京 都 大 学 防 災 研 究 所 年 報 第 50 号 B 平 成 19 年 4 月
Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 50 B, 2007大阪盆地北東部の脈動による地盤震動特性と重力基盤構造との関係について

赤松純平・中村佳重郎・西村敬一*・駒澤正夫***岡山理科大学総合情報学部**産業技術総合研究所地質情報部門

要 旨
大阪盆地北東部において脈動を観測し，上下動-水平動スペクトル比(H/V)による震動特性と重力基盤構造との整合性を検討した。H/V の形状，卓越周期(Tp)，それらの異方性などの分析から，震動特性は概ね直下の基盤の深さを反映するが，基盤の尾根部直上では周囲の深い基盤構造の影響を受けて複雑な震動モードを形成していることが推測された。マイクロゾーニングの資料とするために，重力基盤構造による波線の集中を３次元スネルの法則により計算して地震動増幅域のマッピングを行った。この結果，盆地縁辺部の有馬-高槻構造線，交野断層および京都盆地西縁断層のみならず枚方断層(撓曲)に関係する基盤構造にも関係して震動増幅域のあることが示された。

キーワード：重力基盤，脈動震動特性，基盤岩断層構造，波線集中，マイクロゾーニング

1. はじめに関係を吟味する。具体的には，脈動の上下動-水平動スペクトル比(H/V)の卓越周期や方位特性と基盤の1995 年兵庫県南部地震において，震源断層に近い３次元構造，特に盆地内の基盤の尾根状隆起構造と神戸・阪神間に「震災の帯」と称された震度７域がの関係，および地表地質構造との関係などを検討し現れたり，震源から離れた大阪府下では上町断層にて，重力基盤構造が波動場の説明に有効であること沿って被害が集中したりしたため，基盤岩の３次元を示す。さらに，重力基盤構造による波線の集中を構造が堆積盆地におけるマイクロゾーニングの問題３次元スネルの法則により計算して地震動増幅域のとして改めて強く認識された。近畿圏の大都市の立マッピングを行い，同地域のマイクロゾーニングに地する大阪盆地，京都盆地，奈良盆地は，いずれもおける問題点を指摘する。

厚い大阪層群を堆積しており，盆地の境界付近の基盤岩は急傾斜であって活断層の認定されている場合2. 地質構造が多い。筆者らは，これらの盆地の基盤構造，活構造との関係，盆地基盤相互の繋がりなどを明らかに

調査対象地域は，国土地理院２万５千分の１地形するために脈動観測と重力探査とを実施してきた(赤図の，高槻，淀，吹田，枚方図幅に対応する範囲(東松・駒澤，2003；赤松ら，2004a)。本稿では，「大都

経 135 度 30 分~45 分，北緯 34 度 55 分~45 分)のお市大震災軽減化特別プロジェクト(大大特)」で明らか

およそ東西 22.8km，南北 18.5km である。この範囲にされた大阪盆地北東部の３次元重力基盤構造(赤松の地質構造図を Fig.1 に示す。市原ら(1991)の地質図

ら，2007)と同地域で観測される脈動の震動性状とのに，岡田・東郷(2000)による活断層を加えたもので－ 133 －

Fig.1 Geologic setting in the study area (after Itihara et al., 1991).
ある。図中，大阪盆地は，北部の北摂山地と南東部る枚方断層(撓曲)がある。枚方丘陵と生駒山系との間の生駒山系に挟まれた地域であり，北東から南西にには，生駒断層帯が北東に分岐した北東－南西走向

京都盆地から淀川が流れ，淀川右岸の西部には千里の交野断層があり，さらに，男山の西には南北走向丘陵が，左岸の南部には枚方丘陵が発達している。の田口断層(撓曲)がある。

また男山と生駒山系北端部との間には八幡丘陵があ

なお図には示されていないが，千里丘陵の西側にり，その北部が洞ヶ峠と称されている。これらの丘は上町断層帯から北に延びる佛念寺山断層がある。

陵には大阪盆地に厚く堆積している大阪層群中部~下部層が広く(一部に最下部層も)露出している。北部

3. 重力基盤の北摂山地は，主に丹波層群，部分的に白亜紀後期の花崗岩類で構成されている。南東部の生駒山系はFig.2 に重力基盤図を示す。コンターは標高を表示

領家花崗岩類である。これらの基盤岩類が盆地の基している。また，重力基盤構造モデルの全体を俯瞰盤を形成していると考えられる。

するために，Fig.3 に鳥瞰図を地形図と比較して示し

北摂山地との境界には有馬－高槻構造線が西南西た。地形図は 50m メッシュ数値地図(国土地理院，－東北東に走っている。茨木市内ではこの断層系を2000)による。これらの図から，重力基盤構造の特徴構成する真上断層と安威断層とが併走しているが，および地形・地質との関係を以下のように指摘でき

