３．２．２

マルチチャネル等による海域地殻構造調査

目

次

(1)

業務の内容・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・280(a) 業務題目(b) 担当者(c) 業務の目的(d) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
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２４年度業務目的(2)

平成２４年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・281(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法(c) 業務の成果
1) マルチチャンネル反射法地震探査による海域地殻構造探査
2) 海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査(d) 結論ならびに今後の課題
1) マルチチャンネル反射法地震探査による海域地殻構造探査
2) 海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査(e) 引用文献(f) 成果の論文発表・口頭発表等(g) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定

279

(1)

業務の内容

(a) 業務題目

マルチチャネル等による海域地殻構造調査(b) 担当者
所属機関
独立行政法人海洋研究開発機構

役職

氏名

メールアドレス

プロジェクトリー 金田 義行 kaneday@jamstec.go.jp

地震津波・防災研究プロジェクトダー
同

データ解析グループ

グループリーダー 小平 秀一 kodaira@jamstec.go.jp

同システム運用・データ グループリーダー 高橋 成実 narumi@jamstec.go.jp
管理グループ

同

データ解析グループ
同

同

研究企画グループ

技術研究副主任佐藤 壮

tsato@jamstec.go.jp

技術研究副主任

野 徹雄

not@jamstec.go.jp

サブリーダー

柏瀬 憲彦 kashiwasek@jamstec.go.jp(c) 業務の目的
ストリーマーケーブル、海底地震計等を用いた反射法・屈折法による海底地殻構造調査を行う。地殻構造調査は海域と陸域を統合して実施し、ひずみ集中帯の活構造、断層のイ
メージング、地震波速度の絶対値等を明らかにする。
(d) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 平成２０年度：能登半島沖から津軽半島沖までの地殻変形構造の特徴を抽出するために、
既存反射法地震探査データを収集し、再処理し、ソフトウエアを用いてデータベース化した。堆積構造から推定される構造発達と断層・褶曲の形成について検討するために、褶曲
構造・断層分布の把握や掘削データから代表的な反射面を解釈し、変形構造の特徴の概略を把握した。
2) 平成２１年度：能登半島沖から佐渡沖の海域で深海調査研究船「かいれい」によるマルチチャンネル反射法地震探査を 8 測線で行った。また、海洋調査船「かいよう」により海底地震計 30 台を 5 km 間隔で設置し、屈折法・広角反射法地震探査を行った。なお、屈折法・広角反射法地震探査測線は、東京大学地震研究所との共同研究として実施した会津佐渡沖海陸統合測線の一部である。佐渡沖から富山トラフ、能登半島沖、大和海盆にいたる海域で地殻構造イメージングを行い、断層・褶曲等の地殻変形構造の抽出を行った。
3) 平成２２年度：佐渡沖から新潟沖の海域で深海調査研究船「かいれい」によるマルチチ
ャンネル反射法地震探査を 11 測線で行った。また、新潟地震震源域から大和海盆にいたる
測線では海底地震計 58 台を 5 km 間隔で設置し、屈折法地震探査データの取得も行った。
1964 年新潟地震震源域付近から最上トラフ、佐渡海嶺、大和海盆に至る海域で地殻構造イ
メージングを行い、断層・褶曲等の地殻変形構造の抽出を行った。
4) 平成２３年度：庄内沖から秋田沖の海域で深海調査研究船「かいれい」によるマルチチ
ャンネル反射法地震探査を 11 測線で行った。また、日本海中部地震震源域南部から日本海盆にいたる測線では海底地震計 55 台を 5 km 間隔で設置し、屈折法地震探査データの取得280も行った。庄内沖～秋田沖大陸棚から大和海盆・日本海盆に至る海域で地殻構造イメージングを行い、断層・褶曲等の地殻変形構造の抽出を行った。
5) 平成２４年度：秋田沖から西津軽沖の海域でマルチチャンネル反射法地震探査と海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査を行う。
(e) 平成２４年度業務目的
秋田沖から西津軽沖までの海域において、マルチチャンネル反射法地震探査と海底地震計による地震探査を実施し、地殻構造イメージングを行い、断層・褶曲等の地殻変形構造を抽出する。
(2)

