深度ボーリングH-18（金属鉱物探鉱促進事業団，1966）では，400mに達する砂礫層が記載されていることから，H-18の東側に断層が想定されていた（内藤，1970）．この断層は，南方に分布する東側隆起のFe1（後述）に連続する．
（４）上野・玉内地区
変位地形の記載
花輪東断層帯を構成する個々の断層は，大局的に南北走向の活断層および活褶曲が分布する（図 3）．本報では，花輪東断層帯を構成する断層を，東から西に向かって便宜的に Fe0，Fe1，Fe2 と呼称する．
1. Fe0Fe0 は，大局的には南北走向を有すものの東方に凸の形状を示す（図 3）．黒沢川上流に分布する H 面は，東急西緩の褶曲が生じており，西側隆起の逆断層が推定される．なお，この褶曲付近には，小豆沢断層（東傾斜の逆断層）が推定されている（大月，2005）．この H 面の褶曲変形から推定される断層のセンス（西側隆起）は，東傾斜の逆断層と推定されていた小豆沢断層のセンスとは食い違う．
2. Fe1Fe1 は，湾曲しながら大局的には南北走向を有し，東北自動車道に沿って分布している（図 3）．Fe1 は L2 面に東側隆起の変位を与えているが，上野集落周辺
では，変位基準である L2 面の人工改変（東北自動車道）が著しく，上下変位量を把握するのは難しい．Fe1 の上下変位量は，南方の大里地区（2.5 章）で検討
する．
3. Fe2
Loc.2 周辺から Loc.5 周辺にかけて，L2 面，L3 面は，東方へ異常に緩く傾斜し，4

一部バルジが形成されている（図 3）．断面 6 では，L2 面，L3 面の東方への異常傾斜が明瞭に表現されている（図 9）．これら段丘面の異常傾斜から，L2 面および L3 面の段丘崖沿いに東側隆起の逆断層（Fe2）が推定される．また，L3 面形
成年代（10～15ka）以降，Fe2 の活動が示される．
Fe2 は，変位基準である L2 面，L3 面が下盤側に分布しないので，最小の平均
変位速度しか把握できない．断面 6（図 9）において，L2 面（15ka 前後），L3 面（10～15ka）に生じている上下変位量はそれぞれ 6～7m，5m で，両者ともほぼ同程度である．これらより，平均上下変位速度は 0.3～0.5m/ky 以上となる．ただし，この速度は，変位指標とした L2 面が初生的に西側傾斜と仮定した場合である．もし，Fe2 近辺の L2 面が北流する米代川によって形成されたラハール堆積面の場合，上記速度は過大評価している可能性がある．これら Fe1，Fe2 の平均上下変位速度は，大月ほか（1998）によるそれ（0.2～0.5m/ky）とほぼ同じ結果を得た．
なお，Fe1 と Fe2 の間には，Fe1，Fe2 と同走向のリニアメントがみられる（図3）．このリニアメントは，同心円状を示す L2 面の傾斜に対し，ほぼ南北方向にのびる崖が連続することから活断層の可能性がある．しかし，このリニアメン
トの連続性は悪く，変位量も微弱である（図 9）．そのため，本報ではリニアメ
ントの存在を図示するにとどめ，活断層としての調査対象としなかった．
ボーリング調査
活動時期の上限拘束を試みる目的で，Fe2 を横断する断面 7 を設定し，群列ボーリングを行った．断面 7 の地質断面図を図 10 に示す．群列ボーリングは，東から TM1～4 とし，L7 面上から掘削した．なお，TM1 と TM4 は，それぞれ Loc.5，
Loc.4 である（図 3，4）．TM1～4 の地質構成は，上から下に向かって，有機質
シルト～砂，砂礫層の順である．砂礫層は，砂やシルトの薄層を含むが，To-H
起源の軽石や火山灰などの混入は明瞭ではない．L7 面構成層の主体をなす砂礫層の上面は，直線的である（図 10）．そのため，L7 面には L2，L3 面に生じているような Fe2 による変形を認めにくい．ただし，Fe2 の正確な位置を断定することは，現時点では難しい．そのため，本報では Fe2 が，L7 面形成以降活動をしていない可能性を指摘するにとどめる．
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C年代測定

地表付近における有機質シルト～砂層の14C年代測定結果（表2）によると，有5

機質シルト～砂層基底の14C年代は，TM-1で3,680±50 yBP（3,880～4,150 cal yBP），
TM-2で2,580±40 yBP（2,560, 2,620～2,630, 2,700～2,760 cal yBP），TM-4で3,620±40
yBP （3,840～4,000, 4,040～4,080 cal yBP）である．これらより，L7面の形成年
代は4ka前後と判断される．
（５）大里地区
変位地形の記載
Fe1は，湾曲しながら大局的には南北走向を有し，東北自動車道に沿って分布している（図2）．大里集落付近のL2面は，初生的に西方傾斜であるが，Fe1東側にバルジもしくは異常緩傾斜を伴っている（図11）．また，Fe1はL2面に2m程度（断面4），1.5m程度（断面5）の東側隆起の変位を与えている（図12）．これら
より，Fe1は東傾斜の逆断層と判断され，L2面形成以降（15ka以降）に活動した
ことは明らかである．
トレンチ調査F1がL2面を変位させているLoc.7において，トレンチ調査を行った．トレンチ
北，南壁面には，下位から，軽石，火山灰および炭化木片を大量に含むTo-H火
砕流堆積物1），テフリックレスが観察される（図13a, b）．テフリックレスの上に，レスやテフラは保存されていなかった．
To-H火砕流堆積面には，大局的に東側隆起の断層変位が生じている（図14）．
断層変位は，To-H火砕流堆積面の変形から判断して，複数箇所で生じている．
また，火砕流堆積物中の軽石は，直立に近いものもあり（図15a），断層変位によって再配置している．
トレンチ壁面には多数の砂脈2）が生じている．南壁x軸11～12では，垂直方向に伸びる明瞭な砂脈が生じている（図14，15b）．この砂脈は，To-Hを構成する
軽石・火山灰および炭化木片からなる．砂脈は，To-H火砕流堆積物から立ち上がり，上位のテフリックレスを貫いている．一方，砂脈は遺構によって，層位学的に切られている（図15c）．そのため，砂脈はTo-H火砕流堆積物定置後，遺構形成前に生じたことが導かれる．To-Hおよび遺構は，それらの中に含まれる炭化物の14C年代測定により，13,160±50 yBP（15,290～15,880 cal yBP），および
3,420±50 yBP（3,560～3,830 cal yBP：最も古いもの）とされている．これより，
砂脈は15ka以降，3.6～3.8ka以前に形成された．この砂脈が強震動による地盤の流動化によって生じたものと考えるならば，砂脈の形成年代はトレンチ直下の6