安威断層は高槻市内で東へのトレースが消えている。

る。

真上断層の東方では，島本町から大山崎町にかけて(1) 有馬－高槻構造線付近で基盤は急峻に 700m 程断層線は天王山に沿うように屈曲している。天王山

度沈降する。この崖状構造は東に延びて男山の南麓とは淀川を挟んだ対岸に位置する男山は，天王山とを通る。ここでの標高は-400m 程度である。一方，同じく丹波層群に属していることが注目される。

西部の千里丘陵ではグラーベン状の陥没地形を形成

枚方丘陵の西側には生駒断層帯の北への延長であしている。

－ 134 －Fig.2 Gravity basement shown in altitude. Contour interval is 50m.

Fig.3 Bird's-eye view of surface topography and gravity basement seen from southwest.
Red lines show active faults.
(2) 枚方丘陵の西外縁から北外縁に沿うように湾曲-200~-250m である。この隆起帯の北西~西側で基盤して基盤が帯状に隆起しており，この隆起帯はさらは急峻に-1,000m まで沈降する。この沈降域は，高に北東方向，男山の南の洞ヶ峠付近にまで延びてい槻市，茨木市，摂津市，寝屋川市を含んでおり，西る。枚方断層はこの隆起帯の西側斜面に対応する。

側の千里丘陵に向けて徐々に隆起している。

隆起帯は枚方大橋付近で最も高く，標高は(3) 男山と生駒山系北端部を結ぶ八幡丘陵の下で基－ 135 －Fig.4 Location of observation sites of microseisms. Size of circle is proportional to peak period of H/V.
Contours show altitude of gravity basement.
盤は帯状に隆起している。洞ヶ峠付近で最も高く標ターを介して，100Hz のサンプリングで約 10 分間

高は約-200m であるが，男山南麓では約-400m まで，記録した。観測は全て昼間である(交通ノイズは夜間

また生駒山系北麓付近では約-600m まで沈降していの方が大きい場所が多い)。記録直後に現地でスペクる。既に述べたように，男山南麓の沈降域は有馬－トル解析を行い，交通機関や風の影響が大きいと判

高槻構造線に沿う基盤沈降の東への延長である。ま断される場合は再測した。
脈動の震動特性は上下動－水平動スペクトル比た洞ヶ峠付近の隆起域は，枚方丘陵下の隆起帯の東への延長に連なっているように見える。さらに，洞（H/V）のピーク周期(Tp)で評価する。H/V は約 80ヶ峠付近から南西方向に基盤の支尾根が延びており，秒間の記録から F.F.T.により７枚のスペクトルを求その西側斜面に田口断層が対応している。

め，水平各２成分およびそれらのベクトル和と上下(4) 南東部の交野断層に沿って基盤は急峻に沈降し動成分との比の平均値による。スペクトル計算区間ている。沈降域は枚方市南部~交野市に広がり，最深は機械的に 85 秒ずつ移動して得ている。Fig.5 にス部は-1,000m に達する。しかしこの基盤沈降域は(3)ペクトルと H/V の例を示す。スペクトルは各観測点で述べた南西走向の隆起支尾根により２つに分かたで計測した換振器の周期と減衰定数を用いて計器補れている。基盤は枚方丘陵下の隆起帯に向け北西方正を施して得た地動速度スペクトルである。

向に徐々に隆起している。
なおここで示した基盤図は，2006 年 11 月までに5.

脈動の震動特性測定された重力値に基づいてモデル化されたものである。基盤標高データは 100m 格子点で 1cm の分解能で与えられている。

基盤形状が横方向に不均質である場合，脈動の震動特性に異方性のあることが知られている。例えば，上高地盆地のような狭隘な構造では，構造の走行に4.

