３．２

断層帯の三次元的形状・断層帯周辺の地殻構造の解明のための調査観測

３．２－１
(1)

断層帯の三次元的形状と地殻構造・物性の解明

業務の内容(a) 業務題目

断層帯の三次元的形状と地殻構造・物性の解明(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

国立大学法人九州大学

准教授

松本 聡

国立大学法人九州大学

教授

清水 洋

国立大学法人九州大学

准教授

松島 健

c) 業務の目的
人工地震探査データ、自然地震データ解析等によって得られる情報を総合的に解析し、警固断層の深さ 20km 程度までの深部断層形状を解明する。
d) ３ヵ年の年次実施業務の要約
1) 平成 23 年度：
警固断層等を対象とした、各機関によって行われた地形・地質調査、地震探査結果を整理した。また、警 固 断 層 帯 の 近 傍 に 機 動 的 地 震 観 測 点 を 展 開 し 、現 在 ま で の 臨 時 観
測を継続することで稠密地震観測を実施した。
2) 平成 24 年度：
警固断層帯の地震発生層（深さ 20 km 程度）までの断層形状と３次元不均質構造を明らかにするため、平成 23 年度におこなった、警固断層帯や 2005 年３月 20 日に発生した福岡
県西方沖の地震などに関する既存の調査研究結果収集や警固断層帯およびその周辺域の地
殻不均質構造と応力場の概要調査に基づき、警固断層帯の近傍に機動的地震観測点を展開
し、稠密地震観測を実施した。これは同時に平成 25 年度実施予定の反射・散乱波解析に必要な自然地震データを得るための調査観測としても実施した。また、平成 25 年度の断層構
造探査の事前調査を行って探査測線、仕様を検討した。
3) 平成 25 年度：
人工地震探査にて地震発生層までの構造把握を目標とした P 波反射法等地震探査を実施
し、警固断層の詳細位置・形状を解明する。また、長測線人工地震探査記録を用いて、屈折波トモグラフィー解析を行い、断層周辺の地震波速度不均質構造を推定して、断層帯、震源断層との関係を考察する。
さらに、他のサブテーマで得られる情報をもとに、警固断層およびその周辺の浅部から地震発生層までの３次元構造を明らかにする。そのうえで、警固断層系のうち、すでに滑りを起こした北西部（福岡県西方沖地震断層、以下、地震断層と呼ぶ）から応力変化を受けた南東部の断層形状および周辺の構造解明と福岡県西方沖地震発生後に活動している警30

固断層深部の地震活動の背景についての知見を得る。
(2)

平成 24 年度の成果(a) 業務の要約
警 固 断 層 帯 の 地 震 発 生 層 （ 深 さ 20 km 程 度 ） ま で の 断 層 形 状 と ３ 次 元 不 均 質 構
造 を 明 ら か に す る た め 、 平 成 24 年 度 は 、 警 固 断 層 帯 や 2005 年 ３ 月 20 日 に 発 生
し た 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 な ど に 関 す る 既 存 の 調 査 研 究 結 果 を 収 集 し た 。一 方 、警固 断 層 帯 お よ び そ の 周 辺 域 の 地 震 活 動 を 調 べ 、福 岡 県 西 方 沖 地 震 発 生 以 降 の 警 固
断 層 周 辺 で は 現 在 も 微 小 地 震 が 発 生 し て い る こ と を 確 認 し た 。 ま た 、 平 成 24 年
度 以 降 に 実 施 す る 反 射・散 乱 波 解 析 に 必 要 な 自 然 地 震 デ ー タ を 得 る た め 、警 固 断
層 帯 の 近 傍 に 機 動 的 地 震 観 測 点 を 展 開 し 、現 在 ま で の 臨 時 観 測 を 継 続 す る こ と で
稠密地震観測を実施した。
(b) 業務の実施方法
警固断層等を対象とした、各機関によって行われた地形・地質調査、地震探査結果など
従来の研究成果を整理した。また、平 成 2 5 年 度 以 降 に 実 施 す る 反 射 ・ 散 乱 波 解 析 に
必 要 な 自 然 地 震 デ ー タ を 得 る た め 、警 固 断 層 帯 の 近 傍 に 機 動 的 地 震 観 測 点 を 展 開し、現在 まで の臨 時観 測を 継続 する こと で稠 密地 震観 測を 実施 した 。ま た 、平 成
25 年 度 実 施 予 定 の 警 固 断 層 構 造 探 査 の 事 前 調 査 を 行 っ た 。
(c) 業務の成果
1) 従来の研究の整理
地形・地質調査に関しては他サブテーマによる報告に詳述されている。特にサブテー
マ２-３における速度構造調査の結果、震源域の不均質構造が明らかになった。これらと現在蓄積中のデータ、23 年度にまとめられた従来の研究から得られる情報の総合的な比較検討を継続して行っている。
2) 機動的地震観測福岡県西方沖地震発生後、セグメント境界における地震活動を詳細に調べるこ とが、今後の警固断層における地震活動を考察する上で極めて重要であることから、博多湾内の能古島において機動的地震観測（地表）を 23 年度に開始したが、24 年度この地点を50m 掘削し、ボアホール型地震計を設置した。また、博多湾周辺の臨時観測を継続する
ことで湾を取り囲むように稠密地震観測網が完成した。図１に断層周辺の地震観測点分
布を示す。
能古島観測点の設置により、品質の高い記録を得ることができた。これにより、地震断層と警固断層の間のセグメント境界で発生する地震の発震機構解がより高精度で求まった。この決定例について図２に示している。

31

図１

警固断層周辺の地震観測点分布。吹き出し中の数字はボーリング孔深度。

32

図２

能古島臨時地震観測点のデータを加え決定した、福岡県西方沖地震の余震および警固断層周辺の地震の発震機構解。震央位置をマップ上に★で示している。

3) 地殻不均質構造
警固断層周辺に展開されている地震観測点のデータから、2005 年福岡県西方沖地震発
生後の余震活動と警固断層周辺の地震記録に見られる波形の特徴を調査開始した。対象領域で観測された地震記録中にはいくつかの地殻内反射面による反射波が見出された。
これにより、地震断層と警固断層の下部地殻にはいくつかの反射体が見られることが明らかになった。一つは地震発生層下部 15-20km であり、モホ面近傍からのものも見出された。この解析は自然地震を処理していることから、反射体は S 波反射体である可能性が高い。図３には警固断層周辺で発生した自然地震の波形記録を示している。波形記録の得られた観測点位置は地図上に示している。図中、赤矢印で示した部分に反射波と思
われる波相がみられることが分かる。さらに図４には図３で示した波形を NMO 処理（時間軸を深さに変換する処理）した波形を示している。図中の矢印は図３で見られた反射波を示しており、この波相が深さ 25km 程度で反射されていると考えられることが分かる。そのほか 15、20、30km 付近にも反射波が見られることが明らかになった。
解析は現在も進行中であるが、25 年度に実施する地殻構造探査では人工地震を用いる
ため P 波に対する不均質構造をみることになる。自然地震による S 波、人工地震によるP 波不均質構造を比較することによって、より実際に近い物性パラメータを推定できると期待できる。
33

