３．４

活構造の地形地質調査

３．４．１

陸域活構造の地形地質調査

目次(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・264(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ５ヵ年の年次実施計画
1) 平成２０年度
2) 平成２１年度
3) 平成２２年度
4) 平成２３年度
5) 平成２４年度(e) 平成２１年度業務目的(2)

平成２１年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・265(a) 業務の要約(b) 業務の成果(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 学会等発表実績(f) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定(3)

平成２２年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・269

263

(1) 業務の内容(a) 業務題目

陸域活構造の地形地質調査(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

メールアドレス教授

今泉 俊文

imat@m.tains.tohoku.ac.jp

同

助教

石山 達也

t-ishiyama@m.tains.tohoku.ac.jp

国立大学法人千葉大学

教授

宮内 崇裕

tmiya@faculty.chiba-u.jp

教授

八木 浩司

yagi@e.yamagata-u.ac.jp

准教授

堤 浩之

tsutsumh@kugi.kyoto-u.ac.jp

准教授

廣内 大助

hirokuma@shinshu-u.ac.jp

研究員

越後 智雄

echigo@geor.or.jp

教授

佐藤 比呂志satow@eri.u-tokyo.ac.jp

教授

東郷 正美

togo_m@mt.tama.hosei.ac.jp

教授

鈴木 毅彦

suzukit@tmu.ac.jp

国立大学法人東北大学
理学研究科

理学研究科
国立大学法人山形大学
地域教育文化学部
国立大学法人京都大学
理学研究科
国立大学法人信州大学教育学部
財団法人地域地盤環境研究所
国立大学法人東京大学
地震研究所
学校法人法政大学社会学部
公立大学法人首都大学
東京都市環境学部(c) 業務の目的
ひずみ集中帯の陸域において、地形・地質調査、浅層ボーリング調査、空中写真判読等を用いた数値標高モデル（DEM）の作成に基づき、地表面の変動構造・歪み速度を明らかにするとともに、ひずみ集中帯の活断層・活褶曲の三次元分布を推定するために有用な情報を得る。
(d) ５ヵ年の年次実施計画
1) 平成２０年度：越後平野西縁（長岡西縁断層帯等）のうち、第四紀後期の活動性が不明である角田山東縁断層において変動地形調査を行い、活断層の活動性評価に資するデータを収集した。活断層の変位速度を解明する目的で、4 ヶ所において掘削深度合計約 200mのオールコアボーリングを掘削し、層相解析・年代試料測定を実施した。これらの結果に基づき、角田山東縁断層を挟む完新統の地質断面図を作成した。
2) 平成２１年度：高田平野西縁の活構造を対象にして、変動地形調査、ボーリング調査を行ない、それらの断層変位量・変位速度を明らかにする。
264

3) 平成２２年度：これまでの陸域調査の成果を基に、信濃川断層帯を対象にして、活動性を明らかにするために変動地形調査、空中写真判読調査、ボーリング調査、年代測定、数値地形データの解析等を行い、変位速度を解明する。
4) 平成２３年度：上信越地域を中心としたひずみ集中帯地域において、変動地形調査、空中写真判読調査、数値地形データの解析、ボーリング調査、年代測定等を行い、活構造の分布と活動性の評価に資する変位速度・隆起速度・傾動速度等を明らかにする。
5) 平成２４年度：出羽丘陵（山形県・秋田県）等羽越褶曲帯を中心としたひずみ集中帯地域において、変動地形調査、空中写真判読調査、数値地形データの解析、ボーリング調査、年代測定等を行い、断層の詳細な分布を明らかにし、これらの変位速度を解明する。
(e) 平成２１年度業務目的
越 後 平 野・高 田 平 野・国 中 平 野 等 周 辺 の 活 断 層 に お い て 、変 動 地 形 調 査 を 行 い 、
活 断 層 の 変 位 速 度 を 解 明 す る た め に 、完 新 世 に お け る 断 層 変 位 基 準 を 挟 む ボ ー リング調査を行う。
(2) 平成２１年度の成果(2-1)