Fe1の活動時期と見なすことができる．
ピット調査
L2面を開析する谷底面（L8面）を編年する目的で，Loc.8とLoc.9の2箇所でピット調査を行った（図11）．Loc.8の地質構成は，上位から，表土，盛り土，軽石混じり腐植土層（1-1層：50～60cm），砂礫・シルト～粘土層互層（1-2層：50～60cm），有機質シルト挟む砂礫・砂互層（1-3層：30cm以上）である（図16a）．
Loc.9の地質構成は，上位から，表土，盛り土，軽石混じり腐植土層（2-1層：60cm程度），砂層・礫混じり砂層互層（2-2層：50～60cm），砂礫層（2-3層：50cm以上）である（図16b）．
Loc.8，Loc.9を通る断面4.5において，地形断面図を作成した（図16c）．谷底面（L8面）には，約0.8～1mの上下変位が生じている．
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C年代測定
Loc.1では，最下部の1-3層から14,620±40～14,680±40 yBP（17,310～18,000 cal

yBP），1-2層から2,940±50～3,020±40 yBP（2,950～3,350 cal yBP），1-1層の下部か
ら3,000±50～3,410±40 yBP（3,030～3,820 cal yBP）の年代が得られた．Loc.9では，最下部の2-3層から13,820±40～13,940±40 yBP（16,170～16,980 cal yBP），2-2層から1,040±40～6,850±50 yBP（920～7,790 cal yBP），2-1層の下部からは，2,050±40～2,080±40 yBP（1,920～2,150 cal yBP）の年代が得られた．以上より，1-3層，2-3層はそれぞれ17～18ka，16～17ka，1-2層，2-2層はそれぞれ約3ka，1～8ka，1-1層下部，2-1層下部はそれぞれ3～3.8ka，約2kaと判断される．
（６）谷内地区
花輪東断層帯南部谷内地区では，南北走向に分離小丘が併走している（図17）．
分離小丘は樫内層および新第三系から構成され，この分離小丘の分布から，東傾斜の逆断層（東側隆起の断層）が推定されている（大月・林，2002）．この推定された断層は，花輪東断層帯の南方延長と判断できる．ただし，空中写真判
読によると，断層推定位置周辺の段丘面に，明瞭な東側隆起の変位は認めにく
い．また，分離小丘の西縁に沿って，西側隆起のバックスラストが分布している可能性も示されているものの，断面測量の結果に明瞭に示されていない（大月・林，2002）．そのため，谷内地区において，花輪東断層帯の後期更新世の活動性や上下変位量を直接示すものは認めにくい．しかし，断層に沿って分布す

7

る分離小丘の存在から，断層を想定する必要がある．
（７）尾去・松館地区
変位地形の記載
米代川左岸の松館地区では，L2面に南北方向の2本の褶曲軸が認められる（図3）．この褶曲軸は，花輪東断層帯の断層の走向とほぼ同じ南北走向である．本
報では，この褶曲を尾去褶曲と仮称する．尾去褶曲は，Fe2の地表トレース（推定）から500m程度西方にあり，花輪断層帯の直近に位置している．そのため，
尾去褶曲の運動は花輪東断層帯の活動と関連している可能性がある．尾去褶曲の褶曲軸に直交する形で断面8を設定し，測量を行った．その結果，背斜部と向斜部では3～5m程度の比高が検出される（図18a）．L2面は人工改変によって平坦化されているので，上記比高は最小値である可能性が高い．
L2面にみられる褶曲のうち，最も東に位置する背斜軸の北方延長では，L5面が細長く分布している3）（図3）．このL5面の形態は，褶曲運動によってL5面とL6面が分化した発達過程を想定させる．
ボーリング
尾去地区において，主にL6面の年代と褶曲による変形検出を目的に，断面9を設定して群列ボーリングを行った（図18b, c）．OS-1はL5面，OS-2～5はL6面からの掘削である．OS-2はLoc.6（図3）である．
OS-1の地質構成は，上位から耕作土層，砂・シルト層，上部砂礫層，火砕流堆積物層，下部砂礫層である（図18b）．上部砂礫層の礫やマトリクスは新鮮である．その下位にある火砕流堆積物は，To-HやTo-Ofの可能性も疑われた．しかし，火砕流堆積物の火山ガラスの化学組成（表3）によると，K2O含有量は2.2～
2.3%と高い．一方，To-H，To-Ofのそれは1.1～1.5%，1.2～1.3%と低い（町田・新井，2003）．これらより，火砕流堆積物のK2Oは，To-H，To-Ofのそれに比べて有意に高いので，対比は棄却される．この火砕流堆積物層は，現時点で未対比であるが，上部更新統に対比候補はみあたらない．また，下部砂礫層は，マト
リクスが赤褐色に風化しており，上部砂礫層と比べて風化が進んでいる．このことから，火砕流堆積物層および下部砂礫層は，先上部更新統（盆地埋積層）と考えられる．
OS-2～5の地質構成は，上位から耕作土層，有機質シルト～砂層，砂礫層である．有機質シルト～砂層は軽石や火山ガラスを多く含む．軽石や火山ガラスは，

8

後背斜面に分布するTo-H火砕流からの二次移動物質と判断される．その下位の砂礫は，上部が新鮮で，下部が明らかに風化しているが，明瞭な傾斜不整合は視認されなかった．
現在のOS-2～5の地点（L6面）は，L5面によって米代川から隔てられている（図3）．しかし，L6面を構成する上部砂礫層は，ほとんど円礫から構成され，未風化であることからOS-1の上部砂礫層とよく似ている．これらから，上部砂礫層
は米代川起源の可能性が高い．L6面を構成する上部砂礫層が後背斜面に分布する新第三系やL2，L5面構成層に起源するならば，To-H起源の物質が多く含まれていることが期待される．しかし，To-H起源物質は，耕作土直下の有機質シル
ト～砂層には大量に含まれるのに対して，その下位の砂礫層にはTo-H起源物質は認めにくい．そのため，L6面を構成する砂礫層は，現在の後背斜面から供給されたものとは考えにくい．L5面が形成された後，OS2～5付近に米代川起源の砂礫層（L6面構成層）が供給されることは考えられない．そのため，OS-2～5の上部砂礫層（L6面構成層）は，OS-1の上部砂礫層（L5面構成層）とほぼ同時期堆積物であり，現在見られる比高は尾去褶曲の運動によってもたらされた可能性が高い．OS-2～5の砂礫上部の上面は，OS-2および4付近が最深である．これは，OS-2および4付近が，松館地区のL2面で推定された向斜軸の延長に当たることと矛盾しない．
14

C年代測定
OS-2～5でみられる有機質シルト～砂は，OS-2で1,720±40～9,500±60 yBP，

OS-3で1,280±40～1,610±40 yBP，OS-4で300±50～8,430±60 yBPの年代を示した（図18）．一部年代の逆転を示しているものの，有機質シルト～砂の堆積年代は9,500±60 yBP（10,580～11,090 cal yBP）にまでさかのぼると判断される．
（８）大深度ボーリング資料および P 波反射法地震探査に基づく地下地質
花輪盆地周辺の地質と大深度ボーリング資料の対比
花輪盆地東部における奥羽山脈には，新第三系陸成層および貫入岩が分布する（図 19：中嶋，1989）．新第三系陸成層は大平沢（おべさわ）層，切通層，下こうべ層，夏尻沢層に細分され，そのうち大平沢層からは，7.0Ma，7.3Ma の FT
年代，切通層からは 10.4Ma，12.8Ma の FT 年代が報告されている（図 20：資源
エネルギー庁，1985）．一方，花輪盆地西部における出羽山地には，第四系陸成層，新第三系海成層，第三系海成層が分布する．第四系陸成層は樫内層と呼ば9