図３

図４

警固断層周辺の地震活動と★で示された地震の観測波形例。

図３で示した波形に NMO 処理を施し、深さ軸に変換した記録。図中の矢印が反射波のうちのひとつ。観測点の位置は図３に示している。
34

4)

警固断層構造探査の事前調査
平成 25 年実施予定の警固断層構造探査に向けて、適切な測線選定を行うための事前調査を行った。現地踏査等により、探査深度約８km とする深部探査測線と深度１km とする浅部探査測線を決定する資料が集められた。
(c) 結論ならびに今後の課題
機動的地震観測点設置を行い、従来展開された地震観測点とともにデータの蓄積を開始した。地震波形を詳細に調査した結果、警固断層の深部において地殻内 S 波反射面が存在していることが明らかになった。この結果は断層の状態を把握する上で極めて重要である。
サブテーマ２－１の目的を達成するためには、今後さらに自然地震の解析を進めることに加えて、25 年度に行われる構造探査の結果と合わせて断層周辺の詳細構造を推定すること
で、断層の状態を解明する必要がある。
一方では、観測データが増加することによってその処理を迅速に行うべく、効率的な処理プロセスの設計と処理のマンパワーの充実を図ることが極めて重要である。

35

３．２－２

断層帯および周辺の基盤モデルと表層地盤モデルの高精度化(1) 業務の内容(a) 業務題目

断層帯の三次元的形状・断層帯周辺の地殻構造の解明のための調査観測（断層帯および周辺の基盤モデルと表層地盤モデルの高精度化）(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

国立大学法人九州大学

教授

渡邊

公一郎

国立大学法人九州大学

准教授

藤光

康宏

国立大学法人九州大学

助教

西島

潤

(c) 業務の目的
警固断層帯陸域南東部について、測定点を高密度に配置し、これまでより微小なグリッド
サイズによる地形補正を行う重力探査を適用して地下深部における断層帯の位置や三次元的形状を明らかにする。また、調査地域の多数のボーリングデータを収集してデータベースを作成し、重力探査等の情報を加味した表層地盤モデルを作成する。
(d) ３ヵ年の年次実施業務の要約
1) 平成 23 年度：
警固断層帯陸域南東部を含む福岡市及びその周辺地域の既存重力データ収集とともに、福岡平野西部において高密度測点配置の重力探査を実施した。また、地盤モ
デル作成のための資料収集とデータ入力を行った。
2) 平成 24 年度：
福岡県春日市、大野城市、太宰府市、筑紫野市において、高密度測点配置の重力探査を実施した。また前年度に引き続き、データ空白域のボーリングデータ、基盤
情報、地下水情報などの地盤情報の追加収集とデータ入力作業を進めるとともに、
防災科研収集分データ（紙ベース数千件）から必要な情報の抽出を行った。
3) 平成 25 年度：
２年間の重力探査で不足している地域の重力探査を行うとともに、これらの結果と纏められたボーリングデータから地盤モデルを作成し、調査結果のまとめを行う。
(2) 平成 24 年度の成果(a) 業務の要約
警固断層帯陸域南東部を含む福岡市及びその周辺地域の既存重力データを収集するとともに、春日市、大野城市、太宰府市、筑紫野市において高密度測点配置の重力探査を実施した。その結果、福岡市南区井尻から春日市にかけて約５km の西北西－東南東方向の重力異常の急傾斜が続いていることが判明した（図１）。
36また、警固断層帯周辺の地盤モデル化に必要と思われる既存のボーリング調査の報告書
や地質関連資料及び文献について、警固断層帯を含む広域を対象に、公的機関を中心に情報を収集し、データベース化を行った。まだ空白域が存在するものの、平成 24 年度には約13000 本のデータ収集・データベース化を行った。
(b) 業務の実施方法
重力調査については、既存重力データとして昨年度収集されていなかった森尻ほか(2002)より77点の重力データを追加した。昨年度までの調査で福岡市内において九州大学
他の機関により2357点の重力測定が行われた。収集した重力データより重力異常図を作成したところ、警固断層付近に明瞭な重力の急傾斜が見られた。この急傾斜部分は福岡市南区野間付近で一旦見られなくなるが、井尻付近から春日市須玖北まで続いている。しかし、須玖北より南東には測定点が無いためこのような急傾斜部分が続いているかどうかは明確になっていない。またこの地域は、警固断層帯の活動による強震動予測を行う際に必要な基盤構造が不明瞭である。そこで、今年度はこの急傾斜の広がりを明らかにするとともに、
福岡市南東部の基盤構造を推定するために、春日市岡本から大野城市上大利にかけて及び筑紫野市において重力探査を実施した。

図１

既存重力データより得られた重力異常図（左）と測定点配置図（右）測定点配置図中の赤丸が平成 24 年度の測定点。

使用した重力計はシントレックス社製CG-3+及びCG-5相対重力計で、測定点を数10 m～
100 m程度の高密度な間隔で配置し、測定点の座標はGPSと携帯電話回線を利用したリアル
タイムキネマティック（RTK）測量により決定した。
表層地盤モデルについては、警固断層帯周辺の地盤モデル化に必要と思われる既存のボーリング調査の報告書や地質関連資料及び文献について、警固断層帯を含む広域を対象に、公的機関を中心に情報を収集した。収集したデータは、ボーリングの位置情報（緯度・経度）、各ボーリングデータ情報（掘進長、孔口・地層境界の標高、構成岩相、N値など）を37したフォー マットにししてデータベ
ベース化する
ることで取 りまとめる
ると共に、GISを用い
一元化し
てマップ
プ上に表現 し、データタの疎な部分
分を中心に さらに収集 を進めた。 これらには
は一部重
複する情
情報も存在 する。
(c) 業
業務の成果
重力調
調査につい ては、今年
年度の調査でで重力探査 を実施した
た239点に、 過去の測定
定データ
および地
地質調査所 （現：産業業技術総合研研究所）測定定のデータ （森尻ほか
か，2002）をを加え、合計26773点の重力 データを用用いて器械高高補正、地球球潮汐補正 、ドリフト
ト補正、フリリーエア
補正、ブブーゲー補 正、地形補補正を施すこことにより重重力異常図 を作成したた。その際、 補正密度はMurrata（1993 ）の方法をを用いて2.447 g/cm 3 と決決定した。 また、高密密度に配置しした測定
点 に よ る 高 分 解 能 な 重 力 探 査 に お い て は 、 従 来 の 地 形 補 正で 用 い ら れ る グ リ ッ ド サ イ ズ（100 m オーダー）は粗すぎるるため、よりり微小なグ リッドサイ ズによる地地形補正が必必要にな
こで西島（ 2009）の手手法により、 国土地理院
院基盤地図 情報10 mメ
メッシュの地
地形デー
る。そこ
タを用い
いて地形補 正を行った
た。
得られれた重力異 常図には、 今回ターゲゲットにしてている断層 による重力
力異常のほかかに深部構造を反反映した長 波長の重力力異常が含ままれるため、、この長波 長成分を２２次曲面で近近似し分離して、、比較的浅 部の地下構構造を反映しした残差図をを作成した （図２）。 また、今年
年度の調
査対象地
地域の重力 異常を詳ししく見るため
めに対象地域
域を拡大し たものを図図３に示す。