平成２４年度の成果(a) 業務の要約
平成 24 年度は、秋田沖から西津軽沖にかけての海域において、独立行政法人海洋研究開発機構の深海調査研究船「かいれい」を用いて、マルチチャンネル反射法地震（MCS）探査と海底地震計（OBS）による屈折法・広角反射法地震探査を実施した。調査海域は、日本
海沿岸部に大きな被害を与えた 1983 年日本海中部地震（M J 7.7）の北側の震源域に位置し、調査海域北側では、近年、大地震の発生の報告がない地震空白域との指摘がある 1) 。また、調査海域の東側には西津軽海盆や奥尻海盆が形成され、調査海域の西側は日本海盆が広がっており、これまで 3 か年で実施してきた大和海盆と合わせて、日本海の形成と日本海東縁で発生している地震発生との関係を検討する上で重要なフィールドである。
本研究で得られた結果として、まず、秋田沖・西津軽沖大陸棚や西津軽海盆では、島弧
地殻的な構造を形成しており、活構造の発達が認められる。地殻構造の特徴は南部における佐渡海嶺～新潟沖・山形沖大陸棚に至る海域とほぼ同様である。それに対して、日本海
中部地震震源域付近に沿って分布するひずみ集中帯は、地殻構造が海洋性と大陸性の中間的な特徴（遷移地殻）となっている。この領域内で、日本海中部地震は発生し、ひずみ集
中帯に沿った短縮変形した構造も認められる。特に顕著であるのは震源域の西縁に沿った構造で、東傾斜の逆断層を伴った背斜が発達し、一部の測線ではそれに対応した明瞭な反射面を地殻内にイメージすることができた。この反射面は、地殻の厚さが東側へ向かって
さらに厚く変化している部分に位置し、海陸統合処理による日本海中部地震の余震分布 2)とも非常によく対応していることから、日本海中部地震の震源断層である可能性が高い。
さらに、日本海中部地震震源域から西に位置する日本海盆南東部（松前海台と大和堆の間）にもひずみ集中帯が分布しているが、地殻構造は日本海中部地震震源域付近よりさらに地殻が薄くなっていき、海洋性地殻的な構造へと近づいていく。この海域で発達している背斜は、その構造に対応する断層と見られる反射面が地殻内にイメージされ、一部はモホ面近傍まで達している。このひずみ集中帯の領域からさらに西側の日本海盆に至ると、ほぼ典型的な海洋性地殻の構造になり、短縮変形した構造はなくなる。
(b) 業務の実施方法
調査は、2012 年 4 月 2 日～5 月 13 日までの期間、13 測線（EMJS1201, EMJS1202, EMJS1203,
281