れる火砕流堆積物を主体とし，礫岩・シルト岩・泥岩を含む．本層の火砕流堆積物試料（花輪盆地から南南西 30km 程度の八幡平地域）は，1.06±0.09Ma の K-Ar
年代（全岩）が報告されている（Tamanyu and Lanphere, 1983）．本研究では，花輪盆地における樫内層試料（060828KS）の FT 年代を測定した結果，既報と同様の年代（1.0±0.1Ma）を得た（表 4）．新第三系海成層は松子沢層，合津（かっつ）
層，十二所安山岩，第三系海成層は茂内層，篭谷層，湧上層，笹畑層に細分される（図 20）．松子沢層・合津層相当層（遠部（とべ）層：花輪盆地から北西30km 程度に分布）からは，3.8Ma の K-Ar 年代（全岩）が報告されている（金属鉱業事業団，1980）．
花輪盆地内では，掘削深度 300m を超える大深度ボーリング資料がある（金属
鉱物探鉱促進事業団，1966；1967：図 19，図 21）．各地点の地質構成は，上部層（砂礫層を主とし，凝灰岩・凝灰角礫岩を頻繁に含む）と，下部層（シルト～砂混じり凝灰岩，凝灰角礫岩，火山岩，千枚岩など）に区分できる．上部層
下部には熔結凝灰岩が見られることが多く，この熔結凝灰岩の出現することをもって樫内層が認定されている（金属鉱物探鉱促進事業団，1966；1967）．これによれば，上部層下部は樫内層であり，その堆積開始年代は 1Ma より古い．ただし，ボーリング資料によっては，熔結凝灰岩がみられない場合もあり，樫内層の認定を難しくしている（金属鉱物探鉱促進事業団，1966；1967）．また，
Tamanyu and Lanphere（1983）および本報により 1Ma とされた火砕流堆積物と，ボーリング資料中の熔結凝灰岩との対比は確実とはいえない．本報では，樫内
層の堆積開始年代を，便宜的に 1～2Ma と考えておく．また，花輪盆地およびその周辺の地質層序（図 20）と照合すると，上部層は沖積層，段丘堆積物（盆地埋積層）および樫内層，下部層は新第三系に対比される．上部層の層厚は，花輪盆地内での西薄東厚が明瞭で，H-9，-14，-15，-16，-19 は層厚 350～400m 以上である（図 21）．これは，花輪盆地東縁に分布する東傾斜の逆断層によって，傾動盆地（断層角盆地）が形成されていることを示唆する．
反射断面と反射パターン区分
花輪盆地を東西に横切る形で，測線長約 6.6km の P 波探査をおこなった．探査の諸元を表 5 に示す．探査測線に設定した CMP 番号測線位置を図 22 に，段丘面プロファイル，深度断面，深度断面と解釈をそれぞれ図 23a, b, c に示す．標
高-1,000m までの反射パターンは，大きく A，B，C 層に区分される．A 層は，
CMP980～1,170 において，地表面にほぼ並行な反射面をもち，層厚は 50m 程度

10である．CMP820～980 および CMP1,170～1,400 での A 層はやや不明瞭である．
B 層はほぼ一様に東方傾斜しており，下部に向かって傾斜が増大する．ただし，
CMP1,000～1,200，標高 50～120m では，幅 300ｍ程度の緩やかな波状変形を示している．B 層の層厚は，西から東に向かって厚くなり，CMP1,400 付近で標高-300m 程度にも達する．また，B 層内の各反射面は，東方に向かって間隔が粗になる（層が厚くなる）．C 層は系統的な反射面を有さない．
反射断面の解釈1. 地層の対比
反射断面にみられたパターンと，既報の地質層序との対比を検討する．CMP730～980 の A 層は現在の地形面と並行しており，地表付近で沖積面・段丘堆積物を構成する．CMP980～1,400 の A 層は地表付近で L2 面（To-H 火砕流堆積物面またはそのラハール）を構成しているので（図 23a），To-H と判断される．なお，
A 層の下部は，To-H に先行して噴出した大規模火砕流である To-Of を含むかもしれない．
B 層は 10°前後で東方傾斜し，かつ東方に向かって層厚を増すので，growth 層であると判断される．米代川西岸では，層厚を西方に向かって減じながらも，B層が分布している．ここでの B 層は，米代川直近では A 層に不整合で覆われているものの，10°程度で東傾斜する反射パターンから判断して，米代川東岸の B層の下部に相当する可能性が高い．地質図では，米代川西岸の CMP600～700 付
近において，樫内層中の熔結凝灰岩が分布している（中嶋，1989）．この熔結凝
灰岩は，米代川に沿って南北に分布しており，反射測線の北約 1.5km の地点での本凝灰岩の FT 年代は 1Ma であった（図 19，表 4）．これらより，B 層は下部に樫内層を含み，B 層基底年代は熔結凝灰岩の FT 年代である 1Ma をさかのぼる．
C 層は，下位の B 層と異なり，東方に向かって層厚を増大しないので，樫内層より下位の新第三系に対比される．
2. 地質構造
B 層は，CMP1,400～1,600 付近で C 層と接しているので，CMP1,400 に到達す
る東傾斜 40～50°の断層が推定される．さらに，B 層下部は，断層によってドラッグを受けている．この断層の地表トレースは，空中写真判読によって認定された Fe1 に相当する．一方，CMP1,000～1,150，標高 50～150m の B 層は，緩やかな波状変形を示している．一方，その下位の B 層には，この波状変形が累積してきたことを示すようなパターンはみられない．そのため，この B 層の波状11

変形を生ずる 10°前後の低角逆断層が示唆される．この推定断層の傾斜は，growth層である B 層の傾斜と類似する．これは，B 層の層理面に断層（層面すべり断層）が生じている可能性が高い．この断層の地表表現は，空中写真判読によって認定された Fe2 に相当する．なお，Fe2 の東方延長における B 層中に明瞭な断層は認めにくいので，層面すべりが Fe1 まで連続している可能性がある．
CMP2,000～2,100 付近には，山地−盆地境界断層である小豆沢断層（内藤，1970）が分布することが図示されている（大月，2005）．しかし，当該範囲の反射断面には，かつて東傾斜の逆断層が存在していたことを示すような盆地埋積層などは認めがたい．空中写真判読によると，反射測線南方に分布する高位段丘面は，南北方向の軸をもつ褶曲変形を示している．また，この褶曲は，東翼が西翼に比べて狭い（図 3）．この変位地形は，当該範囲に西傾斜の逆断層が分布することを示し，より西方に位置する Fe1 や Fe2 のバックスラストの可能性が高い．なお，内藤（1970）が小豆沢断層の存在を検討した位置は，H-18 付近（探査測線より約 2.5km 北方）である（図 2）．H-18 にみられる厚い砂礫層の存在は，Fe1
がステップしながら H-18 の東側に延伸するので，小豆沢断層を想定しなくても説明可能である．
CMP600～750 付近は，尾去地区の L2，L6，L7 面にみられる尾去褶曲の北方延長に相当する．当該地区の B 層に，尾去褶曲に対応した変形は明瞭ではない．

３．まとめ
３．１ 断層帯の位置及び形態（１）断層帯を構成する断層
花輪東断層帯は，東から Fe0，Fe1，Fe2 からなる．また，米代川西岸には尾去褶曲が分布する．
（２）断層面の位置・形状
断層の北端は，内山地区で L2 面が東側隆起を受けている地点（北緯 40 度 13
分 45 秒，東経 140 度 49 分 09 秒：図 6）とした．これ以北に分布する現扇状地面に明瞭な変位地形は認められないものの，断層は北方へ延伸している可能性がある．断層南端は，谷内地区の分離小丘南端（北緯 40 度 06 分 02 秒，東経 140
度 47 分 15 秒：図 17）とした．これらより，断層の長さは 15km 以上となる．
Fe0 は，高位段丘面の褶曲変形から推定される西側隆起の断層である．断層の12