越後平野・高田平野・国中平野周辺の変動地形調査と高田平野西縁断層帯における群列ボーリング調査
廣内大助（信州大学教育学部）・石山達也（東北大学理学研究科）・鈴木毅彦（首都大学東京都市環境学部）・越後智雄（(財)地域地盤環境研究所）・今泉俊文（東北大学理学研究科）(a) 業務の要約
越後平野・高田平野・国中平野において、活断層の位置・変位速度を明らかにするための基礎的な資料となる変動地形調査を実施した。第四紀後期の活動性が不明である高田平
野西縁断層帯において変動地形調査を行い、活断層の活動性評価に資するデータを収集した。活断層の変位速度を解明する目的で、4 ヶ所において掘削深度合計約 230m のオールコアボーリングを掘削し、層相解析・火山灰分析・放射性炭素年代試料測定を実施した。
これらの結果に基づき、高田平野西縁断層帯を挟む後期更新統の層序を明らかにし、地形・地質断面図を作成した。
(b) 業務の成果
1) 業務の実施方法
高田平野・国中平野の変動地形調査については、米軍撮影の約 1/4 万および国土地理院撮影の 1/4 万空中写真を利用した詳細地形判読を行った。また部分的に米軍撮影約 1/1 万・国土地理院撮影 1/2 万および 1/1 万空中写真を用いた。その結果に基づいて若干の地形地質調査を実施した。また、越後平野については，平野北西縁部・角田山東縁断層周辺の変動地形マッピングを引き続き行った。以上の結果をふまえ、今年度は特に大規模かつ変位速度の不明な高田平野西縁断層帯について、オールコアボーリング調査を実施した。
高田平野は東北日本弧日本海側南部における第三系以降の大規模変動帯に位置する。平
野西方には西頚城丘陵、東には関田山地が分布し、両者はいずれも第三系の大規模褶曲構265

