参考資料１－１【参考資料】

2007年新潟県中越沖地震の震源像と震源特性について

平成２７年４月３日

東京電力株式会社

目次

1. 新潟県中越沖地震の震源像
2. Ｆ－Ｂ断層の震源特性
3. Ｆ－Ｂ断層の再来期間

4. まとめ11. 新潟県中越沖地震の震源像
2. Ｆ－Ｂ断層の震源特性
3. Ｆ－Ｂ断層の再来期間

4. まとめ2

柏崎刈羽原子力発電所周辺の海域活断層

柏崎刈羽原子力発電所

3

地震調査研究推進本部による新潟県中越沖地震の評価
平成20年1月11日の評価
 新潟県中越沖地震は，大局的には南東傾斜の逆断層運動により発生した。
 余震分布から推定される南東傾斜の断層面の浅部延長は，既知の活断層に連続している可能性がある。
 臨時の海底及び陸上地震観測に基づき得られた詳細な震源分布によると，余震は，全体的な傾向としては，南東傾斜の断層面上で発生している。
震源域北東部では，余震が北西傾斜の面上でも発生している。
 震源分布を参照した地殻変動解析結果でも，南東傾斜の断層に加え，震源域北東部に北西傾斜の断層を考慮することで，データをより良く説明できる。
 強震動波形データなどの解析から，大局的には南東傾斜面が震源断層面であると推定される。なお，この解析結果は，余震分布や地殻変動データ解析が示唆する震源域北東部の北西傾斜の断層の存在を否定しない。
 津波データ解析からだけでは，断層面が北西傾斜か南東傾斜かを決定するのは困難である。
 海域での構造探査によると，震源域北西側には，震源断層とほぼ同じ方向に延びる活断層や活褶曲構造が見られる。これらの活構造は，主に南東傾斜の逆断層運動によって形成されてきたと推定される。
4新潟県中越沖地震の震源断層
マグニチュード（Mj）：6.8
断層長さ：27km
新潟県中越沖地震の震源断層（断層形状・位置関係を示す概念図）※東京大学地震研究所資料（平成20年1月11日

地震調査研究推進本部）より抜粋・一部加筆
5新潟県中越沖地震の精密余震分布5新潟県中越沖地震の精密余震分布

99133

7537111震源深さ（km）

13111

柏崎刈羽原子力発電所※東京大学地震研究所資料（平成20年1月11日地震調査研究推進本部）に加筆

 全体的な傾向として，余震は南東傾斜の断層面上で発生している。
6

地殻変動データから求められた断層すべりモデル①

柏崎刈羽原子力発電所※国土地理院資料（平成20年1月11日地震調査研究推進本部）より抜粋・一部加筆

 余震分布に基づき仮定された南東傾斜の断層面について，地殻変動データ（GPS，SAR，水準測量）の解析結果から断層面上のすべり分布を推定している。
 比較的単純なすべり分布により，地殻変動データがよく説明される。
7

地殻変動データから求められた断層すべりモデル②
地殻変動データの解析例（水準測量）

Ｂ

Ａ

Ｂ

ＣＡ

柏崎刈羽原子力発電所
ＡＣ※国土地理院資料（平成20年1月11日公表）より抜粋・一部加筆

 南東傾斜の断層面により，水準測量の観測データがよく説明される。
8

津波データにより推定される海底上下変動と断層モデル①
津波波形インバージョン解析により推定された海底上下変動推定された海底上下変動分布の図

観測津波波形と計算波形の比較

インバージョン解析により，観測された津波波形を再現するような海底上下変動分布が推定された沖合では最大24cmの隆起が推定される

柏崎刈羽原子力発電所（単位 m）

岡村他（2008）による背斜軸・向斜軸・活断層の位置と海底上下変動の比較

 沖合の堆積層の背斜構造に沿って，海底が20cm程度盛り上がったことが推定される。
※津波観測記録による波源調査グループ資料（平成20年6月9日地震調査研究推進本部）に加筆
9