上端深度は，地表付近に達しているものと推定される．
Fe1 は，CMP1,400 付近（北陸自動車道直下）に向かってのびる東傾斜の断層で，断層面の傾斜は 40～50 度である．断層の上端深度は，地表付近に達しているものと判断される．
Fe2 は，CMP970 付近に向かってのびる東傾斜の断層で，断層面の傾斜は 10度程度である．断層の上端深度は，100ｍ以浅と判断される．
（３）変位の向き
Fe1，Fe2 ともに東傾斜の逆断層で，東側隆起のセンスを有する．Fe0 は段丘面の褶曲変形から西傾斜と推定され，Fe1 のバックスラストの可能性が高い．
３．２ 断層帯の過去の活動（１）平均変位速度
花輪東断層帯北部における断面2では，L2面が4mの東側隆起を受けている（図6，図7）．これより，平均上下変位速度は，0.3m/ky程度と算出される．
花輪東断層帯中部における断面 4，5 では，Fe1 は L2 面に 1.5～2m 程度の東側隆起の変位を与えている（図 11，12）．これより，Fe1 の平均上下変位速度は，0.1m/ky 程度と求まる．一方，反射断面によると，盆地埋積層基底は，Fe1 下盤
では 450m 程度の層厚を示す（図 23）．この盆地埋積層基底が樫内層基底に一致すると仮定するならば，Fe1 下盤の沈降速度は 0.2～0.5m/ky と算出される．この
速度は，最近 1.5 万年間の Fe1 の平均上下変位速度よりも速い．そのため，Fe1の平均上下変位速度は，現在に向かって減衰傾向にあると推定される．
Fe2 は，変位基準である L2 面，L3 面が下盤側に分布しないので，最小の平均
変位速度しか把握できない．断面 6（図 9）において，L2 面（15ka 前後），L3 面（10～15ka）に生じている上下変位量はそれぞれ 6～7m，5m で，両者ともほぼ同程度である．これらより，平均上下変位速度は 0.3～0.5m/ky 以上となる．ただし，この速度は，変位指標とした L2 面が初生的に西側傾斜と仮定した場合である．もし，Fe2 近辺の L2 面が，西流する黒沢川ではなく，北流する米代川によって形成されていた場合，上記速度は過大評価している可能性がある．これら Fe1，Fe2 の平均上下変位速度は，大月ほか（1998）によるそれ（0.2～0.5m/ky）とほぼ同じ結果を得た．
花輪断層帯南部では，平均上下変位速度は得られていない．

13

（２）活動時期
Fe1
花輪東断層帯北部・中部の Fe1 は，L2 面に東側隆起の変位を与えている（図2，図 3）．これより，Fe1 は，15ka 以降に活動したことは明らかである．断面 4.5
では，谷底面（L8 面）が約 0.8～1m の上下変位を受けている（図 16c）．谷底面を構成する砂・礫混じり砂互層（1-2，2-2 層）は，1,040±40～6,850±50 yBP（920～7,790 cal yBP）と年代幅が大きく，一部は逆転している．一方，谷底面にのる腐植土層（1-1，2-1 層）は，2,050±40～3,410±40 yBP（1,920～3,820 cal yBP） の年代を示す．1-1 層，2-1 層の最も古い 14C 年代値を谷底面（L8 面）の形成年代とすれば，断面 4.5 における Fe1 は，3,410 yBP（3,570～3,820 cal yBP；約 3,900
年前）以降に活動したことが示される．また，Fe1 は，Loc.7 のトレンチ壁面において，To-H 火砕流堆積面（15ka）に東側隆起の断層変位を与えている．トレンチ壁面に現れた断層の西側には，砂脈が垂直方向に伸びている．この砂脈は，To-H 火砕流堆積物から立ち上がり，上位のテフリックレスを貫いているものの，層位学的に遺構によって切られている．そのため，砂脈は To-H 火砕流堆積物定置後，遺構形成前に生じたことが導かれる．To-H および遺構は，それらの中に含まれる炭化物の 14C 年代測定により，13,160 yBP （15,290～15,880 cal yBP），
および 3,420 yBP （3,560～3,830 cal yBP：最も古いもの）とされている．これより，砂脈は約 15,000 年前以降，約 3,900 年前以前である．この砂脈が強震動による地盤の流動化によって生じたものと考えるならば，砂脈の形成年代は Fe1 の活動時期と見なすことができる．
Fe2
Fe2 は，断面 4 において L2 面，L3 面に変位を与えていることから（図 3；図9），10～15ka 以降に活動したことは明らかである．一方，断面 7 において，L7面を構成する砂礫層の堆積面は直線的であり，Fe2 による変形を認めにくい（図10）．ただし，現時点では，Fe2 の正確な位置を断定することは難しい．そのため，本報では Fe2 が，L7 面形成以降活動をしていない可能性を指摘するにとどめる．L7 面の形成年代は，面構成層上部に含まれる堆積物の 14C 年代により，4ka 前後と判断される．これらより，Fe2 の活動時期は，約 15,000 年前以降であることは確実で，約 4,000 年前以前の可能性がある．
尾去褶曲

14

尾去褶曲のうち，最も東に位置する背斜軸の北方延長では，L5面が細長く分布している3）（図3）．このL5面の形態は，背斜の活動によってL5面がL6面から分化した発達過程を想定させる．この分化時期は，L6面構成層直上の有機質シ
ルト～砂の堆積年代である9,500±60 yBP（11090-10580 cal yBP）なので，尾去褶
曲の活動時期は約11,000年前以前と推定される．
（３）１回の変位量Fe1 では，断面 4.5 で谷底面（L8 面）が約 0.8～1m の上下変位を受けていることから，これを１回の断層活動によるものと考えると，Fe1 の１回の変位量は上下成分で約 0.8～1m となる．
（４）活動間隔
具体的な数値を示す情報は得られていない．
（５）活動区間
具体的な数値を示す情報は得られていない．

（調査担当：松浦旅人）

注1）

火砕流堆積物かラハール堆積物かを層相で判別できないことがある．

2）

砂脈はガスパイプである可能性も否定できない．

3）

図 3 に示した背斜軸は，残存する L5 面中軸に一致させたものである．そのため，背斜軸は L5 面が浸食によって失われている部分（図示した位置より東側）に位置し，ほぼ南北走向を有する可能性がある．

15

文

献

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17

図

表

表1

花輪東断層帯のまとめ

表2

放射年代測定の結果

表3

OS-1 における火砕流堆積物を構成する火山ガラスの主成分化学組成
主成分分析は，SEM：HITACHI S2150，EDX：HORIBA EMAX5770 を使用した．加速電圧は 15kV，電流は 3.0nA，ビーム径は約 150nm で 4µ 四方を走査させ，測定時間は 200 秒間とした．主成分組成計算は ZAF 法による．
表4

樫内層中の凝灰岩のフィッショントラック年代測定結果

表5

反射探査の諸元

図1

花輪盆地および花輪東断層帯

地図画像は横山（2001）より引用．
図2

花輪東断層帯北部における断層および段丘面分布図

地図画像は横山（2001）より引用．ボーリング地点は金属鉱物探鉱促進事業
団（1966）より引用．
図3

花輪東断層帯中部における活構造および段丘面分布図

地形断面・地下掘削位置も示す．
図4

露頭柱状図および 14C 年代値

図5

Loc.1 におけるテフラの構成粒子数，屈折率測定結果

図6

内山地区における活断層および段丘面分布図

図7

断面 1～3 における地形断面図

18

図8

乳牛集落における高位段丘面構成層の写真
西流する乳牛川に対して，高位段丘面構成層は逆傾斜している．この逆傾

斜は，露頭西方に分布する東傾斜逆断層の変位によるものと判断される．
図9

断面 6 における段丘面投影図

図 10

断面 7 における地質断面図

図 11 大里地区における活断層および段丘面分布図
図 12

断面 4，5 における段丘面断面図

図 13

大里地区のトレンチ壁面写真(a) 北壁面．(b) 南壁面．
図 14

大里地区のトレンチ壁面スケッチ

赤い矢印は剪断面．
図 15

大里地区のトレンチ南壁面拡大写真(a) 軽石の再配置および砂脈． (b) 砂脈と遺構．(c) 砂脈と遺構の拡大写真．
図 16

大里地区のピット壁面スケッチ(a) Loc.8．(b) Loc.9．(c) 断面 4.5 の地形断面図．
図 17

谷内地区の活断層および段丘面分布図

ボーリング地点は金属鉱物探鉱促進事業団（1967）より引用．
図 18

松館・尾去地区における地形・地質断面図(a) 断面 8 における L2 面の段丘面断面図．(b) 断面 9 における地質断面図．(c) 断
面 9 における地質断面図（拡大図）および 14C 年代値．
図 19

