国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

550，348，098．5（521．2）

関東平野の基盤地質構造と地震分布
田中耕平＊

国立防災科学技術セン」ター

Geologica1Structure
Distributiomofof

theE趾thquakes

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Kanto

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By
Kohei

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with

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inlocationsthefaultsindeveloped

まえがき

首都圏の地震予知の研究は，多くの研究者達によって多方面から行われている、その学問分野は単に地球物理学だけにとどまらず，地形学，地質学，地球化学，測地学のような分野から，生物学，さらには古文書の利用等々の広い領域に及んでいる．ここでは基盤

関東平野のを中心とLて，比較的深い部分の地質構造の今までの知識を整理し，関東平野下の中央構造線の位置を明確化させた、それと過去に発生した大地震の震央位置とを比較し，首都圏の直下型地震発生の場について考えた．

2．首都圏における地震
津村（1974）は，過去の東京直下の被害地震を震源の深度から二つにタイプ分けした、一つは安政2年（1855年）の江戸地震（M＝6，9）のような浅い地震であり，他は明治27年の＊第3研究部地表変動防災研究室

一17一

国立防災科学技術センター研究報告

1978年3月

第19号

東京地震（M＝7．0）のような深い地震である1彼はこれと現在起こっている微小地震（1971年7月から1972年6月までのうち1972年1月と4月を除く10ヵ月問の微小地震の震源を北緯36。線の北と南各50km幅についてプロットした垂直分布図，図1）とを比較した。その結果，過去の被害地震に比べて，現在の微小地震では，深い震源をもつ地震が圧倒的に多いと述べている1しかしその後の石田の研究によれば，必ずしも深さで二つに分ける必要はないようである（垣見ほか，1976）．

図2は石田（垣見ほか，1976）の図で，1975年1月〜8月に関東で起こった地震のうち，北緯36。線の南北50km以内に起こったものを東西断面図上に投影した震源分布図である・

この図も津村（1974）の図も全体としてはyの宇型の震源分布を示すことは似ているが，石田の図では関東平野中央部の無地震域が小さくなり，浅い震源のものがふえている．

3．関東造盆地構造
津村（1974）は前節で述べたyの字型の震源分布のうち，西さがりの部分は太平洋ブレー
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図1北緯36。線の北側（a）と南側（b），各50km幅の震源の重直分布図（東西堰o♀

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断面図 津村，1973）
Vertica1distribut1on of earth−quakes which occurred within a

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一18一

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Kanto

district・（Ju1y71−June72；Tsumura1973）

一

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of50kmp！aneo関東平野の基盤地質構造と地震分布一田中

トの沈み込みに起因し，東さがりの部分は相模トラフとの相関を考えているが，後者に関しては詳しいことはわからないと述べている．しかし筆者は，東さがりの地震域を逆に地表に伸ばしたとき，関東平野と関東山地を境する（南北性）幻の構造線と呼ばれている

八王子構造線の位置にくることは興味あることと考える．

図3に今まで提出された種々の地層の等深線から，筆者が北緯35．30で東西に切った地質構造の断面図を作り，それを編図したものを示した．図3により関東平野形成の地史を考えたとき，基礎となった部分は古生代の秩父地向斜の堆積物と中生代の四万十地向斜の堆積物である．これらの堆積物は関東平野の基盤として，関東平野の下に広く分布するといわれているが，詳しいことはわかっていない．さらにその上には第三紀層が重なるが，古第三紀の地層は存在せず，図3に示すように新第三紀中新世の地層が関東平野西部地下に分布する．
ただし嶋ほか（1977）や目ヨ中（1977）の地震探査の結果から判断すると，この地層は図3で垣見ほか（1973）が考えるほど厚くない可能性もある．さらにその上には下から順に鮮新世から洪積世の砂・シノレト互層から成る上総層群，洪積世の成田層群同じく洪積世のロームから成る立川累層，沖積世の有楽町層群の順にたがいに不整合で重なっている．これら新しい時代の地層の厚さは2〜3kmで，深く見積っても4km弱である．図3に示すごとく，研究者に
36・