EMJS1204, EMJS1205, EMJS1206, EMJS1207, EMJS1208, EMJS1209, EMJS12A, EMJS12B,
EMJS12C, EMJS1105-2）で MCS 探査を実施し、その内 1983 年日本海中部地震震源域を横切る 1 測線（EMJS1205）で OBS46 台による屈折法・広角反射法地震探査を行った（図 1、P290）。
OBS46 台は地震探査終了後全て回収した。調査期間中、調査海域周辺の漁業活動による影響などがあったが、データの品質はおおむね良好であった。
データ取 得におい て、 震源は Bolt Annular Port Airgun 32 基か ら 構成され た tuned
airgun array（総容量 7800 cu.in.）を用いた（図 2、P291）。震源に関する主な仕様は、
Gun controller に ION DigiSHOT Ver.3.1 を用い、発震間隔が 50 m（MCS 探査）・200 m（屈折法・広角反射法地震探査）、エアガンアレイの曳航深度が 10 m、エアガン動作圧力が 2000
psi（約 13.8 MPa）である。MCS 探査用の受振ケーブルは、Sentinel Digital Streamer System（Sercel Inc.）のストリーマーケーブル 1 式を用いた（図 2、P291）。受振部に関わる主な仕様は、チャンネル間隔が 12.5 m、チャンネル数が 444 である。ストリーマーケーブルの曳航深度は深度調整装置（ION DigiCOURSE streamer depth controllers）を用いて海面
下 12 m で制御した。探鉱機は Sercel Seal System Ver.5.2（Sercel Inc.）を用い、デー
タは 3590E テープへサンプリング間隔 2 ms、記録長 16 s、データフォーマット SEG-D 8058
Rev.1 で収録した。測位には DGPS（Differential Global Positioning System）を使用し、メインシステムとして StarFire システム(NAVCOM 社の DGPS サービス)、バックアップシス
テムとして SkyFix システム（Fugro 社の DGPS サービス）を用いた。測位制御システムはConcept 社の SEPECTRA を用いて、探査時の位置情報は UKOOA P1/90・UKOOA P2/91 フォー
マットでアスキーデータとして出力し、探査終了後 FGPS 社の SeisPos を用いてデータ処理を実施した。
一方、屈折法・広角反射法地震探査では、固有周波数 4.5 Hz、鉛直動 1 成分、水平動 2
成分、ハイドロフォン 1 成分を装備したジンバル機構付き速度型の OBS 3)4)5) （図 2、P291）を用い、エアガン発振を 5 ms のサンプリング間隔で収録した。また、本探査で用いられたエアガンは前述の MCS 探査で用いられたものと同一である。
(c) 業務の成果
1) マルチチャンネル反射法地震探査による海域地殻構造探査
調査測線の探査終了後、地震探査データ処理ソフトウエア ProMAX2D と FOCUS を用いて二次元地震探査データ処理を実施した。主な処理は、フォーマット変換、トレースヘッダ
ーエディット、F-K フィルタ、バンドパスフィルタ、振幅回復、トレースエディット、CMP
編集、最小位相変換フィルタ、プレディクティブデコンボリューション、DMO 処理、多重反射抑制処理、速度解析、NMO 補正、ミュート、CMP 重合、F-X デコンボリューション、キルヒホッフ時間マイグレーションなどである。
データ処理結果による全体的なイメージの一例として、日本海盆～1983 年日本海中部地
震震源域～西津軽沖にかけての測線 EMJS1205 の時間マイグレーション断面を図 3(P292)に記す。図 3(P292)のような結果をもとに、本研究の調査海域における特徴について、「西津軽沖大陸棚～西津軽海盆」、「1983 年日本海中部地震震源域」、「日本海盆」の 3 海域に分けて、まとめる。
まず、西津軽沖大陸棚～西津軽海盆は、大陸棚が津軽半島西方沖から津軽海峡まで広が282