造によって形作られている。これらに挟まれる高田平野は、山地と平野の境界は直線的であるにも関わらず、大規模な活断層は認められてこなかったが、1)、2)によってはじめて、平野東西両縁で段丘面に変位を与え、平野を低下させる大規模活断層が認定された（図 1、P270）。一方断層低下側にはほとんど段丘面が分布しないため、断層の後期更新世における変位量や変位速度といった活動性に関する資料は非常に少ない。隆起した海成段丘の平山面の変形から変位量を見積もった 3)、4)や 5)断層帯南部で渋江川火砕流堆積物 6)の変位量 60-70m を見積もった 7)などが報告されている程度である。
そこで本研究では、高田平野西縁断層帯の変位量など活動性を明らかにすることを目的として、断層を挟んで新たに群列ボーリング調査を実施し、堆積物の詳細な層相記載を行った。また、年代試料を抽出して加速器質量分析計（AMS）による放射性炭素同位体年代測定とテフラ分析を実施し、堆積物の形成年代を推定した。これらの結果に基づき、既存の試錐資料とあわせながら、ボーリングコア間の地層の対比を行った。以下ではその結果について概要を報告する。
2) 結果
高田平野西縁断層帯は、西傾斜、西側隆起の活断層とされる 8)。高田平野西部には MIS5相当とされる海成段丘の平山面が広く分布する。この段丘面が東へ向かって幅約数百 m の撓曲帯を伴いながら変形し、沖積低地に埋没する形態を呈することから、この東側付近から西傾斜の断層が推定される（図 2、P271）。また平野南西部では、これら段丘面を変位させる断層崖も認められることから、西側隆起、東側低下の断層運動が継続してきたと考えられる。一方、断層低下側の地下層序については、中新統上部寺泊層に対比される能生谷層が、平野下約 300m に分布するとの報告がある 3)。またその一部が最終氷期極相期の沖積層基底礫層に対比されると考えられる礫層の基底深度が、約-30m～-60m 程度 9)に分布するとされるが、平山面相当の MIS5 に対比される地層の深さや層序の詳細は明らかではない。
本研究では、既存の試錐資料を用いた層序解析を行った上で、高田平野西縁断層帯の上昇側に位置する平山面の一箇所（滝寺地区 TK-1 掘削深度 10m）と、平山面が埋没したすぐ東側で一箇所（飯地区 TK-2 掘削深度 60m）、これらの延長線上における平野内で 2 箇所（土橋地区 TK-3、上島地区 TK-4 いずれも掘削深度 80m）のボーリング調査を実施した。採取されたコアについて、地層の岩相・堆積構造を詳細に記載した。また、ボーリン
グコアの堆積物に含まれる葉、木片などの植物片 7 試料を採取・洗浄し、AMS による放射性炭素同位体年代測定をおこなった。さらに各コアからテフラサンプルを採取し、火山ガラスや斜方輝石、角閃石の屈折率測定、化学分析を行って広域テフラの同定を行った。
断層の上昇側に位置する平山面の滝寺地区で掘削した TK-1 コアでは、地表下約 1.7mまでローム層が分布し、その下位には湿地やラグーン相のシルト～微細砂層が連続する。
このうち深さ 2.66m 付近の砂層中から My-HB（妙高花房）テフラが産出した。また風成ローム層中の深さ 1.30 m-1.40m より、高温型石英を指標として K-Tz（鬼界葛原）テフラが産出し、さらに上位には DKP と AT の火山ガラス密集帯が認められた。したがって、平山面の離水時期は、MIS5e と考えられる。
一方 TK-2～4 コアは、いずれのコアも砂・泥層と砂礫層の互層によって構成される。各266コアは層相・粒度・構成物の特徴・生痕や炭質物の有無などより、ラグーン・湿地・氾濫原・チャネル堆積物が累重したものである。年代値は各コア内で地層の上下関係とほぼ矛盾ない値を示す。TK-2～4 における明瞭なテフラは一部解析中のため見出されていないが、各コアに見られる層相と 14C 年代値から判断して、おおよその層序対比が可能である。
各コアで得られた 14C 年代値とあわせてコア間の地層を対比した結果、上部完新統を構成する沖積層中部泥層は標高 0m～-20m 付近に堆積しほぼ水平に堆積するが、TK-2 では層厚が 5m 未満と西へ向かって急激に薄くなる。その下位に分布する沖積層基底礫層上面の高度は、TK-3 と TK-4 では-30m～-40m 付近で緩やかに連続する一方、TK-2 ではその上面が-10m 付近に位置しており、急激にその分布深度を西に上げることが分かる。
また MIS5e に対比される平山面構成層（ラグーン堆積物）と、これに対応するラグーン堆積物の上面高度は東に向かって低下し、TK-3 ではおよそ-80m 付近に分布する地層に対比される可能性が高い。隆起側に位置する平山面の TK-1 の高度は約 30 m であるが、調査地域付近の平山面旧汀線高度は約 45 m であり、単純に計測して最大で約 120 m の上下落差が認められる。平山面構成層の堆積環境はラグーン・湿地性であり、初成的な勾配は非常に小さいと考えられることから、この落差は本来の堆積構造とは考えにくい。
また沖積層基底礫層上面高度は、TK-2 と TK-3 で比較しても 20 m 程度の上下落差がある。河成堆積物であり初成勾配は不明であるが、急激な高度の変化が認められる。さらに沖積層中部泥層の層厚が TK-2 へ向かって急激に薄くなる事実は、TK-2 では断層活動によって上昇する一方上面が削剥されたと解釈できる。したがって平山面相当の堆積物の落差、沖積層基底礫層の落差ならびに沖積中部泥層の層厚変化は、伏在する高田平野西縁断層帯の活動によって形成されたとものと考えられる。
国中平野については空中写真判読と若干の地形地質調査に基づいて予察的な活断層のマッピングを行った（図 4、P273）。その結果、国中平野の南東縁部にはこれまで報告されていた国中南断層 11）の以外に、山地・丘陵および台地の境界に逆断層が分布すること、また大佐渡山地の南東麓部にも北西側隆起の逆断層が分布する可能性が高いことがわかった。
越後平野については，昨年度ボーリング調査や課題(2-1)で浅層反射法地震探査を実施した越後平野北西縁部・角田山東縁断層について引き続き変動地形の検討を行った（図 5、P274）。その結果、伏在断層の上盤側に完新世後期に形成された浜堤列の傾動や、完新世中期の完新世段丘面が分布することが明らかになった。
(c) 結論ならびに今後の課題
高田平野西縁断層帯の変位速度を解明する目的で、4 ヶ所において掘削深度合計 230mのオールコアボーリングを掘削し、層相解析・年代試料測定・テフラ解析を実施した。その結果、本断層帯は上部更新統の平山面構成層を約 120m 食い違わせていることが明確となった。また、TK-1 コアでは My-HB など複数枚の火山灰が挟在する一方、低下側での同定は不十分である。今後は、これらの層相記載と堆積構造に基づき、放射性炭素同位体年代測定や地層に挟まれる火山灰分析を追加で実施し、コア間の一層詳細な対比を行う予定である。
国中平野については、引き続き空中写真判読と地形地質調査を継続して活断層の分布に267ついてのデータを取得・向上するほか、課題(2-1)で得られた浅部地下構造などを考慮して、断層の変位速度を明らかにする地形地質調査を実施する必要がある。越後平野北西縁部については、今回明らかになった極新期の変動地形を手がかりに、角田・弥彦山東縁部の活断層の分布を追跡し、断層の分布を解明する必要がある。
(d) 引用文献
1) 渡辺満久，堤浩之，宮内崇裕，金幸隆，藤本大介：1:25000 都市圏活断層図「高田」，国土地理院技術資料 D･1-No.396，2002．
2) 池田安隆・今泉俊文・東郷正美・平川一臣・宮内崇裕・佐藤比呂志編，第四紀逆断層アトラス，東京大学出版会，254p，2002．
3) 藤本大介：断層活動に着目した高田平野の地形発達，日本地理学会発表要旨集，55，60-61，1999．
4) 藤本大介，早津賢二：新潟県清里村岡嶺丘陵の地形と地質．Ⅱ遺跡周辺の環境，住宅団地造成地区発掘調査報告書-等仙寺・梶木・山崎塚遺跡-．清里村教育委員会，5-9，1999．
5) 渡辺満久，後藤秀昭，澤祥：高田平野の活構造，日本地理学会 2003 年度秋季大会発表要旨集，64，116，2003．
6) 早津賢二，清水智，板谷徹丸： 妙高火山群の活動史－多世代火山－，地学雑誌，103(3)， 207-220，1994．
7) 吾妻崇，廣内大助，渡辺満久：高田平野断層帯南部における断層構造と変位量，