図2北緯36。線の両側50km幅の震源。。。。6の垂直分布図（石田，1976）（1）従来の方法で求めた震源分布（2）再決定した震源分布

0Fig．2

Vertica1distribution of earth−quakes which occurred within adistancevertica1planeof50kminthefrom

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Kanto

district．

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一19一

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国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

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関東平野の地質断面図

Fig．3

Geologicalsectionof

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Kakimi（2） Theetformation

andtheKazusa

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and

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boundary

betweenKakimiaLet

the

Pre＿Kazusa

Neogenesystemandthebasement（1973）

より，また時代によって沈降の中心が多少異なるが，全体として見れぱ，中心部付近がもっとも深く沈みこんでおり，古くから言われた構造盆地（あるいは地向斜性沈降盆）が示されている（矢部・青木，1923；辻村，1923；0tsuka，1936；ほか多数）．

地下200km付近まで続くyの字型の震源分布と，地下数kmの新しい沈降域の地質構造を比較した場合，yの字型の上部に沈降域が存在し，マントノレ上部のかなり深い地震の分布までが，関東地方の造構運動と明瞭に対応していて，関東平野の成因は地殻内の現象にとどまらたいと考えられている（鈴木，1968；津村，1974）．

4．

関東平野西部の中央構造線

笠原（1974）によれば，関東平野地下の震源の分布は，前述したyの字型の分布以外にも，いくつかの線脈を示しており，西暦1600年以降の内陸部の被害地震は，埼玉県中央部から，東京湾北部に続く荒川線に沿うものが多く，なかでも安政2年の江戸地震は，崩壊ならびに焼失家屋14，346戸，町人の死亡4，293人（又は3，895人）（東京都，1973）という大きな被害

一20一

関東平野の基盤地質構造と地震分布一田中を出した（図4

笠原，1974）．また阿部（1974）により，西埼玉地震（1931，9，21）と関東平野下の中央構造線（ないしは中央構造線に伴う断層帯）との相関が論議され，「この中央構造線に沿って，1959年岩槻付近（M5．9），1855年江戸（M6．9），1894年東京（M7．0）などのいわゆる都市直下型の地震がおきているように見える．」と述べている．

首都圏を襲う直下型地震の予知を考えた場合，過去のデータから考え，荒川線ないしは中央構造線は一つの重要な場所であり，その監視体制を確立するためにも，荒川線ないしは中央構造線の分布や性質を知る必要がある．

一般に地震学の立場から引かれた荒川線と，地質学の立場から引かれた中央構造線は同一視されることが多いが，ここでは目本列島の地質構造区の立場から，これについて考えてみる．

中央構造線は西南目本の内帯と外帯を境する構造線であるが，この線から大陸側（内帯）
では，花嵩岩の分布が特徴的であり，大洋側（外帯）では三波川結晶片岩から非変成古生層，さらには中生層，第三紀層の順に，帯状に，中央構造線に平行して分布するのが特徴である．

このように中央構造線は酉南目本において重要な位置を占めている構造線であるが，松田（1973）は地形の変位から，中央構造線は活断層であると述べている．この中央構造線に沿って，マグニチュードが7クラスの地震が報告されている．たとえば紀伊一大和地区の1854年の地震や，伊予灘地区における数回の報告がある1しかし，全般的には中央構造線沿いに地震は少ない．

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1で1・汽
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140

次に中央構造線の東方延長について

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考える．一般にフォッサ・マグナが西3州
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れるが，実際には，フォッサ・マグナ

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では西南目本区の特徴が卓越してい一．：三⁝：＝〜二〜ニニ：；：；〜ζ＾w．⁝

ここで問題にする関東平野南部の地下○㌻；

とんどがこの遷移領域内に入るが，今一︑一一︑：③．ル

越房豆帯（山下，1970）とよばれる遷︷嚢三禍1︑纂
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︐．一．・一．一一一︑．︐の東側に両地質区の性質を合せもつ信移領域が存在する．関東地方はそのほ⁝：：＝＝＝一南目本区と東北目本区の境界と考えらたち切られた三波川結晶片岩は方向をI．