り、津軽海峡の中には松前海釜などの地形が発達している 6) 。西側には西津軽海盆が南北約 50 km・幅約 20km に渡って形成され、その海盆西縁は奥尻海嶺とよばれる地形がある 6) 。
大陸棚の堆積層の層厚は、最も厚いところで往復走時 2 秒を超えている部分もある。堆積層中に短縮変形した背斜と逆断層がイメージされるが、地殻中にそれに関連する反射面は、現時点での解析結果では明瞭ではない（図 4、P293）。この領域では、定常的な地震活動が新潟沖～秋田沖の大陸棚と比べて低調で、歴史地震も認められていないが 7) 、イメージン
グの結果から見ると、これまで過去 2 か年で得られた新潟沖～秋田沖における大陸棚のイ
メージの特徴の傾向に沿っている。また、津軽海峡付近には、松前海釜などの地形的な凹地があるが、松前海釜を横切っている EMJS1207 ではその海釜周辺で逆断層や背斜の形成が認められる（図 5 上、P294）。大陸棚の西側に位置する西津軽海盆においては、堆積層の層厚が最大で往復走時約 3 秒に達している。海盆内では背斜が形成されている領域もあるが、背斜の上位は堆積物が不整合で覆い、短縮変形していない。しかし、海盆東縁及び西縁（奥尻海嶺）の海盆両縁は、短縮変形した構造が発達し、背斜とそれに関連した逆断層の形成が認められる。
1983 年日本海中部地震震源域は、男鹿半島沖から西津軽沖にかけて約 140 km にわたっており、久六島付近を境に余震分布の走向が南部では北東－南西方向、北部では北西－南東方向へと変わる。本調査で実施した領域は震源域北部に位置する。本震は震源域南部で発生したが、最大余震（M J 7.1）は震源域北部の EMJS1207 近傍で生じた 8) 。図 6(P295)に日本海中部地震震源域付近のイメージングの一例（EMJS1205）を示す。この結果を見ると、震源域南部での昨年度の結果と同様に、震源域の西端に位置する部分において東傾斜の逆断層を伴った非対称な背斜の発達が認められる（図 6 中の青矢印、P295）。この背斜に対応する東へ傾斜する明瞭な反射面を地殻内に同定することができる。後述する海底地震計
による屈折法・広角反射法地震探査で得られた P 波速度構造と比較すると、この反射面は上部地殻からモホ面近傍の下部地殻下部まで達する。さらに、反射面がイメージされている領域は、モホ面の傾斜が変わり、地殻が東へ向かって厚くなっていく部分に対応する。
さらに、この断面近傍で日本海中部地震発生直後に実施した海底地震観測と陸上観測網のデータを統合処理して得られた余震分布 2) と比較すると、深度 10～20km に分布した東へ傾斜する震源とよく対応する。この反射面に接続している背斜は、震源域北部から南部まで
震源分布の走向に沿って発達しており、先行研究で得られた震源モデルに関する解析結果
9)が東傾斜の逆断層によって引き起こされた地震であることから、この反射面は日本海中部地震の震源断層である可能性が高く、接続している背斜に関連した構造であると見られる。背斜と震源断層とみられる反射面の北限は EMJS1207 までは確認できるが、EMJS1208
では不明瞭になり（図 7、P296）、南限は 2010 年度の調査測線である EMJS1009 まで達している。一方、海陸統合処理により余震分布 2) では、東傾斜に並ぶ震源とは異なる２つのクラスター状に分布する震源があると指摘されている。この震源分布に関しては、震源域東側 に 形 成 さ れ て い る 奥 尻 海 嶺 の 背 斜 に 関 連 し た 西 傾 斜 の 逆 断 層 に よ る 運 動 に よ る も のであると見られる。ただし、この西傾斜の逆断層に関連した背斜は、震源域西縁に発達した背斜とは異なり、構造の連続性はよくなく、震源域の一部で生じた副次的断層として作用したとみられる（図 6、P295）。
日本海盆では、基盤下の地殻内は非常に reflective で、モホ面も明瞭にイメージされ283

る（図 8，9、P297,298）。その中で、松前海台と大和堆の間まで領域において、短縮変形した背斜とそれに関連した逆断層の構造が地形や堆積層中にみられ、先行研究からもひず
み集中帯と指摘されている。背斜とそれに関連した逆断層は、地殻内に明瞭な反射面としてイメージされており、その一部はモホ面近傍まで達している。このような地殻全体を横切るような断層は複数の測線で認められ、空間的に連続した短縮変形した構造を形成している。この構造に沿って、定常的な地震活動はイベントが若干認められるが、歴史地震は現段階では確認されていないが、今後十分に検討する必要がある。また、構造が発達している領域に関して、後述する海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査の P 波速度構造の結果と比較すると、海洋性地殻と遷移地殻との境界付近に位置し、モホ面が徐々に深くなる部分に位置する。このひずみ集中帯の西側では、短縮変形した構造の発達は認められず、屈折法・広角反射法地震探査による P 波速度構造の結果では典型的な海洋性地殻に近い領域に対応している。
2) 海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査
海底地震計（OBS）による屈折法・広角反射法地震探査は日本海盆南縁部から 青森県西方沖の西津軽海盆 に至る測線で実施した（図 1、P290）。この探査測線は 1983 年日本海中部地