図
図２
２次傾
傾向面残差図図（赤枠は 今年度の調調査対象地域域）
38

図３ ２次傾向面残差図（対象地域を拡大）
白枠、赤枠、黄枠の範囲が南東方向の重力異常の急傾斜部。青線および紫線は活断層詳細デジタルマップ（中田・今泉, 2002）で示されている警固断層の推定位置。
２次傾向面残差図より、これまでの測定で明らかになっていた南区井尻から春日市須玖
北にかけての約２kmの北西－南東方向の重力異常の急傾斜（白枠）から南東方向に約１km離れた春日市岡本付近及び春日公園の南西に重力異常の急傾斜（北東落ち）が存在することが判明した（図３の赤枠）。また、急傾斜部分の東側には南西落ち重力異常の急傾斜が存在し（黄枠）、春日公園を中心とした地域はこれらの急傾斜部分に囲まれた低重力異常域になっていることが明らかになった。このような凹地状の構造は天神付近、井尻付近にも見られ、それぞれの凹地の間には重力基盤が浅くなっている部分があり、３つの独立した凹地が存在することが、重力異常から推定される。また、これらの凹地の中心は南東に行くに従い少しずつ東にずれている。現在推定されている警固断層の位置（中田・今泉,
2002）と重力異常の急傾斜部分を比較すると、井尻付近では東側の南西落ちの急傾斜部分にほぼ一致し、春日市岡本付近では西側の北東落ちの急傾斜部分に一致している。
表層地盤モデルについては、まだ空白域が存在するものの、平成 24 年度には約 13000
本の坑井についてデータ収集・データベース化ができた（図４）。昨年度にデータベース化を行った 3000 本のデータと併せて現在約 16000 本の坑井データがデータベース化され、任意の条件でのデータ取り出しが可能となった（図５）。本データベースで福岡市内はほぼカ
バーできるようになっているが、大野城市や筑紫野市ではデータの空白域が存在している。
また、久留米市付近の坑井データも不足しており、今後これらの空白域を埋めていく必要がある。地盤モデル作成には、微動探査（単点・アレー）、反射法地震探査、検層、ボーリ
ング、重力探査など、既存の地下構造情報（特に弾性波速度と密度）が必要となるため、風化層を含む基盤部等の物性情報の収集を行う必要がある。
39

図
図４

平成 24
2 年度まで
でにデータベ
ベース化したた坑井の位
位置

工学
学的基盤の深深度分布（N==50が２回以上
上連続）

図
図５

データ
タベースか ら抽出されれた工学的基基盤の深度分分布

40

(d) 結論ならびに今後の課題
重力調査については、今年度の調査で重力探査を実施した239点に既存の重力データを加え、これまでより微小なグリッドサイズによる地形補正を含む各種補正を施すことにより重力異常図を作成した。さらに重力異常図中の長波長成分を２次曲面で近似し分離して、２次傾向
面残差図を作成した。２次傾向面残差図より、春日市岡本付近及び春日公園の南西に重力異常の急傾斜（北東落ち）が存在することが判明した。また、急傾斜部分の東側には南西落ち
重力異常の急傾斜が存在し、春日公園を中心とした地域はこれらの急傾斜部分に囲まれた低重力異常域になっていることが明らかになった。ただし、さらに南東方向へ連続しているかどうかは今回の調査では不明であり、次年度測定を行う必要がある。次年度以降、重力デー
タが充分に得られた地域については基盤深度の推定を試みる。
表層地盤モデルについては、平成24年度には約16000本の坑井についてデータ収集・データ
ベース化ができたものの、まだ空白域があるため追加収集する必要がある。次年度の作業として、久留米市の坑井データ約700本の追加収集を行う。さらに、地盤モデル作成に必要な基盤部（風化層を含む）等の物性情報の収集を行う必要がある。これらのデータを合わせて基盤深度の解析を行う予定である。
(e) 引用文献
森尻理恵・広島俊男・駒澤正夫・牧野雅彦・村田泰章・名和一成・西島

潤・茂木

透,

福岡地域の重力異常について, 地質調査研究報告, 第 53 巻, 第 7/8 号, 573-594, 2002.
Murata, Y., Estimation of optimum average surficial density from gravity data: An
objective Bayesian approach, J. Geophys. Res., 98, 12097-12109, 1993.
中田高・今泉俊文,活断層詳細デジタルマップ, 東京大学出版会, DVD-ROM 2 枚, 付図 1

葉, 60p, 2002.
西島潤, 50m メッシュ標高データを用いた地形補正プログラム, 九大地熱・火山研究報

告, 第 18 号, 35-38, 2009.