花輪盆地およびその周辺の地質図および地下掘削位置

19

地質図は中嶋（1989）を簡略化．地下掘削位置は金属探鉱事業団（1966，1967）
より引用．
図 20

花輪盆地およびその周辺の地質総括図

金属探鉱事業団（1966，1967），中嶋（1989）を簡略化．* 本研究，** Tamanyu
and Lanphere (1983)，*** 金属鉱業事業団（1980），**** 資源エネルギー庁（1985）．
図 21

大深度地下掘削資料

金属探鉱事業団（1966，1967）を簡略化．
図 22

反射探査位置図(a) 測線全体図．(b) Fe0～Fe2 と測線の位置関係．
図 23

断層変位地形と反射深度断面(a) 段丘面および活断層を測線に投影した図．(b) 深度断面図．(c) 深度断面図
および解釈．

20⴫䋱䇭⧎ベ᧲ᢿጀᏪ䈱䉁䈫䉄
1 花輪東断層帯のまとめ．
表੹࿁⺞ᩏ䉕฽䉄䈢⚿ᨐ஻⠨䋱䋮ᢿጀᏪ䈱૏⟎䊶ᒻᘒ䋨䋱䋩ᢿጀᏪ䉕᭴ᚑ䈜䉎ᢿጀ㪝㪼㪇䋨䊋䉾䉪䉴䊤䉴䊃䋿䋩䋬㪝㪼㪈䋬㪝㪼㪉䋬የ෰ⶠᦛ䋨䋲䋩ᢿጀᏪ䈱૏⟎䊶ᒻ⁁䇭࿾⴫䈮䈍䈔䉎ᢿጀᏪ䈱૏⟎䊶ᒻ⁁䇭䇭ᢿጀᏪ䈱૏⟎䋨ਔ┵䈱✲ᐲ䊶⚻ᐲ䋩ർ┵䋺ർ✲㪋㪇㫦㪈㪋㶅䋬᧲⚻㪈㪋㪇㫦㪋㪐㶅ධ┵䋺ർ✲㪋㪇㫦㪇㪍㶅䋬᧲⚻㪈㪋㪇㫦㪋㪎㶅䇭䇭㐳䈘⚂㪈㪌㫂㫄એ਄

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放射年代測定の結果．
表22 放射年代測定の結果．
Code-no.
BetaBetaBetaBetaBetaBeta223800
Beta223801
BetaBeta223804
BetaBetaBeta223657
Beta223805

Sample no.
(Boring no.depth(m))

Material

OS-2Gl-0.55-0.60 humic clay
OS-2Gl-0.75-0.80 humic clay
OS-2Gl-0.85-0.90 humic clay
OS-2Gl-0.95-1.00 humic clay
OS-2Gl-1.10-1.20 humic sandConventionalδ C(‰)
14
C age
(yBP)
-24.3
1720 ± 40-25.91860 ± 50-25.02180 ± 50-25.12700 ± 50-24.62910 ± 40
13OS-2Gl-1.20-1.33 humic sand

-24.4

2870 ± 40

OS-2Gl-2.10-2.20 humic sand

-25.5

8210 ± 60

OS-2Gl-2.30-2.40 humic sand

-26.4

9100 ± 60

OS-2Gl-2.40-2.53 humic sand-25.3

9500 ± 60

OS-3Gl-1.40-1.45 humic sand
OS-3Gl-1.50-1.55 humic sand

-24.3
-26.0

1610 ± 401310 ± 40

OS-3Gl-1.60-1.67 humic sand-27.1

1280 ± 40

OS-4Gl-0.50-0.60 humic sand-24.8

300 ± 50

OS-4Gl-0.60-0.70 humic sand

-24.82380 ± 50

OS-4Gl-0.70-0.80 humic sand

-26.7

2890 ± 40

OS-4Gl-0.80-0.90 humic sand
OS-4Gl-0.90-1.00 humic sand

-23.6
-22.9

3080 ± 40
3090 ± 40

OS-4Gl-1.00-1.10 humic sand

-23.9

3130 ± 40

OS-4Gl-1.10-1.20

humic silt

-24.8

7340 ± 50

OS-4Gl-1.20-1.30

humic silt

-24.8

7560 ± 60

OS-4Gl-1.30-1.40

humic silt

-25.0

7710 ± 60

OS-4Gl-1.40-1.50

humic silt

-24.9

8430 ± 60

OS-4Gl-1.50-1.60

humic silt

-25.1

8080 ± 60

OS-4Gl-1.60-1.70

humic silt

-24.7

8200 ± 60

OT-1

soil

-21.7

3420 ± 50

OT-2

soil

-29.5

3410 ± 40

OT-3

soil

-25.2

670 ± 40

OT-4

soil

-22.8

2290 ± 40

OT-5
OT-6
OP1-1
OP1-2
OP1-3
OP1-4
OP1-5

soil
soil
humic clay
humic clay
humic sandhumic sandhumic sand

-21.5
-25.9
-27.2
-26.6
-24.9
-24.7
-24.8

2160 ± 401120 ± 4014680 ± 40
14620 ± 403020 ± 40
2940 ± 50
3000 ± 50

OP1-6

humic sand

-23.7

3410 ± 40

OP2-1
OP2-2
OP2-3
OP2-4
OP2-5
OP2-6

humic sandhumic sandhumic sandhumic sandhumic sandhumic sand

-25.8
-25.4
-26.7
-26.1
-24.4
-23.8

13940 ± 40
13820 ± 40
13840 ± 40
13930 ± 80
6850 ± 50
3520 ± 50

OP2-7

humic sand

-23.5

2980 ± 40

OP2-8humic sand

-27.4

1040 ± 40

OP2-9
OP2-10

humic sandhumic sand

-22.6
-21.8

2080 ± 40
2050 ± 40

TM-1Gl-1.40-1.50

humic sand

-25.42310 ± 40

TM-1Gl-1.50-1.60
TM-1Gl-1.60-1.70
TM-1Gl-1.70-1.80
TM-2Gl-0.20-0.30
TM-2Gl-0.30-0.35
TM-2Gl-0.35-0.45

humic sandhumic sandhumic sandwood
humic sandhumic sand

-25.7
-25.3
-24.8
-24.2
-24.2
-24.4

3120 ± 40
3640 ± 403680 ± 50
1250 ± 40
1050 ± 40
2060 ± 40

TM-2Gl-0.45-0.55

humic sand-25.1

2580 ± 40

BetaTM-4Gl-0.90-1.00
BetaTM-4Gl-1.00-1.10
BetaTM-4Gl-1.10-1.20
BetaTM-4Gl-1.20-1.30
224196
BetaTo-H
Beta- 226055
To-H-OT

humic sandhumic sandhumic sand

-21.0
-23.6
-24.6

1340 ± 50
2910 ± 40
3360 ± 40

humic sand

-23.6

3620 ± 40

wood
wood

-25.9
-24.7

12990 ± 50
13160 ± 50

Beta223806
Beta223807
BetaBetaBeta223810
Beta223811
Beta223812
BetaBeta223814
Beta223815
Beta223816
BetaBeta223818
BetaBeta223820
BetaBetaBetaBetaBetaBetaBetaBeta224174
BetaBetaBetaBetaBetaBetaBeta224181
Beta224182
BetaBetaBeta224185
BetaBetaBetaBetaBetaBetaBeta224192