震 の 震 源 域 北 部 を 横 切 っ て お り 、 測 線 長 は 約 237km 、 ま た MCS 探 査 測 線 と 同 一 測 線（EMJS1205）である。
エアガン発振を記録した OBS データは、SEG-Y フォーマットに変換、編集し、測位デー
タを追加した。得られた OBS データの例を図 10(P299)に示す。
OBS で得られたエアガン発震の記録では、堆積層や上・中部地殻、下部地殻、最上部マントルを通過した屈折波だけでなく、地殻内の反射面、地殻とマントルの境界面であるモホ面からの反射波も確認できる。日本海盆南縁部に設置した OBS30 の記録では、OBS の東側において初動が約 70km まで確認できる。OBS の東側では震央距離約 60km から見かけ速度約 10km/s、西側では震央距離約 50km から見かけ速度約 8.8km/s の最上部マントルを通過した屈折波（Pn）、震央距離約 30km からモホ面からの反射波（PmP）が確認できる（図10 上、P299）。西津軽海盆に設置した OBS10 の記録では、初動が西側で震央距離約 80km まで確認することができ、震央距離約 65km から見かけ速度約 8.7km/s の最上部マントルを通過した屈折波（Pn）、震央距離約 40km からモホ面からの反射波（PmP）が確認できる（図10 下、P299）。一方東側では、初動は変化に富んでいる（図 10 下、P299）。
探査測線上の地震波速度構造イメージを求めるために、OBS で記録された初動走時と反射波走時を読みとり、読みとった初動走時を用いたトモグラフィックインバージョン 10)11)と読みとった反射波走時を用いた走時マッピング法 12) を実施した。その際の初期モデルは、
過去に秋田沖日本海東縁で行われた屈折法・広角反射法地震探査で得られた地震波速度構
造 13)14) を参考にし、堆積層構造のみ、前述の測線 EMJS1205 で実施した MCS 探査の結果を組み込んで作成した。さらに、これらの方法で求められた速度構造イメージを初期モデルとして、初動走時と反射波走時を同時に用いた走時インバージョン 12) を実施して、構造イメージを求めた。
得られた速度構造イメージ（図 11、P300)から、日本海盆南縁部の堆積層を含めた地殻全体の厚さは約 11 km である。この海盆南縁部の構造と典型的な海洋性地殻 15) 16) を比較
284

すると、P 波速度分布はほぼ類似しているが、海盆域の地殻下部が約 2 km 程厚くなっている。また上述の MCS 探査の結果では、海盆域では逆断層は存在していないことが指摘されている。これらのことより、日本海盆南縁部では海洋性地殻が存在し、海盆南縁部は日本
海拡大のみによって形成したと推定される。海盆南縁部から 1983 年日本海中部地震震源域
北部にかけての領域では、地殻は 14～16 km の厚さを持ち、陸域に向かって緩やかに厚くなっている。この領域の構造は、大和海盆の地殻構造 17) 18) に比べて、地殻の厚さはやや薄いが、P 波速度分布は類似しており、海洋性と大陸性の中間的な特徴（遷移地殻）を持っていると推定される。またこの領域の地殻下部には、厚さ約 2 km の P 波速度 7.1 km/s
以上の部分が存在しており、この薄い高速度層は、日本列島がアジア大陸から分裂・リフ
ティングの際のマントル温度が高いことが原因で形成した可能性がある。1983 年日本海中部地震の震源域北部の地殻の厚さは約 19 km、モホ面は約 21 km に位置している。速度構
造はこの震源域を境に陸側と海側で変化しており、震源域より陸側の大陸棚部の構造は朝鮮半島の大陸性 19) や島弧地殻 20) の特徴を示している。島弧地殻の特徴を持つ大陸棚部では、活構造帯 21) に対応していると考えられる速度構造の不均質が確認でき、この不均質は一部
では深さ約 10 km まで分布している。
この上記の日本海盆南縁部から西津軽海盆にかけての領域の速度構造は、2011 年度に実施した日本海盆南縁部から 1983 年日本海中部地震震源域南部を横切り、男鹿半島北方沖大陸棚部にかけての領域で得られた速度構造とほぼ類似している（図 12、P301)。一方、2009、2010 年度に実施した佐渡島北西沖及び粟島沖から大和海盆にかけて得られた速度構造と比較すると、特に海盆部の日本海盆南縁部と大和海盆は異なり、海盆部から大陸棚部にかけての領域の構造が大和海盆の構造とほぼ類似している（図 12、P301)。また、島弧地殻が存在している日本海東縁の大陸棚部は、日本海盆側に比べ大和海盆側が沖合にまで分布している。上記を纏めると、日本海盆南縁部から日本海東縁大陸棚部にかけては、海側から、海洋性地殻、遷移地殻、島弧地殻が存在しているのに対し、大和海盆から日本海東縁
では、遷移地殻、島弧地殻が存在しており、日本海盆側と大和海盆側で構造の遷移が異なっている。また、1983 年日本海中部地震の震源域は海洋性と大陸性の遷移地殻と島弧地殻の境界部に位置しており、一方 1964 年新潟地震の震源域である粟島付近では島弧地殻の特徴をもち、両地震の震源域下の速度構造は異なっている（図 12、P301)。
(d) 結論ならびに今後の課題
1) マルチチャンネル反射法地震探査による海域地殻構造探査
・秋田沖・西津軽沖沿岸～1983 年日本海中部地震震源域～日本海盆に至る海域において、深海調査研究船「かいれい」を用いてマルチチャンネル反射法地震探査を 13 測線実施した。
・西津軽沖では、大陸棚や西津軽海盆において最大約 3 秒に達する堆積層を形成しており、堆積層中には短縮変形した構造の形成が認められる。また、西津軽海盆の東縁・西縁（奥尻海嶺）においても、非対称な背斜の形成とそれに関連した逆断層の発達が認められる。
ただし、地殻内にこれらの短縮変形した構造に関連した明瞭な反射面は認められない。
・1983 年日本海中部地震震源域付近は、震源域西縁において東傾斜の逆断層をともなった背斜が発達し、地殻内には背斜に関連する反射面が下部地殻深部までイメージされる。先行研究や昨年度までの調査結果を考慮すると、この反射面が日本海中部地震の震源断層で285