脈動の観測と解析平行な震動成分が励起されやすい(赤松ら，2004b)。
Fig.6 は，水平２成分の座標軸を 15 度きざみで回転Fig.4 に脈動観測点の位置を示す。観測点は表層地させて得た H/V の Tp の方位分布である。数地点(Nos.

質(沖積地/丘陵地)および重力基盤の位置(尾根部/基6, 11, 12 & 22)で，いびつな方位特性を示しているが，底部)や深さ，傾斜などの違いを考慮して選択した 24

これらは計測時の風の影響と考えられる。その他に地点である。各観測点では１秒速度型換振器を用い，も弱い方位特性を示す点(Nos. 5, 9, 13, 14,&15 など)

交通機関など人為的な短周期のノイズを除去するたがあるが，基盤傾斜の方向と系統的な関係はないよ

めに遮断周波数 1Hz または 3Hz のハイカットフィル

うである。これらのことから，ここでは水平２成分－ 136 －Fig.5 An example of spectral density of microseisms(upper panels) and horizontal-to-vertical spectral
ratio(H/V) (lower panels)（Site No.19). CH.1, CH.2 and CH.3 are NS, EW and UD components, respectively.
7 spectra of about 80s intervals and their mean H/V with 1SD are shown.

Fig.6 Azimuth deviation of peak period of H/V (bold black line).
Blue circle shows mean of Tp. Mean Tp value is shown in parenthesis.のベクトル和による H/V により Tp を求めた。

基盤深と直線的関係を示すが，全体の傾向に比べこのようにして求めた Tp は，Fig.4 に各観測点のNo.10 や No.21 などのように深さに比べ Tp が大き位置に○印の大きさで示されている。概ね基盤が深くなる地点がある。この原因として表層地質や基盤いほど Tp は長周期である。Fig.7 に基盤の深さと Tp形状などが考えられる。Fig.7 では，これらを印の形との関係を示す。深さは半径 100m 以内の基盤の深と色とで区別して示してある。すなわち，沖積地のさの平均値であり，深さの誤差棒は半径 300m 以内

観測点は○印で，丘陵地の観測点は●印で，また，の最大と最小の基盤深である。また周期の誤差棒は基盤の基底部は黒，尾根部は赤色，斜面上は青色でピーク値の 70%の値の周期範囲を示す。概ね Tp は示してある。表層地質についてみると，沖積地(○)－ 137 －Fig.7 Relation between peak period of H/V and depth to gravity basement. Error bar shows depth range in an area within
300m and period range of 70% of peak value. Open circle: alluvial site; dot: terrace site. Black: site above bottom area ofbasement; red: site above narrow ridge of basement, blue: site above slope of basement and others.

Fig.8 Grouping of H/V by condition of gravity basement under the observation sites:(a) bottom area and alluvial site, (b) bottom area and terrace site, (c) narrow ridge, (d) slope area and others.

－ 138 －

と丘陵地(●)の分布に偏りはない。むしろ基盤の尾根動モードを形成し難いことを示すものと解される。

部分の観測点(赤印)が全体の傾向に比べ長周期であなお，0.2Hz 以下の低周波数域で H/V の値が増加しることが顕著である。すなわち，尾根部分では Tp はている地点があるが，これはトラックなどの車両の周囲の深い構造の影響を受けていることを示してい通過や風の影響などを受けたものである。
以上の解析結果は，地震波速度構造に規制されるる。

脈動の震動特性が密度分布を反映する重力基盤構造

このことを子細に検討するために，H/V の形状を観測点の立地条件によってグループに分けて Fig.8により解釈できることを示している。に示した。図の(a)は基盤の基底部で沖積地(主に淀川6.

流域と寝屋川市)，(b)は基盤基底部で丘陵地，(c)は基基盤構造による地震動増幅域

盤尾根部，また(d)はその他の基盤の鞍部または斜面上である。基盤の基底部((a)と(b))では，沖積地と丘前節で重力基盤により波動場が議論できることが陵地の表層地質の違いに関係なく H/V は帯域幅の狭確認されたので，基盤構造による波線集中を３次元い単一のピークを形成している。基盤尾根部の(c)グスネルの法則(Spirtus, 1978)を用いて計算し地震動

ル ー プ に は 沖 積 地 (Nos.9&10) と 丘 陵 地 (Nos.13,増幅域をマッピングする。計算では波線が入射する21&24)とが含まれるが，表層地質に依らずピークの境界面の最大傾斜の方位と傾斜角とが必要である。