41

３．２－３断層帯周辺の広域地殻構造とその時空間変化の把握(1) 業務の内容(a) 業務題目

断層帯周辺の広域地殻構造とその時空間変化の把握(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

汐見 勝彦

同

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

松原

同

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

浅野 陽一

同

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

武田 哲也

同

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

木村 尚紀

同

地震・火山防災研究ユニット

主任研究員

齊藤 竜彦

同

地震・火山防災研究ユニット

研究員

上野 友岳

独立行政法人防災科学技術研究所
誠(c) 業務の目的
警固断層帯およびその周辺域の地殻構造の全体像を把握するため、ボアホール型の定常地震観測点１点を警固断層帯付近に整備する。当該観測点および周辺の既存定常地震観測点等で得られた観測データを用いて地震波トモグラフィ等の解析を行い、断層帯周辺の大局的な三次元地震波速度構造の解明を行う。また、定常観測点で得られる雑微動の相関解
析から断層近傍における地震波速度構造の時空間変化を検出することにより、断層における固着状態変化モニタリングの可能性について検討する。
(d) ３ヵ年の年次実施業務の要約
1) 平成 23 年度：
高分解能な三次元地震波速度構造や高精度な微小地震震源分布の把握のため、既存定常観測点が疎である福岡県小郡市にボアホール型地震計および傾斜計を各 1 式設置し、高精度かつ高品質の観測データ取得を開始した。観測データはオンラインで収集し、他の基盤
的地震観測網データ等と併せて逐次的に処理するとともに、他のサブテーマ担当者への配信を行った。警固断層帯やその周辺域に位置する基盤的地震観測網等の定常観測点や過去の臨時機動地震観測点で記録された自然地震の走時データベースを作成し、それを用いて警固断層帯（南東部）を含む 200km 四方程度の範囲を対象とした地震波トモグラフィ解析を行うことにより、断層帯周辺の大局的な三次元地震波速度構造を求めた。また、平成 24
年度以降に実施するより詳細な構造解析と構造の時空間変化の把握に必要な地震波形デー
タの蓄積を行った。
2) 平成 24 年度：
平成 23 年度に福岡県小郡市内に整備したボアホール型高感度地震観測施設（小郡三沢42高感度地震観測施設）の維持・運用を行った。本観測施設の観測データを既存定常観測点のデータと併せて処理することにより、微小地震の検知能力向上に努めた。さらに、依然として地震観測施設が不十分である警固断層帯（南東部）周辺の 10 か所に臨時機動地震観測点を設置し、観測を開始した。平成 23 年度に整備した自然地震の走時データベースに、
過去に海域で実施された臨時機動観測の走時情報を追加し、地震波トモグラフィ解析を行うことにより、より詳細な広域三次元地震波速度構造を求めた。定常観測点で得られる雑微動の相関解析により断層帯周辺の応力状態や地下構造の時空間変化をモニタリングする
ためのシステム構築を行うため、過去データの相関関数のデータベース整備を行った。さ
らに、観測記録に含まれる地震波速度不連続面の検出とその特徴の把握を行った。オンラ
インで収集した観測データは、全てのデータを保存するとともに、他のサブテーマ担当者に逐次配信した。
3) 平成 25 年度：
平成 23 年度に整備した小郡三沢高感度地震観測施設の維持・運用を実施するとともに、
平成 24 年度に設置した臨時機動観測点 10 点のメンテナンスおよび撤収作業を行う。これ
らの観測点の観測データを既存定常観測点のデータと併せて処理することにより、警固断層帯南東部周辺域の微小地震の検知能力や震源パラメータ決定精度を高める。また、平成
24 年度までに整備した自然地震の走時データベースに、これらの観測点で記録された走時情報を追加し、警固断層帯（南東部）を中心とする 200km 四方程度の範囲を対象とした地
震波トモグラフィ解析を行う。定常観測点で得られる雑微動の相関解析により、断層周辺の応力状態や地下構造をモニタリングするためのシステム整備を行う。さらに、観測波形に含まれる反射波・変換波から地下構造の特徴を把握する。オンラインで収集した観測データは、全てのデータを保存するとともに、他のサブテーマ担当者に逐次配信する。
(2) 平成 24 年度の成果(a) 業務の要約
平成 23 年度に整備した小郡三沢高感度地震観測施設の維持・運用を行った。観測デー
タはオンラインで収集し、他の基盤的地震観測網データ等と併せて逐次的に処理するとともに、他のサブテーマ担当者への配信を行った。加えて、地震観測施設が不足している警固断層帯（南東部）周辺 10 か所に臨時機動地震観測点を設置し、オフライン観測を開始した。平成 23 年度に整備した自然地震の走時データベースに、九州大学等が 2005 年福岡県西方沖の地震後に玄界灘に展開した臨時機動観測による走時データを追加し、警固断層帯を中心とする 200km 四方程度の範囲を対象とした地震波トモグラフィ再解析を行うことにより、断層周辺の大局的な三次元地震波速度構造を求めた。定常観測点を対象とした雑微動の相関解析データベースを逐次構築するとともに、観測波形に含まれる反射波・変換波から地下構造の特徴の概略把握を行った。
(b) 業務の成果
1）警固断層帯（南東部）周辺の地震活動把握
独立行政法人防災科学技術研究所（防災科研）では、「地震に関する基盤的調査観測計画」（平成９年８月 29 日、地震調査研究推進本部）に基づき、地震による災害の軽減に資43

する地震調査研究の推進を基本目標として、高感度地震観測網（Hi-net）の整備を進めてきた（Okada et al., 2004）。しかし、本観測網は日本全国を対象としたものであり、警固断層帯（南東部）の詳細な地震活動や高精度な地下構造を把握するためには、十分な観測
点の密度を有しているとは言えない。そこで、警固断層帯（南東部）周辺の詳細な震源分
布や三次元地下構造を把握するため、平成 23 年度に福岡県小郡市内に新たな簡易型高感度
地震観測施設（小郡三沢高感度地震観測施設。観測点コード：N.OGMH）を建設した。本観測施設で得られた観測データは、オンラインで防災科研ならびに九州大学に配信されている。
2012 年４月１日～2013 年２月 28 日に警固断層帯周辺部で発生した地震について、防災科研が求めた地震の震源分布ならびに主な地震の発震機構解を図１に示す。震源の決定には、N.OGMH 観測点（図１灰色の菱形）、防災科研 Hi-net 観測点（同白菱形）のほか、九州大学（同白四角）および気象庁（同白丸）の観測点の記録を用いた。図中、塗色された丸
印が震源の位置を表しており、その大きさはマグニチュード、色は震源の深さに対応する。
図２には、図１の点線枠内の領域を震源とする地震の M-T 図を示す。期間中、警固断層帯
南東部周辺（図１の点線枠内）で 56 個の地震を検知した。2012 年７月～８月には断層帯
南東部の西側（図１赤丸）、2013 年２月には N.OGMH 観測点の南西（図１緑丸）でやや活発な地震活動が見られた。前者は北北西－南南東伸張あるいは北北東－南南西伸張の横ずれ
2012/04/01~2013/02/28

34.0˚N

N: 6,586

07/11 11:59
M=1.8 H=12km

08/09 18:59
M=1.0 H=11km

02/15 02:22
M=2.1 H=9km

02/19 02:20
M=1.3 H=9km

08/10 04:55
M=1.1 H=11km

33.6˚NN.OGMHM 0

1

2

Depth[km]0

10 20 30

33.2˚N
130.0˚E

図１130.4˚E

130.8˚E2012 年４月１日～2013 年２月 28 日の地震活動状況。右には、赤丸および緑丸で囲った範囲の主な地震の発震機構解をそれぞれ同色の四角枠内に示す。青線は活断層
位置（中田・今泉編，2002）を表す。

2

M
0
04
2012

図２

05

06

07

08

09

10

11

12

01 02
2013

図１点線枠内で発生した地震の M-T 図
44

断層、後者は南北伸張の横ずれ断層であった。これらの地震を含む点線枠内の地震の頻度分布を図３に示す。イベント数が少ないものの、M0.3 程度までは検知できていることが分かる。この値は、昨年度報告した周辺の定常観測点の雑微動レベルから推定された検知レベル（M0.2 以上）とほぼ同等の結果となっている（文部科学省研究開発局・国立大学法人
九州大学，2012）。なお、図３に示した頻度分布図から、グーテンベルグ・リヒター則の b
値は 0.93 と求められた。
100