ある可能性が高いとみられる。さらに、余震域の東側では奥尻海嶺に発達した西傾斜の逆断層を伴った背斜が形成され、西傾斜の余震活動と関連しているとみられる。
・日本海盆においては、松前海台～大和堆の間の領域で、短縮変形した背斜の発達が認められ、地殻内には一部モホ面まで達する断層と推定される強反射面がイメージされる。
2) 海底地震計による屈折法・広角反射法地震探査
・日本海盆南縁部から 1983 年日本海中部地震震源域北部を横切り、西津軽海盆にかけての海域において海底地震計 46 台を用いた屈折法・広角反射法地震探査を実施し、地震波速度
構造イメージを求めた。
・日本海盆南縁部の地殻の厚さは約 11km であり、やや地殻が厚いが、典型的な海洋性地殻に類似している。海盆南縁部から 1983 年日本海中部地震震源域北部にかけての領域では、地殻の厚さが 14～16 km と海盆部に比べて緩やかに厚くなり、この領域の構造は海洋性と大陸性の中間的な構造（遷移地殻）を示している。1983 年日本海中部地震震源域北部下では、地殻の厚さは約 19 km、モホ面は深さ約 21 km に位置している。さらに震源域北部を境に、海側と陸側では速度構造が異なっている。陸側の大陸棚部では島弧地殻の特徴を示し、地質構造と対応して速度構造が大きく変化している。
・日本海盆南縁部から西津軽海盆にかけての領域の速度構造は、2011 年度に実施した日本
海盆南縁部から男鹿半島北方沖大陸棚部にかけての領域で得られた速度構造とほぼ類似している。一方、佐渡島北西沖及び粟島沖から大和海盆にかけて得られた速度構造と比較す
ると、海盆部の日本海盆南縁部と大和海盆の構造は異なり、一方日本海盆部から大陸棚部にかけての領域の構造は大和海盆の地殻構造とほぼ類似している。日本海盆南縁部から日本海東縁大陸棚部にかけては、海側から海洋性地殻、遷移地殻、島弧地殻が存在しているのに対し、大和海盆から日本海東縁では、遷移地殻、島弧地殻が存在しており、日本海盆側と大和海盆側で構造の遷移が異なっている。1964 年新潟地震は、島弧地殻内で発生しているのに対し、1983 年日本海中部地震は、遷移地殻と島弧地殻の構造の境界部で発生している。
(e) 引用文献
1) 大竹政和・平朝彦・太田陽子（編），日本海東縁の活断層と地震テクトニクス，東京大学出版会，201pp.，2002.
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286