幅は広く複雑な形状を呈している。(a)グループのこれらは半径 300m 以内の基盤標高で回帰される平No.12 は，このグループの中では例外的にやや複雑面で与えた。Fig.9 に境界面傾斜角の分布を示す。盆なピーク形状を示しているが，形は(c)グループとは地境界付近での最大傾斜は 60 ﾟ以上である。枚方大明らかに異なっている。(d)グループの H/V の形状は橋付近の直下では 40 ﾟに達する。

いろいろである。しかしこの中で特に幅広の形を示

重力基盤構造は基盤と堆積層１層とでモデル化さす No.11 の位置は，基盤の斜面上ではあるが尾根筋れているので，これに対応する地震波伝播速度をに近い。このため(c)グループに似た形を示したもの

Table 1 のように与えた。Fig.10 に震源域として山崎と考えられる。(c)グループの H/V の複雑な形状は，断層帯(方位 270 ﾟ)，琵琶湖西岸断層帯(30 ﾟ)，南海基盤の尾根部の上では基底部に比べ波動が単一の震道地震(180 ﾟ)，奈良盆地東縁断層帯(135 ﾟ)を想定しFig.9 Dip angle of surface of gravity basement.

Table 1 Velocity model for 3D Snell's lowVp(m/s)

Vs(m/s)

Sediment

2000

1000

Basement4500

2400－ 139 －Fig.10 Distribution of ray density of refracted S waves for plane S wave incidence with various back azimuths.

Fig.11 Risky zone of strong motions (overlap of various back azimuths in Fig.10).て得られた波線の密度分布を示す。平面 S 波が鉛直造に支配されるため，波の入射方位によって違ってに対する入射角 30 ﾟで入射したとして，地表面でのいるが，有馬-高槻構造線，交野断層，枚方断層，京屈折 S 波の波線密度を表す。入射波線を 100m メッ

都盆地西縁断層帯などに平行して，概ね入射波の進シュで与え，屈折波の密度を地表面における半径行方向に対して基盤の沈降側に波線集中が起きてい300m 以内の波線数から換算した（波線集中が生じなる。ただし，有馬-高槻構造線に沿う地域の西部と東い場合の密度 = 1.0）。波線密度の最大値は入射方位部とでは，基盤が湾曲したグラーベン状の凹地を形により若干異なり，2.5(方位 135 ﾟ)~3.3(方位 270 ﾟ)成しているため，いずれの方位の地震に対しても波である。波線集中域の分布は，屈折方位が３次元構線密度が大きい。

－ 140 －

Fig.11 に上記４つの波線密度分布の最大値を示しこの結果，た。この図はいろいろな方位で起こる地震を想定し，(5) 想定した地震の位置により強さの違いはあるが，基盤構造による地震動増幅域をマッピングするもの

有馬-高槻構造線，交野断層，枚方断層，京都盆地西である。ここでの計算は波の位相による干渉などを縁断層帯などに平行して帯状の震動増幅域が生成す考慮していない波線密度分布だけであるので，強震る。

動生成の必要条件－すなわち，基盤による強震動生(6) 有馬-高槻構造線に沿う地域の西部および東部は，成の危険性(可能性)－を示すものである。被害予測の基盤が湾曲したグラーベン状の凹地を形成している観点からは，Fig.11 に示された基盤構造による強震ため，いずれの方位の地震に対しても震動増幅域に動生成危険域の中でも，沖積層の厚く堆積する地域なる。

（淀川右岸など）は特に注意すべき地域と考えられ(7) 枚方断層に関係する基盤構造に起因する震動増る。また，基盤構造に起因する強震動生成を検証す

幅域は淀川右岸に沿っており，厚い沖積層と相俟っるための地震動観測が必要であろう。て特に強震動が生成される可能性がある。
基盤構造によるこのような強震動生成域の存在を

7. まとめ

地震観測記録に基づいて検証する必要がある。

参考文献

大阪盆地北東部で脈動観測を行い，その震動特性が重力基盤構造と整合性を有するか検討した。脈動の上下動-水平動スペクトル比(H/V)による震動特性

赤松純平・駒澤正夫(2003)：京都盆地の地盤震動特は以下のようである。

性と重力基盤，京都大学防災研究所年報，46-B，(1) H/V の卓越周期(Tp)には基盤岩の３次元構造に関929-936.