6log(N)=1.89-0.93M

個数,n

4

3

10

2

5

累積個数, N

50

5

1

0

-1

0

1

2

1

マグニチュード, M

図３

図１点線枠内で発生した地震の頻度分布

2）警固断層帯（南東部）周辺を対象とした臨時機動地震観測a）観測の目的と概要
平成 23 年度に警固断層帯（南東部）の詳細な地震活動や高精度な地下構造を把握することを目的として、新たな高感度地震観測施設（N.OGMH 観測点）を福岡県小郡市に建設した。しかし、当該地域周辺の地震活動は、図１に示す通り、非常に低調である。また、上部地殻の詳細な地下構造を把握するためには、現在の地震観測点の数は十分とは言えない。
そこで、警固断層帯（南東部）の詳細な地下構造把握を実現するため、当該地域にオフラ
インの臨時機動地震観測点を 10 か所設置することとした。既存の基盤的地震観測網観測点や臨時機動観測点が不十分な地域を中心に現地を踏査し、できる限り等間隔となるように観測用地を選定した。選定に際して考慮した条件は以下の通りであるが、観測点の相対的な位置関係を最優先としたため、全ての条件を満たしていない観測用地も存在する。
・交通量および人の往来の少ないところ
・近くで振動を発生する工場が常時稼動していないところ
・観測期間中、大規模な工事が予定されていないところ
・その他、地震観測上のノイズとなる人工的な振動や電磁的ノイズ発生源がないところ
・地盤がしっかりしているところ・雨水が流れ込んだり、貯まったりしないところ
・設置後の保守作業が容易にできるところ
図４ならびに表１に、選定した臨時機動地震観測点の位置をまとめる。
今年度は、用地選定・交渉ののちに、2012 年 12 月 16 日～21 日に地震観測のための機材を設置するとともに、2013 年１月下旬および２月下旬の２回、データ回収および機器のメンテナンス作業を実施した。表２に、各観測点の設置日ならびにメンテナンス日を示す。
45

地 図 デ ー タ ©2013Google, ZENRIN

図４

臨時機動観測点の分布（赤菱形：KG01～KG10）。白菱形、ピンク色の菱形および白四角は既存の定常観測点位置を、橙丸は九州大学による臨時機動観測点の位置を表す。青線は警固断層帯（南東部）の概略位置（中田・今泉編，2002）を表す。
表１
観測 点
コー ド
KG01
KG02
KG03
KG04
KG05
KG06
KG07
KG08
KG09
KG10

緯度
（°N）
33.48333.46133.41833.48633.45633.47633.52933.48333.55833.511

表２
設置日
KG01
KG02
KG03
KG04
KG05

H24/12/17
H24/12/17
H24/12/19
H24/12/18
H24/12/18

臨時機動地震観測点の位置

経度（°E）
130.396130.430130.469130.477130.486130.503130.542130.587130.621130.640

標高
（m）
156
66
349
152
243
208
164
76
98
227

所在地概略
那珂川町：西畑運動公園
那珂川町埋金鳥栖市河内町
大野城市：牛頸ダム（トンネル内）
筑紫野市：山神ダム（トンネル内）
筑紫野市：筑紫野市総合公園
太宰府市：太宰府梅林ｱｽﾚﾁｯｸｽﾎﾟｰﾂ公園
筑紫野市：山家スポーツ公園
飯塚市：山口茜の里公園
飯塚市：桑曲公民館

観測点設置日およびメンテナンス作業日

メンテナンス
第１回
第２回
H25/1/21
H25/2/27
H25/1/21
H25/2/27
H25/1/21
H25/2/28
H25/1/21
H25/2/27
H25/1/21
H25/2/27

設置日
KG06
KG07
KG08
KG09
KG10

H24/12/19
H24/12/20
H24/12/16
H24/12/20
H24/12/21

メンテナンス
第１回
第２回
H25/1/21
H25/2/27
H25/1/21
H25/2/28
H25/1/22
H25/2/28
H25/1/22
H25/2/26
H25/1/22
H25/2/26b）観測装置の設置と観測波形の回収
臨時機動地震観測点には、固有周期 2Hz の 3 成分速度型地震計を使用した。
地震観測におけるノイズを低減させるためには、前述のとおり、地盤の良いところやノイズ発生源から可能な限り離れていることが望ましいが、観測用地の選定にあたっては、
必ずしも地震観測にとって理想的な場所が選定できるとは限らない。そのような場合、地震計を埋設することにより、ノイズの低減をはかることが可能である。KG04 および KG05の２点は、それぞれ、福岡県那珂県土整備事務所管理のトンネル内に地震計を設置させていただいた（写真１）。それ以外の８地点については、地権者の許可のもと、深さ 30cm 以
上の穴を掘り、地震計を埋設した。地震計を埋設する場合は、その穴底に１辺 20cm 以上、
46

写真１

臨時機動観測点設置状況例

写真２

KG08 点における地震計設置状況（KG04；地震計地表設置）

写真３

臨時機動観測点設置状況例

写真４

観測用ケース内部（KG08；地震計埋設）
厚さ 2.5cm 以上のコンクリート平板を水平に固定し、台座とした。地震計の N 方位が「真北」を向くように、また地震計付属の水準器等を用いて水平になるように配置し、地震計
脚部を石膏で固定した（写真２）。地震計を埋設する場合は、最後に、掘削土で埋め戻した（写真３）。
観測データは 100Hz でサンプリングし、24bit の AD 変換性能を有するデータ収録装置に連続的に保存している。データ収録装置は、車載バッテリーで駆動させている。データ収録装置と地震計側センサーケーブルは、端子台を介して接続した。なお、時刻校正には、
GPS 信号を用いており、GPS アンテナは天空が開けた場所に設置している。データ収録装置、バッテリー等は、観測用ケースに収納した（写真４）。観測用ケースは、南京錠をかけたの
ち、平坦かつ風雨によって流されないような場所に設置した。さらに、ビニールシートで覆ったのち、その表面に防災科研が地震観測中であることを示す標識を貼った（写真１、３）。
設置作業完了後、簡易型の GPS 受信機等を用いて、10m 以内の精度の観測点座標（緯度・経度）を測量した。標高は 25,000 分の 1 の地図上で概略値を読みとった（表１）。
防災科研 Hi-net の震源カタログによると、平成 24 年度末現在でデータ回収が完了した期間（2012 年 12 月 16 日～2013 年２月 28 日）中に N.OGMH 観測点で 1μm/s（=1×10 -6 m/s）以上の振幅を記録する地震は 65 個、５μm/s 以上の振幅を記録する地震は 11 イベントあ47

、警固断層 帯周辺部をを含む九州北北部地方を震震源とする 地震はほと
とんど観測さ
されてい
ったが、
ない。観
観測波形例 として、図図５に 2013 年１月 13 日９時 10 分 19 秒ごろ
ろに福岡・佐佐賀県境付近で発発生した M11.1 の浅い 地震（深さ 14km）の記記録を示す 。ここで、 臨時観測点
点（KG01～KG10））における 記録を赤線
線で、それ以以外のオンラライン定常 点の記録をを黒線で示しした。

図５

臨
臨時機動観 測点ならびびに周辺の防防災科研 Hi -net 観測点
点で収録されれた地震記 録（上下動成分分）の例。 震源距離順
順に並べた。 震源は福岡
岡・佐賀県 境付近（地地図内星印） で北北
西－南
南南東方向 に伸張軸をを持つ横ずれ
れ断層であるる。
48