7) 地震予知総合研究振興会, 近世以降の地震活動に関する観測記録等の収集と解析, ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究（平成 23 年度）成果報告書，文部科学省研究開発局・
独立行政法人防災科学技術研究所, 412-438, 2012.
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a traveltime mapping method, Phys. Earth Planet. Inter., 157, 72-85, 2006.
13) Nishizawa, A., and A. Asada, Deep crustal structure off Akita, eastern marginof the Japan Sea, deduced from ocean bottom seismographic measurements, Tectonophys.,306, 199-216, 1999.
14) 西坂弘正・篠原雅尚・佐藤利典・日野亮太・望月公廣・笠原順三，海底地震計と制御震源を用いた北部大和海盆,秋田沖日本海東縁部海陸境界域の地震波速度構造, 地震 2, 54,
365-379, 2001.
15) Spudich, P., and J. Orcutt, A new look at the seismic velocity structure of theoceanic crust, Rev. of Geophys. and Space Phys., 18, 627-645, 1980.
16) White, R.S., D. McKenzie, and R.K. O'Nions, Oceanic crustal thickness from seismic
measurements and rare earth element inversions, J. Geophys. Res., 97, 19683-19715,
1992.
17) Sato, T., T. No, N. Takahashi, S. Kodaira, Y. Kaneda, N. Kato, E. Kurashimo, T.
Ishiyama, S. Koshiya, T. Yoshida, T. Toyoshima, M. Ishikawa, S. Toda, H. Saito, S.
Abe, H. Sato, Crustal structure off the northwestern Sado Island in the eastern marginof the Japan Sea deduced from seismic refraction and reflection surveys, AGU Fall
Meeting 2010, T11B-2062, 2010.
18) 佐藤壮・野徹雄・高橋成実・小平秀一・金田義行,地震探査による日本海東縁部能登半
島沖～酒田沖の地殻構造変化, 2011 年日本地震学会秋季大会，D21-02, 2011.
19) Cho, H.-M., C.-E. Baag, J.M. Lee, W.M. Moon, H. Jung, K.Y. Kim, and I. Asudeh,
Crustal velocity structure across the southern Korean Peninsula from seismic
refraction survey, Geophys. Res. Lett., 33, doi:10.1029/2005GL025145, 2006.
20) Iwasaki, T., W. Kato, T. Moriya, A. Hasemi, N. Umino, T. Okada, K. Miyashita,
T. Mizogami, T. Takeda, S. Sekine, T. Matsushima, K. Tashiro, and H. Miyamachi,
Extensional

structureinnorthern

Hoshu

Arc

as

inferredfromseismic

refraction/wide-angle reflection profiling, Geophys. Res. Lett., 28, 2329-2332,
2001.
287

21) 岡村行信・倉本真一・佐藤幹夫, 日本海東縁海域の活構造およびその地震との関係, 地
質調査所月報, 49, 1-18, 1998.
22) 気象庁，地震年報（The Annual Seismological Bulletin of Japan for 2011)，22，2012.
23) 岡村行信，日本海東縁の地質構造と震源断層との関係，地質学雑誌, 116, 11, 582-591，
2010.
(f) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

