2004年10月の新潟県中越地震と日本列島テクトニクス―三重離脱面の上に載る中越地方―
新妻信明（中部支部・静岡大学理学部地球科学教室）

日本列島各地に大雨をもたらした２つの台風通過直後の2004年10月23日夕刻に新潟県中越地方においてM6.8の地震が起こり，多大な地質災害を起こし，多くの方々が被災された．
急速隆起・沈降境界域としての中越地域
中越地域は，弧状に屈曲する東北日本弧と日本列島を南北に分断するフォッサマグナとの交差域にあり，日本列島のテクトニクスにおいて重要な位置を占めている．西方の飛騨山地と南方の越後山地は急速な隆起を続け，世界で最も若い冷却固結マグマ溜まり花崗岩が滝谷および谷川岳に露出し，日本におけるロッククライミングのメッカとなっている．東北日本弧脊梁の岩手山西方では，固結しつつあるマグマ溜まり頂部が地熱開発ボーリングによって海水準下2000mで捉えられている（「地質基準」116頁）．これらの花崗岩も同程度の深度で固結したとすると数千m隆起したことになる．北方には，急速に沈降する新潟平野があり，中越地域は急速に隆起する山地と急速に沈降する平野の境界部に位置している．
活褶曲地域としての中越地域
北部フォッサマグナから新潟平野へ流れ抜ける信濃川では，その図１．ブーゲ異常起伏図．2004年10月の新潟県中越地震，1964年の流域に形成された河岸段丘面が褶曲構造と調和的な変位をしてお新潟地震，1847年の善光寺地震の震源位置と世界で最も新しい固結り，活褶曲として有名である．今回の中越地震の震源地は，活褶曲したマグマ溜まりが露出している滝谷と谷川岳．中越地域ではプーが最初に報告された信濃川流域の東岸域に当たる．北部フォッサマ

ゲ異常起伏が大規模重力崩壊の形態をしている．この起伏図は，山グナから新潟平野における褶曲は，典型的な同心褶曲である（「地本・志知（2004編）の重力データを用いてアジア航測（株）が作成し質基準」40頁）．この型の褶曲では，地層の厚さが変わらないので，た．

断面図上の層理面は平行した曲線として表現でき，定規とコンパスを用いるバスク法が適用できる．褶曲構造が同心であれば，向斜部大陸片の比重はより大きいことから，この起伏図は海底玄武岩や大では深度とともに曲率半径が増大するのに対し，背斜部では減少す陸片上面の起伏に対応する．新潟から長岡の東方には，平野と山地る．松本・長野地域には同心褶曲構造の深部が地表に露出しているの境界に沿って北北東−南南西方向に日本海側に急減するブーゲ異が，激しく変形して断層に切断された狭い背斜部を境界として広い常の傾斜面が続き，その南南西方延長部の長野平野の東方に存在す向斜部が並んでいる（「地質学調査の基本」42頁）．向斜部は上位のるが，その間の中越地域では，この急斜面は南東方向に大きく湾入砂岩優勢な海底扇状地堆積物からなり，背斜部は流動変形し易い下している（図１）．この急斜面より東側には日本海拡大前の中新世位の泥質岩からなっている．このような同心褶曲の特徴は，褶曲構前期の堆積物があり，この急斜面が大陸片の境界に対応している．

造の下底面で離脱するとともに層理面におけるすべりがなければ実

この斜面の湾入部の北西方の柏崎付近には高まりが存在し，その間現されない．向斜構造の境界となっている幅の狭い背斜部は，離脱の凹所の軸部を信濃川が流れている．この起伏形態は，地すべり地面から上方に向かうひだの筋に対応する．

域に一般的に見られる円弧すべりの様相（「地質学調査の基本」169頁）を呈している．すなわち，南東に湾入している急斜面は滑落斜

大陸片境界域としての中越地域

面に，信濃川に沿う凹軸は滑落斜面下の凹状地に，柏崎付近が脚部

北部フォッサマグナから新潟地域は，1500万年前に日本列島がアの高まりに相当する．この大規模崩壊は引張応力場のもとにあった

ジア大陸東縁部から分離した際に形成された日本海の南東端に当た日本海拡大時に起こり，現在の日本列島テクトニクスによる圧縮応り，中越地域は日本海の海底玄武岩と大陸片との境界部に位置する．