次元地震波速
速度構造解析
析3）三次a)概要
解析におい ては、20055 年５月１ 日～2011 年８月
年
31 日
日に九州大学
学におい
平成 23 年度の解取られた 355782 個の地地震と 2000 年 10 月１ 日～2005 年４月
年30 日
日に防災科研
研により
て読み取
読み取ら
られた 191446 個の地震震の中から抽抽出した地震震の走時デ ータを地震
震波トモグララフィ解
析に適用用し、2005 年福岡県西西方沖の地震
震の余震列のの南西側が 低速度で北北東側が高速速度である構造をを推定した 。この明瞭 な構造は海海域下に推定定されている
るが、平成 23 年度の解
解析では
余震域直
直上の海底 地震計の観観測点を解析
析に使用してていなかっ たため、そその推定精度
度については再検検討の余地 が残されてていた。一方方、九州大学
学等により 、福岡県西西方沖の地震
震の直後に海底地地震観測が 実施された
た（Hori et al., 20066）。今年度 は、余震域域直上に設置
置された
海底地震
震計のデー タもあわせせて解析に用用いることににより、平成成 23 年度のの解析で見らられた余震列を境境界とする 明瞭な構造
造の違いの信
信頼性をよ り明白にす ることを目目的とする。
タ・手法
b)データ
九州大
大学等は、 2005 年３月
月～４月に 、2005 年福
福岡県西方 沖の地震のの余震域周辺
辺を対象とした海
海底地震観 測を実施ししており、27706 個の余震
震の震源決決定には、ここの海底地震震計のデータ（HHori et al ., 2006）もも利用した 。まず、平平成 23 年度 に整備した
た走時データタベースに、海底底地震計で 得られた走走時データをを追加した。
。そうして 得られた新新たなデータタベース
に対し、、0.01°×00.01°×1km の各ブロ ックにおいいて検測数がが最大となるる地震 9884
4 個を抽出し、 トモグラフ ィ解析に用用いた。解析
析に用いた地地震の震源 分布を図６６に示す。

図６ トモグラフィトィ解析に用 いた地震の
の震源分布
49

には、Zhao et al. (11992)のトモ
モグラフィ法法にスムー ジングを導導入し、観測
測点補正
解析に
値も考慮
慮する手法 （Matsubar
ra et al., 2005, 200
08）を用い た。トモグ
グラフィ解析
析の解析
領域は、、解析に使用
用する波線
線数を考慮しし、東経 1299.2°～131.2°、北緯
緯 32.5°～3
34.5°とした。
チェッッカーボー ドテストのの結果を図７７に示す。深
深さ方向に おいては 110km の分解
解能が確
かめられ
れた。全体 としては深深さ 30km 程度
度までは、水平方向にに 0.2°（約約 20km）の分分解能がある。局
局所的には、、深さ 20kmm 程度までは
は水平方向 に 0.1°（約約 10km）のの分解能がああることが明らかかになった 。
果
c) 結果
本解析
析により求
求められた観観測点補正値
値を図８に 示す。雲仙
仙・九重などど火山地帯 のほか、
福岡平野
野・熊本平 野・筑紫平
平野・海ノ中中道・島嶼部
部の観測点 の補正値がが比較的大ききくなっている。
。海底観測点点の補正値 は、北部で 大きく、南 部で小さいい値をとる。観測点補正
正値は、
P 波と S 波のそれ ぞれについいて求めたがが、大小の傾傾向はほぼ 同様であっった。これら
らの結果
は Uehi ra et al. （2006）と 一致する。

のチェッカ ーボードテ
テストの結果果。点は解析
析に用いた 地震の図７(aa)水平分解 能 10km 時の
うちち、それぞれれの深さか ら±５km 以以内の震源分分布を示す。
。青点は観 測点分布を
を示す。
50

図７
７(b)水平分
分解能 20km 時のチェッッカーボードドテストの結結果。
分解能を 100km および 20km とした
た場合の水
水平断面図をを図９およびび図 10 に示示す。平水平分
成 23 年
年度は、玄界界灘に敷設さされた海底地
地震計の走 時データをを用いずに、三次元地震
震波速度
構造を推
推定し、深 さ５～15km
m において、福岡県西方方沖の地震 の余震列をを境として速速度構造が明瞭にに変化する という結果果を得た（文 部科学省研研究開発局・国立大学法法人九州大学学，2012）。
今回、海海底地震計 による走時時データを加
加味した解析
析を行った が、余震列
列の南西側領領域において P 波
波速度が低 速度域でああるのに対しし、北東側がが高速度域 となっておおり、前回とと同様の結果とななった。深 さ５～10km
m における福
福岡県の陸域
域においてては、活断層層の分布するる領域は高速度域域となる傾 向が見られれる。S 波速
速度についてては、深さ ５～15km ににおいては警警固断層
帯（北西西部）延長・余震域に沿沿って高速速度域が存在在している。深さ 10kmm までは周囲
囲は低速
度域とな
なっている が、深さ 15km では、PP 波と同様 に余震列の 北東側が高高速度、南東東側が低速度にななっている 。速度のパパターンは、 Hori et all.（2006） と調和的でである。余震震列南西側の低速
速度域は低 V P / V S であ り、この低 V P / V S 域は糸糸島半島ま で続いていいる。九州北北部の基盤は、福福岡平野の 下が主に第第三紀始新世
世の堆積岩でであり、福 岡平野を囲囲む山地は主
主に中生代白亜紀
紀の花崗岩 で構成されれている。糸糸島半島の基基盤も花崗岩岩帯であり 、低速度・低 V P / V S
であるこことから、 この花崗岩岩帯が玄界灘
灘沖まで続いいている可 能性があるる。
警固断断層帯周辺 以外の領域
域についてもも特徴的な構構造が推定 された。深
深さ５～10kmm においては別府
府－島原地 溝帯から諫諫早平野（大大似田断層））にかけて の領域ではは顕著な低速速度領域
51が分布している。この傾向は S 波速度においても同様である。さらに、別府－島原地溝帯の低速度は深さ 20km まで広がっている。