佐藤壮，野徹雄，高橋海底地震計を用いた地震探査に

日本地球惑星平成 24 年 5

成実，小平秀一，金田よる日本海盆南縁部～男鹿半島

科 学 連 合 2012 月 23 日

義行

北方沖・1983 年日本海中部地震

年大会

震源域の地震波速度構造
野徹雄，佐藤壮，高橋マルチチャンネル反射法地震探

日本地球惑星平成 24 年 5

成実，小平秀一，金田査による 1983 年日本海中部地科 学 連 合 2012 月 23 日

義行

震震源域～飛島沖における地殻年大会

構造イメージング
佐藤壮，野徹雄，高橋

地震探査による日本海東縁部・2012 年 日 本 地

平成 24 年 10

成実，小平秀一，金田1983 年日本海中部地震震源域～

震学会秋季大月 17 日義行，吉田武義日本海盆南縁部の地震波速度構会造変化
野徹雄，佐藤壮，高橋

反射法地震探査からみる日本海2012 年 日 本 地

平成 24 年 10

成実，小平秀一，金田

東縁ひずみ集中帯における地殻震学会秋季大月 17 日義行，石山達也，佐藤

構造会野徹雄，佐藤壮，高橋成日本海東縁ひずみ集中帯におけ

超音波テクノ実，小平秀一，金田義行

る反射法地震探査

Tetsuo No, Takeshi

Crustal architecture of the AGU

Sato, Narumi

eastern margin of Japan Sea: Meeting 2012

Takahashi, Shuichi

back-arc basin opening andKodaira, Yoshiyuki

contraction

比呂志
平成 24 年 12月1日
Fall 平成 24 年 12月7日

Kaneda, Tatsuya
Ishiyama, Hiroshi Sato
野徹雄，佐藤壮，高橋成日本海東縁における地殻構造と実，小平秀一，金田義行

ひずみ集中帯の関係

佐藤壮，野徹雄，高橋成地震探査による日本海盆南部～実，小平秀一，金田義行

日本海東縁部の地震波速度構造g) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定
288Blue Earth '13 平成 25 年 3月 14 日Blue Earth '13 平成 25 年 3月 14 日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

289

図 1 [右図]本研究の調査海域図。実線がマルチチャンネル反射法地震探査測線、○印が海底地震計設置点。[左図] 気象庁一元化震源と地震年報 22)による日本海東縁の震源分布図（●印、深さ：0～50 km、期間：1923～2011 年、マグニチュード：MJ＞3）と日本海東縁ひずみ集中帯の分布 23)（灰色）。

290

図 2 本研究で用いた海洋研究開発機構深海調査研究船「かいれい」の地震探査システムと本研究における主なデータ取得仕様。
291

図3

反射法地震探査で得られた測線 EMJS1205 における時間マイグレーション断面。

292

図図
4 3 反本研究で得られた測線
射 法 地 震 探 査 で 得 らEMJS1205
れ た 西 津における時間マイグレーシ
軽沖大陸棚～西津軽海盆（測線ョン断面。
EMJS1205）における時間マイグレーション断面。

293

図 5

反射法地震探査で得られた西津軽沖大陸棚～西津軽海盆（測線 EMJS1204，
EMJS1207）における時間マイグレーション
断面。
本研究で得られた測線
EMJS1205における時間マイグレーシ
図 4図 3本研究で得られた測線
EMJS1205における時間マイグレーション断面。
ョン断面。

294

図 6 （上）反射法地震探査で得られた日本海中部地震震源域付近（測線 EMJS1205）における深度断面。（下）同一測線で屈折法・広角反射法
地震探査によって得られた P 波速度構造と海陸統合処理によって得られた余震分布 2)の結果との比較。
295

図 7 反射法地震探査で得られた日本海中部地震震源域付近（測線 EMJS1202，
EMJS1207）における時間マイグレーショ
ン断面。青矢印の部分が震源域西縁に発達する背斜と関連する地殻中の反射面。
水色矢印は震源域東側に発達する奥尻
海嶺における背斜。

296

図 8 反射法地震探査で得られた日本海盆（測線 EMJS1205）における時間マイグレーション断面。青矢印がひずみ集中帯内に発達する背斜と関連する地殻中の反射面。赤矢印が地殻中の反射面。黒矢印がモホ面。

297

図 9 反射法地震探査で得られた日本海盆（測線 EMJS1201，EMJS1207）における時間マイグレーション断面。青矢印がひずみ集中帯内に発達する背斜と関連する地殻中の反射面。赤矢印が地殻中の反射面。黒矢印がモホ面。

298

図 10

OBS30（上）と 10（下）の観測記録

横軸は震央距離、縦軸は 8 km/s で補正した走

時を示す。

299

図 11 日本海盆南縁部～青森県西方沖・西津軽海盆の大陸棚部（測線 EMJS1205）の暫定的な P 波速度構造イメージ。

300

図 12

日本海盆南縁部～青森県西方沖・西津軽海盆の暫定的な P 波速度構造イメージ（上）、

日本海盆南縁部～男鹿半島北方沖の P 波速度構造イメージ（中）と粟島沖の大和海盆～粟島南方沖大陸棚部の P 波速度構造イメージ（下）。

301