Calibrated result(CalBP)
95%probability
1720 - 1540
1900 - 1700
2330 - 2030
2880 - 2750
3210 - 2940
3140 - 3090
3090 - 2870
9400 - 9350
9320 - 9010
10400 - 10190
11090 - 10920
10890 - 10580
1570 - 1400
1300 - 1170
1280 - 1140
1110 - 1100
490 - 280
160 - 160
2690 - 2640
2610 - 2590
2500 - 2330
3160 - 2920
2900 - 2890
3380 - 3210
3390 - 3220
3440 - 3310
3300 - 3260
8300 - 8250
8220 - 8020
8440 - 8300
8250 - 8220
8600 - 8400
9530 - 9380
9370 - 9310
9130 - 8850
8840 - 8780
9400 - 9360
9320 - 9010
3830 - 3560
3820 - 3800
3730 - 3570
680 - 550
2350 - 2300
2240 - 2170
2310 - 2040
1140 - 940
18000 - 17540
17960 - 17310
3350 - 3080
3260 - 2950
3350 - 3030
3820 - 3800
3730 - 3570
16900 - 16310
16760 - 16170
16790 - 16200
16980 - 16210
7790 - 7600
3920 - 3690
3320 - 3290
3270 - 3030
1050 - 1030
1000 - 920
2150 - 1940
2120 - 1920
2360 - 2310
2230 - 2200
3410 - 3260
4080 - 3850
4150 - 3880
1280 - 1070
1050 - 920
2130 - 1930
2760 - 2700
2630 - 2620
2560
1330 - 1180
3210 - 2940
3690 - 3480
4080 - 4040
4000 - 3840
15610 - 15100
15880 - 15290

Remarks

Loc.6

Loc.7

Loc.8

Loc.9

Loc.5

Loc.4
Loc.2
Loc.7

3 OS-1 における火砕流堆積物を構成する火山ガラスの主成分化学組成．
表⴫3‫ޓ‬OS-1ߦ߅ߌࠆἫ⎈ᵹၸⓍ‛ࠍ᭴ᚑߔࠆἫጊࠟ࡜ࠬߩਥᚑಽൻቇ⚵ᚑ㧚
SiO2

78.43

78.79

78.29

78.56

78.63

78.74

78.26

78.75

79.51

79.19

79.31

78.99 SiO2

78.79

TiO2

0.18

0.18

0.22

0.15

0.17

0.12

0.27

0.21

0.08

0.18

0.05

0.23 TiO2

0.17

0.38
0.06

Al2O3

12.27

12.15

12.23

12.30

12.13

12.13

12.05

12.01

11.82

11.77

11.84

11.92 Al2O3

12.05

0.17

FeO

1.26

1.27

1.45

1.31

1.49

1.23

1.42

1.44

1.12

1.13

1.41

1.28 FeO

1.32

0.12

MnO

0.00

0.02

0.06

0.05

0.00

0.00

0.17

0.05

0.00

0.03

0.00

0.00 MnO

0.03

0.05

MgO

0.27

0.22

0.24

0.23

0.12

0.20

0.24

0.11

0.12

0.29

0.10

0.17 MgO

0.19

0.07

CaO

1.32

1.33

1.37

1.38

1.38

1.35

1.33

1.26

1.26

1.28

1.22

1.24 CaO

1.31

0.05

Na2O

4.00

3.84

3.86

3.82

3.89

4.07

4.06

3.89

3.89

3.89

3.83

3.95 Na2O

3.92

0.08

K2O

2.27

2.20

2.27

2.20

2.20

2.17

2.20

2.28

2.20

2.23

2.25

2.22 K2O

2.22

0.04

Total

100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

100

S2150，EDX：HORIBA
EMAX5770 を使用した．加速電圧は 15kV，電流主成分分析は，SEM：HITACHIਥᚑಽಽᨆߪ㧘SEM㧦HITACHI S2150㧘EDX㧦HORIBA
EMAX5770ࠍ૶↪ߒߚ㧚ടㅦ㔚࿶ߪ
15kV㧘㔚ᵹߪ3.0nA㧘ࡆ࡯ࡓᓘߪ⚂150nmߢ4µ྾ᣇࠍ⿛ᩏߐߖ㧘᷹ቯᤨ㑆ߪ200⑽㑆ߣߒߚ㧚
は 3.0nA，ビーム径は約 150nm で 4μ 四方を走査させ，測定時間は 200 秒間とした．主成分組成計算はਥᚑಽ⚵ᚑ⸘▚ߪZAFᴺߦࠃࠆ㧚
ZAF 法による．

4 樫内層中の凝灰岩のフィッショントラック年代測定結果．
表表4
樫内層中の凝灰岩のフィッショントラック年代測定結果．
Samplename

Material Method No ofgrainsSpontaneous
4

ρs

-2

Ns

(10 ×cm )060828KS

Zircon

ED2

75

9.09

101

Inducedρs

6-2

Dosimeter

Ni

ρd

4

-2

(10 ×cm )(10 ×cm )

2.26

7.320

2516

r

Nd

Pr (χ2 ) U
(%)
(ppm)

FT age Reactor
Age±1σ
(Ma)

3513

0.766

43

260

1.0±0.1

JAERI

ρおよびNは，飛跡密度および総数．測定は外部ディテクター法(ED2)による．年代は，熱中性子線量ガラス(NIST-SRM612)およびζED1=390±3 (1σ), ζED2=350±3 (1σ) (Danhara et al., 2003)を用いて計算．Pr (χ2)：χ2
値の自由度(n-1)のχ2分布における上側確率 (Galbraith, 1981)．r：ρs とρiの相関係数．U：ウラン濃度．ジルコン
は日本原子力研究所JRR-4号炉気送管にて照射．

⴫㧡‫ޓ‬෻኿តᩏߩ⻉ర㧚
5 反射探査の諸元．
表Survey line length
6,600 mShot point interval
5m
Receiver point interval
10 m
Shots / point
2-15
Channels
100
Maximum offset
1000 mStandard CMP fold
50
CMP interval
2.5 m
Record length
2.0 sec
Sampling interval
1.0 msec
Energy source
Impactor (JMI-200)

yu

O
R.
←

40
yu
.O

R
←

140

142

Hanawa higashi
fault zone

38

Fig.2
zu

mi

.

←R

a
Hiy

d u
d u

eshiro←R. Yon

Fig.3

u d

d u
du
d u

u d

Fe2
d u

Osari folds

Fe1
Fe0

2 km

R.

Ku

ma

za

wa
→

Fig.17

Active fault, dashedwhere approximately
located, dotted
where concealed
Axis of foldd u

Fe1 Name of fault & foldu u: upthrownd d: downthrown
Tilting surface direction

図1

花輪盆地および花輪東断層帯．地図画像は横山（2001）より引用．
図1

花輪盆地および花輪東断層帯．地図画像は横山(2001)より引用．

H-5

H-6

H-7

H-8

?

zu

mi

H-10

R.

H-9

H-11

ya
Hi

?

H-12

?
H-14

H-15

d

u

d u
Uchiyama

Fig.6

Chiushi
H-16
1
R.Ch

H
L2
L3

iushi

H-18

H-19

H-17

Terracesurfaces

Active fault, dashedwhere approximately
located, dotted
where concealedu u: upthrownd d: downthrown
Drill site

1 km

d

1

Location

図 2 花輪東断層帯北部における断層および段丘面分布図．地図画
u
像は横山（2001）より引用．ボーリング地点は金属鉱物探鉱促進
図2 花輪東断層帯北部における断層および段丘面分布図．地図画像は横山(2001)より引用．
ボーリング地点は金属鉱物探鉱促進事業団(1966)より引用．
事業団（1966）より引用．
d u
d

u
u

d

u

d

2

ex
p.
wa
y

JR Kazuno
Hanawa130

Active fault, dashed
Terracewhere approximately
surfaces
located, dotted
where concealed
H
L1
Axis of fold
L2
Name of
L3 Fe1 fault & foldu u: upthrown
L4d d: downthrown
L5
Tilting surface direction
L6
L7 4
Location
L8
SectionTohoku

Hanawad u

duSection 7

3

4

a

R. Kurosaw

330

5

Section 9

0

30

210

Osari

du
200

190

Section 6

Uwano
180

150
170160

140

140

140

Tamanai

6

30

0

28

0
29

250

190

0

18

160

290

200

280

25 260
0

170

270

Fe2

0

330

170

150

800
117

140
200

Fig.11200

Section 4

22

図3

0

25

220

Osari folds

210

500m

Fe1
200

Osato

24
0

23

21

0

Section 5
0

9

0

du
200

Matsudate

8
19
0

160
180170

7
150

hiro

150

160

190

R.Yones

Section 8

花輪東断層帯中部における活構造および段丘面分布図．地形断面・地下掘削位置も示す．
図3

花輪東断層帯中部における活構造および段丘面分布図．地形断面・地下掘削位置も示す．

Fe0

(cm)

0
20
40
60
80
100

Loc.1

Loc.2

(H terrace)← S5(L2 terrace)

Loc.3

Loc.4

(L3 terrace) (L7 terrace)

Loc.5(L7 terrace)

Loc.6(L6 terrace)

To-H
1,720 ± 40

12,99050
1,340 ± 50
2,910 ± 40
3,360 ± 40
3,620 ± 40

← S4 To-Of
Loess?
← S3 To-Kb?