図８ 本解析により求められた観測点補正値。左）P 波、右）S 波。

図９

水平分解能 10km 時の P 波速度（左）、S 波速度（中）および V P / V S （右）。

52

図 10

水平分解能 20km 時の P 波速度（左）、S 波速度（中）および V P / V S （右）。

4）地震波干渉法解析a) 概要
近年、地震観測点で記録される雑微動の相関関数が観測点下あるいは観測点間の地下構造の影響を強く受けていることが明らかになってきた。また、顕著な地震活動等を境として、観測点周辺の地震波速度構造のごくわずかな変化に起因して、相関関数にも変化が生じることが数多く報告されている（例えば，Wegler et al., 2009）。地震波速度が変化す
る理由について、未だ明確な結論が得られている訳ではないが、地震波速度の変化が地殻
深部あるいは地殻全体で発生している場合、地殻の応力状態の変化と密接に関係していると考えられる。その場合、地震波干渉法解析により得られる自己あるいは相互相関関数を定常的にモニタリングし、その変化を追跡することで、地下の応力状態の変化を捉えることが出来る可能性がある。平成 24 年度は、防災科研 Hi-net および F-net 観測点における観測データを対象に雑微動相関関数のデータベース整備を行った。
b) 解析方法および結果
解析は、小郡三沢（N.OGMH）観測点のほか、警固断層帯周辺部に位置する防災科研 Hi-netの N.WKMH、N.KAHH、N.KIWH、N.UMIH、N.TARH、N.HSFH、N.FJIH 各観測点および防災科研
F-net の N.SBRF 観測点を対象とし、2007 年８月～2013 年２月のデータについて処理を行った。解析に用いた観測点の分布を図 11 に示す。解析には３成分の観測記録を使用し、各成分の自己相関関数のほか、それぞれの成分の相互相関係数を求めた。
53

˚N
.5
33

E
0˚
0.
13

N

N.SBRF
N.WKMH

N.FJIHE
0˚
0.
13

N.UMIH
N.KAHHN.TARH

N.KIWH13
1.
0˚
E

N.OGMH

13
0.
5˚
E

˚N
.0
33

N.HSFH

図 11

33
.5
˚N

地震波干渉法解析およびレシーバ関数解析に用いた観測点

顕著な地震前後の速度構造の微小な変化は、特定の周波数帯域を対象とした雑微動の相関関数にのみ現れることがある。そこで、本解析では、0.5～１Hz、１～２Hz、２～４Hz、
４～８Hz、８～16Hz の各帯域における自己／相互相関関数を求めた。以下に、相関関数の計算の概略手順をまとめる。
まず、各観測点で得られた記録を成分ごとに 1 時間単位で切り出し、上記５種類の帯域を対象としたバターワース型の帯域通過フィルタを適用したのち、1 ビット化処理を施す。
このように作成した各データに対し、データ開始点から 163.84 秒間（16384 サンプル）のデータを抽出し、各成分の自己相関関数および成分間の相互相関関数を求める。1 時間分のデータに対し、8192 サンプルずつずらしつつ相関関数を計算し、得られた 42 通りの相関関数をスタックした結果を、その時間の相関関数とした。さらに、それらの結果を日単
位でスタックし、その結果を当該日の相関関数とした。N.OGMH 観測点における 2012 年３月から４か月間の上下動成分自己相関解析の結果を一例として図 12 および図 13 に示す。
日単位の自己相関関数（図 12）は、高周波成分ほど、また、大きな経過時間になるほど、位相の到着時刻に周期的な変化が見えており、縞模様を形成している。１～２Hz の結果（図12 右上）からは、この変化が約１週間ごとに発生していることが確認できることから、人間活動に伴うノイズ環境の変化を示している可能性がある。この影響は、図 13 に示す通り、
１週間単位で移動平均をとることにより軽減化されるが、例えば図 13 右下の４～８Hz で示されるように、高周波数帯域ではなお縞模様が残っており、その原因について今後の検討が必要である。
なお、2011 年３月に発生した東北地方太平洋沖地震の影響についても検討を行ったが、本解析の対象とした観測点（図 11）においては、顕著な特徴の変化を見出すことはできなかった。一例として、図 14 に N.TARH 観測点における 2011 年１月～2012 年７月までの自己相関関数（２～４Hz）の様子を示す。

54

0.5 − 1 Hz

1 − 2 Hz

OGMH 2012/03−2012/07 U−U

Days

150

100

50

0
0

5

10

15

20

0

2 − 4 Hz

5

10

15

4 − 8 Hz

Days

150

100

50

0
0

2

4

6

8

10

12 0

2

4

Time[s]
図 1268Time[s]N.OGMH 観測点上下動成分の周波数帯域別、日別自己相関関数（2012 年３月～７月）。

１日ごとにスタックした結果を示す。縦軸は 2012 年３月１日からの経過日数を表す。

0.5 − 1 Hz

1 − 2 Hz

OGMH 2012/03−2012/07 U−U

Days

150

100

50

0
0

5

10

15

20

0

2 − 4 Hz

5

10

15

4 − 8 Hz

Days

150

100

50

0
0

2

4

6

8

10

12 0

Time[s]
図 13

2

4

6

8

Time[s]N.OGMH 観測点上下動成分の周波数帯域別自己相関関数（2012 年３月～７月）。１週

間ごとにスタックした結果を示す。縦軸は 2012 年３月１日からの経過日数を表す。

55

TARH 2011/01−2011/12 U−U
1 − 2 Hz350

Days from 2011/01/01

300

250

200

150

100

03/11

50

0
0

5

10

15

Time [s]図 14

N.TARH 観測点上下動成分の自己相関関数（2011 年１月～2012 年７月）。１週間ごとにスタックした結果を示す。縦軸は 2011 年１月１日からの経過日数を表す。赤線は、2011 年東北地方太平洋沖地震の発生日を示す。
4）変換波解析a) 概要
地震計で観測される地震波や雑微動には、地中の地震波速度不連続面において、反射あ
るいは屈折して地震計に到達した信号が含まれる。そのような信号を抽出・解析すること
により、地下の不連続面の位置や分布、不連続面の物性的特徴の把握が期待される。地震波干渉法により求められる相関関数から観測点下の地震波速度不連続面の位置や形状を求める研究も精力的に実施されているが（例えば，吉本・他，2010）、警固断層帯周辺においては、観測点密度が疎であるため、相関関数内に記録されている位相を反射波として解釈し、その位置や意味を解釈することは難しい。一方、地震による波形記録は雑微動よりも十分なエネルギーを有しており、弾性波が地震波速度不連続面を通過する際に反射・屈折した情報を抽出することが容易である。平成 24 年度は、N.OGMH 観測点およびその周辺の基盤的地震観測網観測点で収録された遠地地震記録からレシーバ関数を合成し、観測点下における地殻内の地震波速度不連続面の地域的特徴について定性的な検討を行った。
b）解析方法および結果
地震波干渉法解析に用いた９観測点（図 11）を対象とした。2000 年 10 月～2012 年 11月までに N.OGMH 観測点から距離 30°～90°の範囲で発生したマグニチュード 5.5 以上の遠地地震の情報をアメリカ地質調査所（USGS）のカタログから抽出し、それらの地震による56