転じて，関東山地に露出し，関東平野の地下に連続している．さらにその南

図4関東地域における過去の大地震（笠原，1974）には西南目本外帯の特徴である古生層

Fig．4や中生層の帯状配列が続いている．まDistribution

Kantoofmajor

earthquakes

districtduringtheperiod

1600to1969、（Kasahara，1974）

一21一

inthefrom閑立防災科学技術センター研究報沓第19号

1978年3刀た関東平野巾部σ）地下では，西南日本内帯の特徴である花嗣若質の岩石の存在（禰田，1976）が知られている．

こσ）ような事実から関東平野下に中央構造線の延長があることは確かであるが，正確な場所については充分に論議されていない．

今までに関東平野下の中央構造線の位置を示した図としては，石井（1962）と垣見ほか（1973）σ）図があるが，両者は関東平野の西部において違いが大きい．最近，筆者（田中，1975）によ一。て，吉見丘峻σ）高変成度の変成舟σ）分布域の北側から三波川結晶片岩の露頭が報缶されているび）で，中央構造線は垣見ほか（1973）が引いた位置よりも北側を通ると思われる．さらに東側ではlll1立防災科学技術センターによ一．。て掘削された深腐地震観測井「丹槻」（高橋ほか，1971；1−1拉防災科学技術センター，1973）の坑底（3510m）から，三波川締品片壮帯に属する批石（斜長石角閑粘）が採取されている．こσ）井戸では2764〜3509mの閉で，石英斑壮σ）コアが採取され，坑井下部では内帯的要素をもち，坑底部では外帯的要素をもつという柱状がえられた．こσ）、〜こついては現在検討中であり，別に報告する予定である．

いずれにしてもr壮槻」は中央構造線σ）近傍ないしは直上を掘削したと思われる．こσ）井戸
よリわずか北に掘られた地質調査所σ）春目部GS−1（福田，1962；縞岡，1963；縞岡・石和閉，1964；裕冊ほか，1964；城戸，1972；河井・福田，1973）σ）観測井では，内帯的な南蛇井胴に杣当する排石が採取されている．
そσ）締果，筆者は関東平野西郁σ）中央構造線は関東1．L1地σ）三波川帯分布城σ）北隈を東に直線的に延長させた線とほぼ一致していると考える（図6）．

地形学の立場では，堀口（1974）により，地表ないしは地表に近い部分のデータから，関東平野西部の地盤σ）ブロック1×1分の境界線が求められている（図5）．これによれば，本庄の北から深谷を通リ，熊谷の南に至る境界線〔松田ほか（1975）の深谷断層とほぼ一致〕や，川越σ）北を通リ，浦和，川口の南を通る境界線〔貝塚（1974）の荒川断層とほぼ一致〕が認められるが，今ここで愁定した中央構造線とは明らかに位置が異な一，ている．

巾央構造線との関連において筆者が深谷断層を解釈するならば，これは岡岡（1970）0）考えるように中央構造線に沿って新たに派生した中央線活断層系のような考え方をしなければならないであろう・また剃11断層は中央構造線よりもむしろ御荷鉾（みかぶ）線の位置に近いように，魁、，）れる．

またここで想定した巾央構造線と笠原（1974）や阿部（1974）により震源位置から想定された荒川線（笠原，1974に従い荒川線と呼ぶ）とσ）比較は，震源の決定精度が悪いため，かなリ困難であるが，剃11線は中央構造線とは明らかに異なり，深谷断層と荒川断層を一緒にして考えているようである．

』γ）］

関東辛野の基盤地質構造と地震分布一田中
140

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関東平野西部のブロ・ソク区分と変動（堀口，1974），破線；ブロックの境界，矢印；傾動方向Fig．5