2,310 ± 40
3,120 ± 40
3,640 ± 40
3,680 ± 50

unknown

1,860 ± 50
2,180 ± 50
2,700 ± 50
2,910 ± 40
2,870 ± 40

8,210 ± 60
9,500 ± 60

← S2 To-Os← S1 Toya
Slope deposits
derived fromterrace deposits

図4

露頭柱状図および 14C14年代値．
図4

露頭柱状図および

C 年代値．

Loc.7(L2 terrace)

9,500 ± 60 14C age
Carbonized wood
Cultivated soil
Brown silt (aeolian)
Volcanic ash
PumicePumice and ash
Lithic fragments
Humic silt or sand
13,160Silt or sand50
Gravel with sandPyroclastic flow deposits
Lamination← Sampling point

No. Tephra

S5

To-H

S4

To-Of

S3

To-Kb?

S2

To-Os

S1

Toya

図5

Composition oftephra particles
50%

Mineralassemblage
50%

Refractive indices of glass (nd)
1.500

1.510

Refractive indices of opx (γ)
1.700

1.710

1.720

No data

Colorless Bw glass

Opx

Colorless Pm glass

Cpx

Colorless O glass

GHo

Color O glass

Opq

Light Mineral

Rock

Count
20
0

図 5 におけるテフラの構成粒子数，屈折率測定結果．
Loc.1 におけるテフラの構成粒子数，屈折率測定結果．
Loc.1

Section 1

L2

L2

d u

L2

L2

Section 2
L2dSection 3

d

L3

u

u

Uchiyama

200m
Active fault, dashedwhere approximately
located, dotted
where concealedu u: upthrownd d: downthrown
Tilting surface direction
Section

図6

内山地区における活断層および段丘面分布図．
図6

内山地区における活断層および段丘面分布図．

Elevation(m)

Section 1

200
L2
max. 7-8 m

L2

L2
150

200 m
100
W

E
Section 2

Elevation
(m)
200
L2
4m
L3

150

L2

L2

200 m
100
W

E
Section 3

Elevation
(m)
200

L3
4m

L3

L3

150

200 m
100
W

図7

E

断面 1～3 における地形断面図．
図7

断面 1〜3 における地形断面図．

E

W

Slope deposits andaeolian deposits(loess and tephras)

H terrace
deposits

East ward tilting

DebrisR. Chiushi(flowing westward)

図図8 8 乳牛集落における高位段丘面構成層の写真．西流する乳牛川に対して，高位段丘
乳牛集落における高位段丘面構成層の写真．西流する乳牛川に対して，高位段丘面構成層は逆傾斜し面構成層は逆傾斜している．この逆傾斜は，露頭西方に分布する東傾斜逆断層の変位にている．この逆傾斜は，露頭西方に分布する東傾斜逆断層の変位によるものと判断される．
よるものと判断される．

Elevation(m)Section 6

250
Tohoku exp. way

200

150

L2
L3 6-7 m
5m

Recentalluvial
surface

L2
L3

R.
Yoneshiro

Fe1
?

L7

Fe2

200 m

100
W

図9

E

断面 6 における段丘面投影図．
図9

断面 6 における段丘面投影図．

E

Section 7

Road

-1

TM

2

TM

Humic silt or sandSilt or sand
1,720 ± 40

14

L8 surface

Recentalluvial
surface

1,250 ± 40
1,050 ± 40
2,060 ± 40
2,580 ± 40

Top of gravel withsand whichconstituting L7
surface

図 102,310 ± 40
3,120 ± 40
3,640 ± 40
3,680 ± 50

Route 282

C age

JR
W

-3

TM

4

TM

Gravel with sand

10 m

50 m

1,340 ± 50
2,910 ± 40
3,360 ± 40
3,620 ± 40

断面 7 における地質断面図．
図10

断面7における地質断面図．

Tohokuexp. way160

7

9
Section 4.5

200

u

21
0

Section 5

図 11

200m

25
0

L8
Osato

24
0

L2

23
0

180

d

22
0

8
19
0

170

Section 4

Fe1

大里地区における活断層および段丘面分布図．
図 11

大里地区における活断層および段丘面分布図．
E

Fault (Fe1)

Section 4

L2 surface

Burge
2m

W

E

Fault (Fe1)L2 surface

Burge

Section 5
1.5m
Road

10 m

W

図 12

断面 4，5 における段丘面断面図．
図 12

断面 4，5 における段丘面断面図．

50 m

(a)

大里地区のトレンチ壁面写真． 北壁面．

図13a 大里地区のトレンチ壁面写真
（北壁面）

図 13a

図 13b

図13b 大里地区のトレンチ壁面写真（南壁面）
大里地区のトレンチ壁面写真．
（南壁面）．

(b)

16

-5

15

-4

14

-3

図14

1120±402160±40

図 14

10

9

8

7

大里地区のトレンチ壁面スケッチ．赤い矢印は剪断面．

大里地区のトレンチ壁面スケッチ．赤い矢印は剪断面．

13

-2

12

-1

11

11

12

10

13

South wall

9

14

8

15

7

16

6

6

0

5

5

North wall

4

4

←W
3

2

1

E→

-5

-4

-3

-2

-1

0

←E

3

W→

0

-1
2

-1

-2

0

-2

-5

-3

2290±40670±40-33410±403420±50-4113160±50

-4

-5

6

(a)

Sand pipe ?

Re-arrangementof pumice

(b)

11

12

13

14

(c)

Sand pipe
To-H pyroclastic flow deposits

13

(c)

Remnnant
featureRemnnant
featureSand pipes3410±403420±50

図 15 大里地区のトレンチ南壁面拡大写真．（a）軽石の再配置お
図15
大里地区のトレンチ南壁面拡大写真．
(a) 軽石の再配置および砂脈．
（b）砂脈と遺構．
（c）砂脈と遺構の拡大写真．
よび砂脈．(b) 砂脈と遺構．(c) 砂脈と遺構の拡大写真．

(a) Loc.8

W

E

W

E

Artificial
3410±403410±40
3000±501-1

3000±502940±502940±501-23020±400.5m

14620±40

3020±4014680±4014620±40

1-3

0.5m

14680±40

50 cm<down stream

14C age(b) Loc.9

W

2050±402080±401040±402980±403520±50

E
W

E

Artificial

2050±402080±402-1

1040±402980±403520±506850±50

13930±802-213840±4013820±4013940±40
0.5m

50 cm

2-3

14C age<down stream
13930±8013840±4013820±4013940±40d

0.5m

6850±50

u

u

d

Fe1
(Estimated)(c) Section 4.5E

0.8-1m
10 m

W

d

u

Loc.9
Loc.8
50 m

大里地区のピット壁面スケッチ．(a) Loc.8．(b) Loc.9．(c) 断面 4.5 の地形断面図．

大里地区のピット壁面スケッチ．
（a）Loc.8．
（b）Loc.9．
（c）断面 4.5 の地形断面図．

HS-4

HS-1

HS-2

ma
z

aw

a→

HS-3

Ku

図 16

R.