各観測点の波形記録を切り出した。レシーバ関数の合成にあたっては、コーナー周波数（ f c ）が 1.0Hz、1.5Hz、2.0Hz の３種類の低域通過フィルタを適用し、Park and Levin（2000）の方法を採用した。N.OGMH 観測点における f c =1.5Hz および 2.0Hz の結果を図 15 に示す。
図 15 の横軸は、直達 P 波到着からの経過時間、縦軸は地震波の到来方向を表す。Radial（動径方向）成分の０秒の大きな正振幅の位相は直達 P 波に相当し、それに続く位相は、
観測点下の地震波速度不連続面において S 波から P 波に変換した波に相当する。正の振幅（青）は、地震波速度不連続面よりも深部が浅部よりも高速度、負の振幅（赤）は低速度
で あ る こ と を 意 味 す る 。 ま た 、 等 方 媒 質 が 成 層 構 造 を し て い る 場 合 、 Transverse 成 分（Radial 成分と直交する成分）はゼロとなるが、変換面が傾斜している場合や地下の媒質に異方性が含まれる場合、何らかの信号が現れる。
N.OGMH 観測点においては、短周期（ f c =2.0Hz）においても安定したレシーバ関数が求められている。得られたレシーバ関数には、約４秒付近に顕著な正の振幅が認められる。この相は観測点下の深さ 30～35km 付近で励起したと考えられるので、モホ面に相当すると考えられる。また、この相は南南西方向で発生した地震時に若干早く到達する傾向が見える
ので、小郡市周辺下のモホ面は、緩やかに北北東方向に傾斜している可能性が高い。また、
経過時間 1 秒までにも、正の振幅が到来している。長周期のレシーバ関数では不明瞭であるが、短周期成分を見ることによって、観測点下の地表付近（<10km）に西北西方向に傾斜すると思われる不連続面が存在すると判断できる。ただし、当該観測点は観測期間が 2012
年３月中旬から８か月程度に限られており、地震波到来方向に顕著な偏りが見られるため、今後のデータの追加が必要である。

Backazimuth (degrees)

Radialfc = 2.0Hz
Transverse

RadialTransverse

360

360

360

330

330

330

300

300

300

270

270

270

240

240

240

210

210

210

180

180

180

150

150

150

120

120

120

90

90

90

60

60

60

30

30

30

0

0
−4

0

4

Delay Time (sec)

図 15

8

−4

0

4

8

0
−4

Delay Time (sec)Backazimuth (degrees)

fc = 1.5Hz

0

4

8

−4

Delay Time (sec)

0

4

8

Delay Time (sec)

N.OGMH 観 測 点 で 得 ら れ た レ シ ー バ 関 数 。 観 測 さ れ た 遠 地 地 震 記 録 に 対 し ，

f c =1.5Hz（左），2.0Hz（右）の低域通過フィルタを適用した。
57

図 16 に N.UMIH 観測点の結果（ f c =1.5Hz）を示す。本観測点は、宇美断層帯（地震調査
研究推進本部、2013）の近傍に位置している。N.OGMH 観測点同様、約４秒付近にモホ面起源と思われる明瞭な変換波位相が到達している。ただし、南南東方向（120°～180°）から到来する地震波に対して、位相はやや不明瞭になっている。同方位同時刻の transverse
成分レシーバ関数で顕著な振幅が観測されていることから、下部地殻に異方性媒質が存在する可能性が示唆される。また、１～４秒の後続波位相が複雑であり、明瞭な変換波位相の地震波到来方向依存性を追跡することができない。これは、地殻内不連続面が非常に複雑であることを意味しており、宇美断層帯の構造と関係があるかもしれない。
図 17 には、断層帯東部の N.WKMH と西部の N.HSFH のレシーバ関数（ f c =1.5Hz）を示す。
西部の観測点ではほぼ平坦かつ明瞭なモホ面からの変換波位相が radial 成分レシーバ関
数の約 4 秒付近に見られるが、東部の観測点では 4 秒付近の波の振幅が相対的に小さく、逆に transverse 成分レシーバ関数に顕著な位相が見えている。西部の観測点は脊振山系に位置し、東部の観測点は西山断層帯近傍に位置するが、これらの点の下部地殻の構造的特徴が大きく異なる可能性がある。
(c) 結論ならびに今後の課題
今年度は、小郡三沢高感度地震観測施設の運用を継続しつつ、地震観測施設が不足している警固断層帯（南東部）周辺に 10 か所の臨時機動地震観測点を設置し、観測を開始した。
昨年度整理した自然地震の走時データベースに、過去に九州大学が実施した海域における臨時機動観測の検測データを追加することにより、警固断層帯（北西部）の海域を含めた断層帯周辺のより詳細な広域三次元地震波速度構造を求めた。その結果、昨年度の解析
N.UMIH (fc=1.5Hz)
Transverse

360

360

330

330

300

300

270

270

240

240

210

210

180

180

150

150

120

120

90

90

60

60

30

30

0

0
−4

0

4

8

−4

Delay Time (sec)

図 16

Backazimuth (degrees)

Backazimuth (degrees)

Radial048Delay Time (sec)N.UMIH 観 測 点 で 得 ら れ た レ シ ー バ 関 数 。 観 測 さ れ た 遠 地 地 震 記 録 に 対 し ，

f c =1.5Hz の低域通過フィルタを適用した。
58

N.HSFH (fc=1.5Hz)
RadialTransverse

360

360

360

330

330

330

300

300

300

270

270

270

240

240

240

210

210

210

180

180

180

150

150

150

120

120

120

90

90

90

60

60

60

30

30

30

0
0

4

Delay Time (sec)

図 17

0

0
−4

8

−4

0

4

−4

8

0

4

8

Delay Time (sec)Delay Time (sec)Backazimuth (degrees)

Backazimuth (degrees)N.WKMH(fc=1.5Hz)

Transverse

Radial

−4

0

4

8

Delay Time (sec)N.HSFH 観測点（左）および N.WKMH 観測点（右）で得られたレシーバ関数。観測された遠地地震記録に対し， f c =1.5Hz の低域通過フィルタを適用した。
で得られた結果同様、警固断層帯（北西部）においては、2005 年福岡県西方沖の地震活動を境として速度構造に有意な違いが存在すること、断層帯南東部では中庸な速度構造が支配的であることが明らかになった。ただし、断層帯南東部については、平成 24 年度より、臨時機動観測を実施している。次年度は、これらの観測成果を取り込むことにより、速度構造の空間的変化について、より詳細な議論を行う必要がある。
定常観測点で得られる雑微動の相関解析により、断層帯周辺の応力状態や地下構造の時
空間変化をモニタリングするためのシステム整備を継続して行うとともに、観測記録に含まれる地震波速度不連続面の検出とその特徴の把握を行った。本件に関しては、次年度以降も引き続き効率的・効果的な解析方法の構築を進める必要がある。さらに、本年度は、定常観測点で記録された遠地地震波形を用いて、各観測点周辺における地殻内不連続面の特徴について定性的な検討を行った。その結果、断層帯近傍の観測点では、地殻内に１つないし複数の不連続面が存在すること、モホ面は深さ 30～35km に位置するが、断層帯東部
では不明瞭であるのに対し、西部の脊振山地では非常に明瞭であることが明らかになった。
このような特徴は下部地殻の異方性が関与している可能性がある。警固断層帯およびその周辺の断層群における応力の状態を把握するためには、異方性の空間的変化等についても詳細な解析が必要と考えられる。
(d) 引用文献
Hori, M., S. Matsumoto, K. Uehira, T. Okada, T. Yamada, Y. Iio, M. Shinohara, H.
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