Division and movement of blocks in
Bエoken line：Boundary of blocks

thewestem

Kanto

Arrow：Directionplain．（Horiguchi，1974）
of inc1ination＼、o〕＼＼＼＼＼、＼、、 パ
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一、 ・一一一＼．
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1．I（三二我一隻撃剰根川古』川〃

図6関東平野の構造線の位置図
Fig．6

Distribut1onof

some

tectonic1ines（1）MedianTectonicLine

afterIshii（1962）（2）MedianTectonicLine

afterKakimi

etal．

theKanto

p1ain。

TectonicLine

presumed

inthisPaper（1973）（3）Fukaya Fau1t after Matsuda（1975）（4）Arakawa Fault after Kaizuka（1974）

in（5）Median●○thepositionoftheIwatsuki

borehole

the position of the Kasukabe borehole
× the exposure of the Sanbagawa crystalline
schist

一23一atYoshimi旧立防災科学技術センター研究報告

5．

第19号

1978年3刀関東平野東部の中央構造線

関東平野で現在までに基盤に達した坑井σ）一覧表を表1（福田，1974）に，その位置を図7に示す．この図には国立防災科学技術センターによって掘削された下総地殻活動観測井をNo．20，計醐中の2号井をNo．21として示した．「岩槻」より東側での中央構造線の位置は，西側に比して基盤にまで達する井戸が多いため，把握しやすいはずであるが関東山地のような露頭が近くにないため，実体はつかみにくい。ここでは，三波川帯の分布の北限を中央構造線と考えて，三波川帯を追跡する．我孫子付近を境にして，その東側では三波川帯の分布は西側と異なり，東北東方向に伸びているようである（石井，1962）．我孫子付近での湾雌1は福田（1973）も注目しているように，かなり急激に屈曲する可能性があり，石井（1962）のようにゆるやかに湾曲して続けてよいか検討の余地があると思われる．

もしここに断層が存在し，それによって三波川帯が屈曲するならば，この断層は石井（1962）によリ，地震探鉱で求められた鳥山一菅生沼断層や堀口（1974）によって地表面の変動から求められた春目部の東を通り，野田の西を通るブロック区分の境界線や津村（1974）の微小地震の線状配列と関係があるであろう．

我孫子付近より東側では三波川帯は東北東方向に多古まで追跡されるが，それより東側から，三波川帯の丹石は報告されていない．その理由は柏崎〜銚子線（山下，1970）によって，
表1関東平野において基盤に達した坑井一覧（福臣ほか，1974）
Table1Th・t・b1・・fd…b…h・1…hi・h・…h・dth・b…．（F・k・d・・t．1．1…）