図 16

HS-7
HS-6

L1
L2
L3 Terrace
L5 surfaces
L6
Ls
Active fault, dashedwhere approximately
located, dotted
where concealedu u: upthrownd d: downthrown
Drill site

HS-5

d

u

1 km

図 17 谷内地区の活断層および段丘面分布図．
図17 谷内地区の活断層および段丘面分布図．
ボーリ
ボーリング地点は金属鉱物探鉱促進事業団（1967）
ング地点は金属鉱物探鉱促進事業団(1967)より引用．
より引用．

(a) Section 8

L2

10 m

50 m

L5

L6

(b) Section 9
-3

-5

OS

OS

-2

-4

OS

OS

-1

OS

Upper
gravelsUpper
gravels?
Lower
gravels(c) Section 9(enlarged)

L6

?

?

?

Pyroclastic
flow deposits

10 m

Lower
gravels

50 m

OS-3
OS-1

OS-5

OS-2
1610 ± 401310 ± 40
1280 ± 40

1m
10 m

Cultivated soil
Humic silt or sandOS-4

1720 ± 40
1860 ± 50
2180 ± 50
2700 ± 50
2910 ± 40
2870 ± 408210 ± 60
9500 ± 60

Silt or sand
Tuff
Gravel with sand1720 ± 4014300 ± 50
2380 ± 50
2890 ± 403080 ± 40
3090 ± 40
3130 ± 40
7340 ± 50
7560 ± 60
7710 ± 60
8430 ± 608080 ± 60
8200 ± 60

C age

図 18 松館・尾去地区における地形・地質断面図．（a）断面 8 における L2 面の段丘面断面図．（b）断面 9 における地質断面図．（c）断面 9 における地質断面図（拡大図）
14
図18 C
松館
・尾去地区における地形・地質断面図．(a) 断面8におけるL2面の段丘面断面図．
および年代値．
(b) 断面9における地質断面図．(c) 断面9における地質断面図（拡大図）
および14C年代値．

Holocene &Pleistocene
sediments
Lower Pleistocene tuff
Neogenesediments
Intrusive rocks
Pre-Neogene
Fault
Drill site

.
←R
H-6

H-5
H-7

H-8

H-13

H-12

H-11

H-9

H-10

H-15

060828KS
FT：1.0Ma

u

Oy

H-14
H-16

H-17

H-19

H-18

JR Kazuno
Hanawa

←R
.
HS-4

HS-7

HS-3 HS-2

HS-1

Yo
n

es

hir

o

HS-6 HS-55 km
図 19 花輪盆地およびその周辺の地質図および地下掘削位置．地質図は中嶋（1989）を簡略化．地下掘削位置は金属探鉱事業団（1966，1967）より引用． 地質図は中嶋
花輪盆地およびその周辺の地質図および地下掘削位置．

図19(1989)を簡略化．地下掘削位置は金属探鉱事業団(1966，1967)より引用．

Dewa Mts.

Hanawa basin

Holocene

Ou Ranges

Alluvial deposits and tephras

Terrace deposits & tephras
Basin sediments?
?
Kashinai f.

Pleistocene

1.0 Ma (FT)*1.06 Ma (K-Ar)**
Kattsu f.
Matsukozawa f.

Pliocene

Correlatives offormations in the
Dewa Mts.

Obesawa f.

Junishoandesite
3.8 Ma (K-Ar)***Late

Shigenai f.
MioceneKiritoshi f.

7.0 Ma (FT)****
7.3 Ma (FT)****
10.4 Ma (FT)****
12.8 Ma (FT)****

Kagotani f.

MiddleEarly
Pre-Neogene

Wakiagari f.

Shimokobe f.

Sasabatake f.

Natsujirisawa f.

Base rockBase rock

図 20 花輪盆地およびその周辺の地質総括図．金属探鉱事業団（1966，1967），
中嶋（1989）を簡略化．* 本研究，** Tamanyu and Lanphere（1983），*** 金属鉱業事業団（1980），**** 資源エネルギー庁（1985）．
図20 花輪盆地およびその周辺の地質総括図．金属探鉱事業団(1966，1967)，
中嶋(1989)を簡略化．* 本
研究，** Tamanyu and Lanphere (1983)，*** 金属鉱業事業団(1980)，**** 資源エネルギー庁(1985)．
H-5 H-6

H-7

H-8 H-9 H-10 H-11 H-12 H-13 H-14 H-15 H-16 H-17 H-18 H-19 HS-1 HS-2 HS-3 HS-4 HS-5 HS-6 HS-7

0

100

200

300

400

500

600

700
Gravel with sandAndesite or basalt

Silt

Phyllite
Gravel with tuffaceous matrix(Weathered rock?)
Non-core

Tuff breccia
Tuff
Tuff with sand and silt

図 21

Kashinai formation(Metal mining agency of Japan (1966 and 1967)

大深度地下掘削資料．金属探鉱事業団（1966，1967）を簡略化．
図 21

大深度地下掘削資料．金属探鉱事業団 (1966，1967) を簡略化．

(a)

1

JR KazunoHanawa

200
400

Seismic line

600

200

800

CMP stacking line
and CMP number

400

1000
1200
1400

1600

1800

2000
2200

500 m

2400
2494

Active fault, dashed
Terracewhere approximately
surfaces
located, dotted
190 where concealed
H
L1
Axis of fold
L2
Name of
L3 Fe1 fault & foldu u: upthrown
L4d d: downthrown
L5
Tilting surface direction
L6
L7 4
Location
L8
Section
160

(b)
130

JR Kazuno
Hanawa

.w
ue

xp
900

ok

Hanawa

800

To
h

700

d u

1000

140

140

1100
1200

du

1300
1400

200

190

140

du

1500

1600

1700

210

600

180

500

ay

CMP stacking line
and CMP number

150
170160

400

0
1800

30

1900

2000
2100

a

R. Kurosaw

Fe1

Tamanai40

1
反射探査位置図．(a)測線全体図．(b)Fe0〜Fe2と測線の位置関係．
200
200

0

220

210

Osato
200

0

25

24

0

23

22

0

Section 2
21

200

du

0

0

Section 1
19160
180170

150

hiro

150

R.Yones

4

Osato

0

0

800
117

反射探査位置図．（a）測線全体図．（b）Fe0 ～ Fe2 と測線の位置関係．
図22

29
0

250

30

190

290

Osari 160
folds

200

280

25 260
0

170
0
18

図 22

Fe2

270

500 m

170

28

150

Fe0

2200

(A)

Elevation(m)
400
Tohoku exp. way
H

R. Yoneshiro
300

L1

Route 282
L2200

Fe 1: 0.1 m/ky

L3

(B)

L7

100

Elevation(m)

Back thrust (?)

L8

Fe 2: >0.3-0.5 m/ky

400

Tohoku exp. way
R. Yoneshiro Route 282

300
200
100
0

-500

←W
V.E.2.0

500m

E→
E→
0
21
5
10
20
30

45

-1000
CMP

1

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

90
2494

(C)
Elevation
(m)
400
300

Fe1

200

A

100

Fe2

0

C

B

C
-500

←W
V.E.2.0

500m
-1000
CMP

1

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

図 23 断層変位地形と反射深度断面．（a）段丘面および活断層を測線に投影した図．
図23 断層変位地形と反射深度断面．
（b）深度断面図．（c）深度断面図および解釈．
(a) 段丘面および活断層を測線に投影した図．(b) 深度断面図．
(c) 深度断面図および解釈．

E→
E→
0
21
5
10
20
30

45
2400

90
2494