係する異方性はほとんど認められない。

赤松純平・駒澤正夫・中村佳重郎・西村敬一(2004a)：(2) Tp は概ね直下の基盤の深さに依存する。Tp と深京都･奈良盆地系の重力基盤構造について，京都大

さとはほぼ直線的な関係を示すが，基盤の基底部と学防災研究所年報，47-B，871-876.

尾根部とでは系統的に異なる。すなわち，基盤の尾赤松純平・諏訪浩・市川信夫・駒澤正夫(2004b)：

根部の Tp は周囲の深い基盤構造を反映して長周期重力異常と脈動の震動特性からみた上高地盆地焼に移行する。

岳山麓の基盤構造，京都大学防災研究所年報，47-(3) 基盤基底部直上の H/V の形は急峻な単一のピー

Ｂ，877-882．

クを有するが，尾根直上ではピークの幅は広く複雑

赤松純平・中村佳重郎・西村敬一・駒澤正夫(2007)：な形を呈する。尾根直上では単一の震動モードが形

重力データを用いた地殻密度構造，大都市大震災成され難いと推測される。

軽減化特別プロジェクトⅠ地震動(強い揺れ)の予(4) H/V の形や Tp において，沖積地と丘陵地の表層測「大都市圏地殻構造調査研究」平成 18 年度成果

地質の違いによる系統的な違いは顕著にはみられな

報告書，641-648.

い。

市原実・吉川周作・三田村宗樹・林隆夫(1991)：12

以上の結果から，大阪盆地北東部においては脈動万５千分の１「大阪とその周辺の第四紀地質図」，の震動特性が密度分布を反映する重力基盤構造により解釈できることが確認された。このことは重力基

アーバンクボタ，30.
岡田篤正・東郷雅美(編)(2000)：近畿の活断層，東京盤構造が地震動予測の資料として活用できることを

大学出版会.
国 土 地 理 院 (2000) ： 数 値 地 図 50m メ ッ シ ュ ( 標示している。
次に，重力基盤構造の波動場計算への適用の例として，種々の方位から伝播する平面 S 波入射について，基盤境界屈折 S 波の地表面における波線密度の地域分布図を 3D スネルの法則を用いて計算し，地震動増幅域のマッピングを行った。これは，地震の震高)CD-ROM 版．

SPIRTUS, V. B.(1978): On calculation of the freesurface displacement due to P wave, incident
from below on an inclined layer boundary (inRus), Geophys. Sbornik AN UKSSR, 83, 72-78.

源域を想定し強震動生成の必要条件－すなわち，基盤による強震動生成の危険性－を示すものである。

－ 141 －

On the Relation between Ground Vibration Characteristics Inferred from Microseisms andGravity Basement Structure in the Northeast Part of Osaka Basin

Junpei AKAMATSU, Kajurou NAKAMURA, Keiichi NISHIMURA* and Masao KOMAZAWA*** Okayama University of Science, Faculty of Informatics** Geological Survey of Japan, Institute of Geology and Geoinformation
Synopsis
We constructed 3D-basement model of one soil-layer over bedrock of half-space using newly obtained Bouguer
gravity anomaly in the northeast part of Osaka basin. The structure is characterized by steep subsidence ofbedrock along not only well-known Arima-Takatsuki Tectonic Line and Katano Fault (a blanch of Ikoma Faults),
but also buried Hirakata Fault as well. The depth to basement reaches up to 1,000m in the area. Vibration
characteristics of ground inferred from microseisms were discussed with the model. We obtained roughly alinear relation between the depth to gravity basement and the peak period of H/V (horizontal-to-vertical spectralratio) of microseisms. However, peak period shifts longer and spectral shape of H/V becomes complicated atsites above the narrow ridge of basement, reflecting deeper structure around the ridge sites. It is considered fromthe analysis that, a wave field in the area can generally be discussed with the gravity basement model. For
microzoning issue, we mapped risky zone based on 3D-focusing of seismic rays due to relief of basement.
Possible strong motion zones lie along the basin edges and the buried ridge of basement along the Hirakata Fault.
Special attention is necessary to the zones with thick soft alluvial along the Yodo River.
Keywords: 3D Gravity basement, H/V of microseisms, fault related bedrock structure, focusing of seismic rays,
seismic microzoning－ 142 －