力場のもとにその離脱面が元に戻される方向に運動した（反転テク

日本海拡大後に遠洋性泥岩が堆積し，その上を日本列島から供給さトニクス）ため，日本海拡大後この凹所を埋積した堆積物が同心褶れた大量の土砂が海底扇状地としておおい，魚沼層堆積期にその上曲して油田・ガス田になっている．今回のM6.8の中越地震はブー面は海面上に達した．日本海拡大後の泥質堆積物が，同心褶曲の離ゲ異常急変斜面上で起こったが，1847年の善光寺地震M7.4，1964脱面として機能している．

年の新潟地震M7.5も同様に大陸片と日本海との境界部で起こっている．

褶曲構造下の構造
地表の地質調査や油田掘削によって同心褶曲構造が詳細に解明さ中越地域の三重離脱面れているが，離脱面以下についての情報は乏しい．本年11月，東京中越地震の震源域である山古志村の２万５千分の１地形図を見る

大学出版会から「日本列島重力アトラス‐西南日本および中央日本」と，地表の殆どが地すべり地形によって覆われている（本誌11月号（山本・志知編，2004）が出版され，褶曲構造下の離脱面について表紙写真：向山，2004）．この地すべりによって形成される窪地は検討できるようになった．この重力アトラスとは別にアジア航測

特産の錦鯉の養殖，緩やかな丘陵は牧畜に利用されおり，多くの恩（株）は，同じ重力異常データについて起伏状態を詳細に表現できる恵をもたらしている．しかし，この恩恵豊な地域は，日本海拡大時

赤色立体地図（Red Relief Image Map，俗称「内臓マップ」；千に形成された重力崩壊による離脱面と，同心褶曲構造下底の離脱面，葉・鈴木2004）を用いてブーゲ異常起伏図を2004年９月の地質学会

そして同心褶曲構造の上面の地表付近の地すべりの離脱面と，三重千葉大会に公開した．同心褶曲している海底扇状地堆積物の比重はの離脱面の上に載っていることになる（図２）．今回の中越地震は，ブーゲ異常算出に用いられた比重2.67より小さいが，海底玄武岩や地下の地質体の破断によって生じたものである．三つの離脱面のい10

日本地質学会News８（１）図３．静岡大学地殻活動観測所と草薙断層を挟んだ谷津山間の光波測距記録．2004年春から伸長していたが，10月15日から短縮に転じ，
図２．中越地方の三重の離脱面概念図．中越地震の震源域には，地中越地震後に最も短縮した．

表付近の地すべりによる離脱面，同心褶曲構造下面の離脱面，日本
海拡大時に大陸から日本列島が分離した時に生じた大規模重力崩壊日台湾M6.1，７月22日沖縄本島近海M6.1，８月21日与那国島近海による離脱面と三つの離脱面が地下に存在している．

M5.6と西縁で連続的に地震が起こり，フィリピン海プレート北縁部と中部日本における歪みが増大していた．

ずれが破断したのか，離脱面から派生してその上位の地質体を切断

2001年１月４日M5.6の地震以来沈静化していた中越地方におけする破断であるのかその特定は困難であるが，褶曲構造の形成過程る地震活動が新聞に報じられたのは2004年９月７日の最大M4.3のや離脱面を考慮した深部の地質構造探査が望まれる．

３つの地震からであり，その前の９月５・６日には紀伊半島沖
M6.4・M7.4，直前の９月７日に東海道沖M6.4がフィリピン海プレ

中越地域を支配するプレート運動ート内で起き，中越地方で９月８日にM3.5，東海道沖でM6.5が起

今回の地震活動は日本列島のテクトニクスが駆動している．中部こっている．中越地方の活動が峠を越した11月９日にも東海道沖地方では太平洋・フィリピン海・北米・アムールの４つのプレートM5.7が起こっており，フィリピン海プレート北部と中部日本の歪が関与しているが，房総沖の海溝・海溝・海溝型プレート境界三重が今回の地震に関係していると言えよう．プレート運動と中部日本会合点が重要な役割を演じている．フィリピン海プレートの北西進の歪みの関係は，1999年９月の台湾の地震後の短縮（新妻，2002），に伴い伊豆海溝は日本海溝の南方延長よりも西方に後退するが，こ2004年春から夏にかけての伸長の後に起こった10月15日からの短縮