舳．坑Jト手1所在地．l1馴堀絆欄胆1基盤拷
1

一側1部GS−1

2 松f犬ST−1
3 深棚地震観測」ト
「岩槻」
4 鹿脇KT−1
5 男f利削R−1
6 野HlR−1
78 成1uR−1
9 姿…luR−1‡

小兄川R−1

一揃．螂11㈹舳雌…13・l03・001・・O・・圧砕された烈舳1舳

粘板姶

埼．1｛県措槻1一∫、木川

微＝茨城県圧垣島卿∫・ド」ト

茨城榊i倣那河内村羽戸崎 3
災1リIu！j＝u．l

l一∫三ツ上囲千螂1晴卿耶小見川111∫八』1向f

千災県成1111f∫ト股1971；1958↓｛漏系外帯1957

7・46

叙i蓄く刊弄

内刊干工，131

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片麻砦笛花蝪岩あるいは1958

1花舳継O・44662・5≡6591グレイワッケ

鶯葦㍉二1：1H二：ニ

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l，053淋1，018！滑石を伴う采池片吟

949．8

千災≡リ■壬香取郡多1−r珊∫鍬111

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6．95826．41825．5■絨色片推

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丁．災県印蜥那八街1111．八街

45，96

12

μ三命R−1‡

千、災三川何†l1雌命

3，331，521，901，510

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51g1O1887I搬な泥排多ユII．R−1

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家帯4838・6■813破砕されたκ、他千枚拷

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南蛇外堀■内推1962

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埼．1三県北魁．飾那松伏町上赤瑞

1．

1苧一七1．術1完成1ド

1，994，809481砂拷
1，989

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礫衿と砂牡のタ←，一呈：：簑：f棚

不帆

071！製餓斧蝶片舳舳ゴI1唖系
イ（1196111961

燃州…一1㏄。

2，146，292，139．1，1．他千枚砦

タト刊牙■1972

15

飯閉R−1

干菓三県海上那飯岡1町」l1

16

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千螂1り酬雌名内17

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千葉県畑ifりトプ町

18

独沽TR−1ホ

千災県山武那迦沼ネ寸』｛形I竪硬なアルコーズ蘭細拉 秩父系 ≒外竹 1954
5．50 56514 551■砂杵1111胆系．1960
秋父系 ■外帯 1960
3．54 739．5 737■砂桝
1
1，445．Oo■1，430 グレイワッケ〜
秋父系1外帯1960

191』父域ζR−2

千災県山武郷成東1−I∫蛾脇7・46I2・006・00■2・0001砂牡・O1l001砂批

秩父系

堆榊二掘り込んだかどうか雛わしいもの、

文献（金唖ほか2名1958；〃：1961）では1，048mとされていろが 仙気絞屑の．1己録はこの搾度まである．
（舳uほかユ974）

一24一外推1961

関東平野の基盤地質構造と地震分布一田中

一．←．一、。㌔荒o20

川剰根川・810■硯。21

多摩、、、

餅

19

θ

1・lg1518θ

030km

図7関東平野において基盤に達した坑井位置図
Fig．7

Distribution

of

deep

boreholes●：Sanbagawa

crystalline○：Rocks

theof

inner◎l C正etaceousθl Pa1aeozoic＿一＿：Median Tectonic

whichreachedthebase．

inpaperschistzone

Linepresumed

this

三波川帯の延長部が切られるためか，深井戸の数が少いためであろう．その結果多古より東においては，中央構造線の位置はまったく不明である。
6．

あとがき

ここに関東平野下の基盤について，いくつかの問題点を考えた．これらが直接すぐに地震予知について役立つとは考えられないが，地震発生σ）r場所」をおさえることに少しでも役立てば，「時期」や「規模」に先がけて，首都圏地震予知に対する一つの橘頭塗を得ることができる．この意味からも，今後多くの深井戸のデータが集積されると共に各種の測定結果との比較が必要であろう．

参1）阿部勝征（1974）：地震断層の運動，科学考文献

44，3，p・139−145・2）福田理（1962）1春目部層序試錐（予報）一坑井地質を中心として一，地質ニュース，100，p．1−
16．

3）（1963）：春目部属序試錐の坑井地質層序地質調査所月報14，p，379−380．
4） 一一一 ・石和日ヨ靖章（1964）：関東地方の地質と天然ガス鉱床の探鉱と開発への序章，石池技術協

一25一

国立防災科学技術センター研究幸良告第19号

1978年3月

5︶

会誌29，P．3−2L

福田理・小林才智・民部田喜代四（1964）1関東平野における層序試錐，石油技術協会誌29，

6︶

p．112＿129、

7︶

一一（1973）：足もとを見よ一首都圏地震論争への提言，地質ニュース，230，p．28−31．
（1974）：坑井地質に見る関東平野の基盤 地質ニュース，234，p．8−178︶

堀口万吉（1974）1関東平野酉部の地形区分と段丘面の変動，r関東地方の地震と地殻変動」ラテイ
スp．119−127．

9）

10）

11）

12）
13）

14）

石井基裕（1962）：関東平野の基盤，石油技術協会誌 27，6，p．615−640．
貝塚爽平（1974）：直下型（内陸型）地震との関連から見た関東平野の第四紀地殻変動の予察的考察．
東京直下型地震に関する調査（その1），東京都防災会議

・ほか7名（1977）：首都圏の活構造と地形区分，東京直下型地震に関する調査（その4）、
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