日本地理学会発表要旨集，69，223，2006．
8) 産業技術総合研究所：高田平野断層帯の活動性および活動履歴調査「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．H17-2， 31p，2006．
9) 仲川隆夫：新潟県高田平野の沖積層と更新世後期以降の地殻変動速度－平野の構造と歴史に関して－，環境科学シンポジウム論文集，7，297-302，1997．
10) 町田洋・新井房夫：新編火山灰アトラス 日本列島とその周辺，東京大学出版会，336p，
2003．
11)

太田陽子・宮脇明子・塩見美奈子: 佐渡島の海成段丘をきる活断層とその意義，地学雜誌, 101, 205-224, 1992.
(e) 学会等発表実績
学会等における口頭・ポスター発表
発 表 成 果 (発 表 題 目 、 口

発表者氏名頭・ポスター発表の別)

発表場所(学会等名)

発表時期

角田山東縁断層におけ石山達也，佐藤比呂志， 日 本 地 球 惑2009 年 5る高精度浅層反射法地

今泉俊文，鈴木毅彦，

星科学連合

月

震探査と群列ボーリン

戸田茂，越後智雄，小2009 年 大 会

グ調査(ポスター)

池太郎，鎌滝孝信(千葉市)

学会誌・雑誌等における論文掲載なし
268

国際・国内の別
国内

マスコミ等における報道・掲載
なし(f) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定
なし(3) 平成２２年度業務計画案
越後平野・国中平野等周辺の活断層について引き続き変動地形調査を行うとともに、前年度までの調査結果をふまえ、断層モデル構築に必要な活断層の変位速度を解明するために、後期更新世・完新世における断層変位基準を掘削するボーリング調査を行い、変位基準の年代とその変形量を推定する。また、高田平野周辺の活断層と信濃川断層帯において、それぞれ前年度や過去の調査結果をふまえ、位置や活動性を再検討するべく変動地形調査を行う。

269

図1

高田平野断層帯の概略位置。陰影図の作成には国土地理院発行の 50mDEM を使用。

活断層の位置は 1)による。

270

図2

高田平野西縁断層の概略と既存試錐資料位置（黒点）、ならびにボーリング掘削位置（TK-1～4）。断層の位置は 1)による。地形図は 2.5 万分の 1「高田西部」「高田東部」を使用。

271

図3

ボーリング（TK-1～4）による地形・地質断面図。TK-2 の東側から平山面相当堆積物の分布深度が西側に上昇することがわかる。赤字は AMS による放射性同位体年代測定値を示す。妙高花房テフラ（My-HB）、大山倉吉テフラ(DKP)の年代は 10)による。

272

図4

佐渡島・国中平野周辺の活断層の概略位置図。赤線が活断層の位置を示す。実線は位置が確実、破線は位置が不確実、点線は伏在するものをそれぞれ示す。基図は国土地理院発行の 2.5 万分の 1 地形図「両津」「両津北部」「畑野」「相川」「河原田」を使用した。

273

図5

越後平野北西縁部・角田山東縁断層の概略位置図。赤ボックス線が伏在断層の概略位置を示す。断層の上盤側に限り完新世の段丘面が分布すること、また浜堤列が傾動することがわかる。基図は国土地理院発行の 2.5 万分の 1 地形図「巻」「越後吉田」「弥彦」「角田山」を使用した。

274

表1表2

放射性炭素同位体年代測定結果。測定は（株）地球科学研究所に依頼した。

テフラ分析結果。テフラ分析は㈱古澤地質に依頼した。

275