津波データにより推定される海底上下変動と断層モデル②
海底上下変動分布を説明する断層モデル
津波モデル

南東傾斜の断層モデル
海底断層モデル堆積層の概念図
（断面図）
基盤

余震域

コンター間隔：5 cm
黒四角：断層面
赤線：計算される隆起量（単位 m）

沖合の20cm程度の隆起を再現

南側・海側の隆起（20cm程度）を説明するための南東傾斜断層モデル（単位 m）

 津波データにより推定される海底上下変動と南東傾斜の断層面から推定される海底上下変動は調和的である。
※津波観測記録による波源調査グループ資料（平成20年6月9日地震調査研究推進本部）に加筆
10新潟県中越沖地震とF－B断層との関係
 F-B断層は，海上音波探査結果に基づき南東傾斜の逆断層と評価している。
 断層面は，海域・陸域臨時地震観測網に基づく新潟県中越沖地震の精密余震分布（7月16日10時13分～8月29日）とよく対応している。

ML08-1

F-B断層

海上音波探査記録（ML08-1測線）

11

各研究機関による震源断層評価の変遷①
著者等検討に用いたデータ

震源断層の傾斜Kato et al. (2008)

余震分布[主]南東傾斜 ＋ [副]北西傾斜

Shinohara et al. (2008)

余震分布

南東傾斜

Mori (2008)

余震分布

南東傾斜

Yukutake et al. (2008)

余震分布[主]南東傾斜 ＋ [副]北西傾斜

倉橋ほか (2008)

強震波形

南東傾斜

芝 (2008)

強震波形

南東傾斜

Aoi et al. (2008)

強震波形

南東傾斜 or 北西傾斜

Nozu (2008)

強震波形

南東傾斜

山本・竹中 (2009)

強震波形[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]北西傾斜

川辺・釜江 (2010)

強震波形

南東傾斜

Miyake et al. (2010)

強震波形，余震分布，南東傾斜
構造探査結果 余震分布や強震波形データに基づいた検討では，余震分布の精密化に伴い震源断層を南東傾斜とする評価が多く，地震調査研究推進本部の評価と大きく矛盾する知見はない。

12

各研究機関による震源断層評価の変遷②
著者等検討に用いたデータ

震源断層の傾斜国土地理院 (2007)

地殻変動[南西部]北西傾斜 ＋ [北東部]北西傾斜

Ohta et al. (2008)

地殻変動，余震分布[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]北西傾斜

Aoki et al. (2008)

地殻変動，余震分布[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]北西傾斜

Nishimura et al. (2008)

地殻変動，余震分布[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]北西傾斜

Ozawa (2008)

地殻変動，余震分布[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]南東傾斜

国土地理院 (2008)

地殻変動，余震分布[主]南東傾斜 ＋ [副]北西傾斜

今井ほか (2008)

津波

南東傾斜

Tabuchi et al. (2008)

余震分布，地殻変動，[南西部]南東傾斜 ＋ [北東部]南東傾斜
津波

Nishimura et al. (2010)

地殻変動，余震分布[主]南東傾斜 ＋ [副]北西傾斜

西村 (2010)

地殻変動，余震分布[主]南東傾斜 ＋ [副]北西傾斜

産業技術総合研究所(2010)

余震分布，津波，地殻変動

南東傾斜 地殻変動データに基づいた検討では，地殻変動データのみから震源断層の傾斜方向を推定することは難しかったが，精密な余震分布が得られた以降は，南東傾斜を主断層とする評価が多く，地震調査研究推進本部の評価と大きく矛盾する知見はない。
13小括 地震調査研究推進本部によると，新潟県中越沖地震は大局的には南東傾斜の逆断層運動により発生し，余震分布から推定される南東傾斜の断層面の浅部延長は，既知の活断層に連続している可能性があると評価されている。
 当社が海上音波探査結果に基づき評価したＦ－Ｂ断層は，南東傾斜の逆断層であり，新潟県中越沖地震の精密余震分布とよく対応している。
 なお，各研究機関による研究においても，南東傾斜の震源断層モデルにより各種観測データを説明できるとされており，地震調査研究推進本部の評価と大きく矛盾しない。