れらの海溝に沈み込む太平洋プレートは地球上で最も古く厚い海洋として静岡大学地殻活動観測所の光波測距によって捉えられている

プレートなので，日本海溝と伊豆海溝との接続部のずれに合わせて（図３）．

沈み込まず，日本海溝および東北日本弧を伊豆海溝の位置まで弧状

中越地域は三重の離脱面の上に載り，日本列島のテクトニクスをに屈曲させ，西南日本を東西に圧縮している（Niitsuma, 1996・象徴するような地質構造を有しているが，この背景を配慮した測線2004）．中越地域は東北日本弧と中部日本の境界域に位置し，フィを設け，フィリピン海プレートの東西両縁および日本海溝におけるリピン海プレートと太平洋プレートの動きに対して鋭敏に反応す

地震活動から予測される日本列島の歪状態と対応させて褶曲構造のる．

変動を監視できれば，この地域における直下型地震についての予報も可能になるであろう．

中越地震とプレート境界の地震活動および地殻変動

本稿を作成するに当たり，地質学会の斎藤靖ニ会長をはじめ水野気象庁発行の「地震・火山月報（防災編）」の「日本及びその周篤行・籾倉克幹・宇田進一の皆様，静岡大学地球科学教室の皆様に辺で発生した主な地震」および「世界の主な地震」によると，伊討論いただいた．ブーゲ重力異常起伏図については北海道大学の山豆・小笠原海溝沿いの地震は1999年までは年間２-４個がほぼ半年

本明彦，アジア航測（株）の千葉達朗・鈴木雄介の皆様にお世話にな以内の間隔で起こっていたが，2000年から2002年の夏までは年間５った．

個以上と活発な地震活動があり，その後沈静化し，15ヶ月近く経過した2003年11月に２つの地震が起こったのみで2004年８月まで地震

文が起こっていなかった．中越地震と紀伊半島沖地震はこの異常な静千葉達朗・鈴木雄介（2004）赤色立体地図-新しい地形表現手法-．

献穏期を経て起こった．一方，日本海溝沿いの地震は，伊豆・マリア

応用測量論文集，15，81-88．

ナ海溝の静穏期前には年間２から４個であったのが，2002年以後に向山 栄（2004）平成16年新潟県中越地震によって生じた河道閉塞は年間10個以上と倍増している．と天然ダム．日本地質学会ニュース誌，7（11），表紙．

三重会合点よりも南方では，伊豆・マリアナ海溝および南海トラ

Niitsuma N.（1996）The trench-trench-trench type triple junction

フ・琉球海溝の二列に沿って太平洋プレート運動に相当する沈み込and tectonic evolution of Japan. Geoscience Reports of Shizuoka

みが起こっており，フィリピン海プレートは東縁で沈み込まれ，西University, 21, 21-28.

縁で沈み込んでいる．フィリピン海プレート南端のモルッカ海峡で新妻信明（2002）光波測距による大気境界層変動と草薙断層・麻機は，太平洋プレート運動分が沈み込んでいるので，太平洋プレート断層の活動監視．静岡大地球科学研報，29，77-93．とフィリピン海プレートの運動は一致しているが，台湾と南部フォ

Niitsuma, N.（2004III）Japan Trench and tectonics of the

ッサマグナにおける衝突によって西縁の沈み込みが妨げられ，フィJapanese Island Arcs. The Island Arc, 13, 306-317.

リピン海プレートがモルッカ海峡の東方で太平洋プレート上に釘付

日本地質学会地質基準委員会編著（2001）地質基準，共立出版，東けにされ，そこを要（Pivot）として回転しているように運動して

京，190p．

いる．1999年９月の台湾地震M7.7がフィリピン海プレート東西両日本地質学会地質基準委員会編著（2003）地質学調査の基本，共立縁での活発な地震の契機となったが，西縁の地震は四国以南に限ら出版，東京，220p．

れ，四国よりも北東の中部日本は固着されたまま歪みを蓄えていた

山本明彦・志知龍一編（2004）日本列島重力アトラス−西南日本おことになる．2002年８月以後はフィリピン海プレート東西縁で極端よび中央日本−（CD-ROM付）．東京大学出版会，東京，129p．に少ない地震しか起こらない休止期となっていたが，2004年５月19日本地質学会News８（１）11