 以上のことから，Ｆ－Ｂ断層は新潟県中越沖地震の震源断層と考えられる。
14

1. 新潟県中越沖地震の震源像
2. Ｆ－Ｂ断層の震源特性
3. Ｆ－Ｂ断層の再来期間

4. まとめ15既存のスケーリング則との比較①（内陸地震のM0とSの関係）
 新潟県中越沖地震について，内陸地震に関する既往のスケーリング則（地震モーメントM0と震源断層の面積Sの関係）との比較を行った。
 新潟県中越沖地震の「M0=9.3×1018Nm（F-net），面積：540km2」は既存のスケーリングと整合しており，平均的な地震であると言える。

新潟県中越沖地震

未飽和

飽和

地震発生層

地震発生層

7.5×1018[Nm]飽和
M 0  ( S / 4.24  1011 ) 2  107

未飽和

M 0  ( S / 2.231015 ) 3 / 2 107

地震モーメントと断層面積の関係【入倉・三宅（2001）に加筆】

 また，M0とSの関係は断層幅が飽和することで変化することが知られており，その目安は地震モーメント7.5×1018[Nm] であるとされている。新潟
県中越沖地震のM0からは概ね断層幅が飽和した地震であると考えられる。
16

既存のスケーリング則との比較②（日本海東縁でのMjとLの関係）
 「日本海東縁の活断層と地震テクトニクス」（大竹・他，2002）に示される，気象庁マグニチュードMjと断層長さLの関係に着目した。
 日本海東縁部で発生した地震のマグニチュードMjと断層長さの間には相関が認められ，新潟県中越沖地震の「断層長さ27km：Mj 6.8」は，既往地震の傾向とよく整合している。
No
L=27kmM=6.8

2,356417※「日本海東縁の活断層と地震テクトニクス」p.182 図12.4に加筆・修正

地震

ML(km)

出典

1 1828年越後三条地震

6.9

約35 宇佐美(1996)

2 1833年庄内沖地震

7.5

100

相田(1989)

3 1940年積丹半島沖地震

7.5

100

Satake(1986)

4 1964年新潟地震

7.5

80

Abe(1975)

5 1983年日本海中部地震

7.7

120

Sato(1985)

6 1993年北海道南西沖地震

7.8

139

Tanioka et al.
(1995)

7 2007年新潟県中越沖地震

6.8

27

各機関公表値

8 F-B断層による地震

7.0

36

今回の設定値●Mjと断層長さの関係は既往の日本海東縁部での関係と整合していることから，新潟県中越沖地震はこの地域で断層長さから想定される規模の地震であったと考えられる。
17

大竹・他 (2002) の元となったデータ及び適用性について 大竹・他では，以下の文献による断層長を採用しており，いずれも観測データを再現可能な解析結果をもとに検討が行われている。
No.
地震
1 1828年越後三条出典宇佐美(1996)

使用した主なデータ
評価概要
震度分布
震度分布をもとに断層長を推定
津波波高(M6.9)
2

1833年庄内沖(M7.5)

相田(1989)3

1940年積丹半島沖(M7.5)

Satake(1986) 津波記録

1964年新潟(M7.5)

Abe(1975)

津波波高分布の再現計算
津波記録(時刻, 波形)の再現計算．余震域なども考慮

余震域から断層長を設定。地
殻変動の再現により断層幅を含めた断層サイズを決定
5 1983年日本海中部
Sato(1985)
余震分布, 強震波形 余震域から概略の断層面を設(M7.7)
定.強震波形により詳細な震源過程を推定. 津波記録も参照
6 1993年北海道南西沖 Tanioka et al. 遠地地震波形, 余震分 遠地地震波形・余震分布によ(M7.8)(1995)布, 地殻変動, 津波波 る断層設定．地殻変動・津波形
波形によるすべり分布推定
4

余震分布, 地殻変動

 大竹・他の回帰式はM6.9～7.8の地震をデータとしており，新潟県中越沖地震［M6.8］に対しても適用可能と考えられる。
18

日本で発生した地震の平均応力降下量との比較
 新潟県中越沖地震の平均応力降下量を，近年日本周辺で発生した内陸地震での値と比較した。
 新潟県中越沖地震の震源解析結果から計算される値（約31bar）は他の内陸地震の値とほぼ同じである。
5045403530

1995兵庫県南部

S Ds *1M0L
W
出典(Nm) (km) (km) (km2) (bar)
6.8 2.20E+19 60 16 960
18 Yoshida et al.(1996)

2000鳥取県西部

6.8 2.10E+193418598

35 堀川・他(2001)

2003宮城県北部

6.1 1.90E+18

1810180

19 Hikima&Koketsu(2004)

25201510

2004新潟県中越

6.6 8.80E+18

2416384

28 Hikima&Koketsu(2005)

2005福岡県西方沖

6.6 1.15E+19

26

18468

28 Asano&Iwata(2006)

2007能登半島

6.6 1.10E+192220440

29 Horikawa(2008)

2007新潟県中越沖

6.6 1.04E+19241740831 芝(2008)

2008岩手・宮城内陸 6.9 2.50E+194218756

29 引間・他（2008)

Ds (bar)地震

2008岩手・宮城内陸

2007新潟県中越沖

2007能登半島

2005福岡県西方沖

2004新潟県中越

2003宮城県北部

2000鳥取県西部

1995兵庫県南部

50Mw

計算条件を揃えるため，それぞれの地震のパラメータは強震波形インバージョンにより推定された値を使用した。
*1：Ds（応力降下量）は円形クラックの式により，SとM0から計算した。

Ds 

7 M0
 3 , S  R 216 R
19

小括 新潟県中越沖地震の地震規模と震源の大きさとの関係（M0とSとの関係，MjとLとの関係）は，既往地震の一般的な傾向とよく整合しており，特殊なものではない。またその地震規模（M0）から，新潟県中越沖地震は概ね断層幅が飽和した地震であると考えられる。

 新潟県中越沖地震の平均応力降下量は，国内の内陸地殻内地震の平均的な値とほぼ同じである。

20

1. 新潟県中越沖地震の震源像
2. Ｆ－Ｂ断層の震源特性
3. Ｆ－Ｂ断層の再来期間

4. まとめ21

一般的な活断層の再来期間
 トレンチ調査等によって求められた活断層の再来期間の平均値は，A級活断層で約2,700年（最も短いもので約700年），B級活断層で約9,200年，C級活断層で約17,000年となっており，原子力発電所の供用期間よりも長い。

原子力安全基準・指針専門部会 耐震指針検討分科会 第19回会合（平成17年5月27日） 震分第19-6号（震震W第4-4号改）より抜粋（http://www.nsc.go.jp/senmon/shidai/taisinbun/taisinbun019/siryo6.pdf）
22

＜参考＞トレンチ調査結果（1）

原子力安全基準・指針専門部会 耐震指針検討分科会 第19回会合（平成17年5月27日） 震分第19-6号（震震W第4-4号改）より抜粋（http://www.nsc.go.jp/senmon/shidai/taisinbun/taisinbun019/siryo6.pdf）
23

＜参考＞トレンチ調査結果（2）

原子力安全基準・指針専門部会 耐震指針検討分科会 第19回会合（平成17年5月27日） 震分第19-6号（震震W第4-4号改）より抜粋（http://www.nsc.go.jp/senmon/shidai/taisinbun/taisinbun019/siryo6.pdf）
24新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討①
 新潟県中越沖地震相当の地震が再び発生するまでの期間の目安を把握するため，強震動モデル（芝，2008）に示される緒元等に基づき，概略検討した。
強震動モデル

地震モーメント分布

 再来期間は，以下の2ケースについて計算した。
 ＜ケース1＞平均変位速度に基づく再来期間：「平均すべり量」÷「海上音波探査記録に基づく平均変位速度（垂直変位量に断層面の傾斜を考慮した換算値）」
 ＜ケース2＞平均ひずみ速度に基づく再来期間：「応力降下量」÷「GPS連続観測記録に基づく平均ひずみ速度から算出される蓄積せん断応力」
25

新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討②
 強震動モデル（芝，2008）に基づく平均すべり量は約0.66m，応力降下量は約31barとそれぞれ算定される。
すべり分布

応力降下量

7
M
Δσ＝ ― × ― 0 ≒30.7bar
16
R3

ケース2の検討に使用項

平均すべり量：約0.66m

ケース1の検討に使用

目

設定値

地震モーメントM0

1.04×1019 Nm

特性化震源モデルの断層面積S408km2

円形断層を仮定したときの断層半径R11.4km26

新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討③
 平均変位速度の算定には，新潟県中越沖地震の震源域付近において，Bu層が確認されている測線の海上音波探査記録（シングルチャンネル方式）を用いた。

No.5 シングルチャンネル
音波探査測線

27新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討④
 平均変位速度は，Bu層基底面の垂直変位量と同層堆積期間（約20万年）から算出すると，約0.4m/千年（換算値：約0.7m/千年）となる。
A なお，垂直変位量にはBu層堆積前の垂直変位量も含まBuBれており，安全側（平均変位速度が大きくなる）評価になっていると考えられる。
平均変位速度の算出例（No.7測線）
Bu層基底面の垂直変位量
BuB【Bu層堆積前】【Bu層堆積後】
Bu層堆積後の変位量
Bu層堆積前の変位量

Bu層堆積前の変位量

平均変位速度の計算に用いた垂直変位量
Bu層

B層

B層

C層

C層
28

新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討⑤
 平均ひずみ速度は，新潟県中越沖地震前の震源域周辺海域（赤枠の範囲）におけるGPS三角網の連続観測記録を用いて算出した。
 この平均ひずみ速度を用いると，強震動モデルの走向・傾斜角（ともに35°）及びすべり角90°（逆断層を仮定）に対応する1年間あたりに蓄積されるせん断応力は，約0.04bar/年と算出される。

平均ひずみ速度の算出範囲及び主ひずみ分布
基準値：2004年10月24日00時00分～2004年11月2日23時59分（平均）比較値：2007年7月6日00時00分～2007年7月15日23時59分（平均）⑤①～⑤三角網のひずみ速度を平均化④① ②③

柏崎刈羽原子力発電所

地盤条件設定値

備考

弾性係数

8.0×105 bar

ポアソン比

0.25

上部地殻の一般的な値「この地図の作成にあたっては，国土地理院長の承認を得て，同院発行の300万分の1日本とその周辺及び100万分の1日本を使用したものである。（承認番号 平20業使，第226号）」

29

新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討⑥
 新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間は，ケース1が約940年，ケース2が770年であり，地震調査研究推進本部（2012）による日本海東縁部の地震の平均発生間隔と調和的な結果となっている。
No.

項

1

平均すべり量：約0.66m

平均変位速度：
約0.7m/千年

約940年

2

応力降下量：約31bar

蓄積せん断応力：約0.04bar/年

約770年

目

再来期間

地震調査研究推進本部（2012）による日本海東縁部の地震の平均発生間隔30新潟県中越沖地震相当の地震の再来期間に関する検討⑦
 前述の再来期間に基づき，今後50年間のＦ－Ｂ断層による地震発生確率（※）
を求めると極めて小さな値となる。

今後50年の地震発生確率（※）地震調査研究推進本部の示す方法による

1.0E+00
1.0E-05
1.0E-101.0E-15
1.0E-20
1.0E-25
1.0E-30
1.0E-35
1.0E-40
1.0E-45
1.0E-50
1.0E-55
1.0E-60
1.0E-65
1.0E-70－ 活動間隔770年－ 活動間隔940年

1現在

10100
経過年数

1000
BPT分布のばらつきα＝０．２４31

小括 一般的な活断層の再来期間は，短いものでも約700年であり，原子力発電所の供用期間よりも長い。

 F－B断層が，再び応力を蓄積して新潟県中越沖地震相当の地震を発生させるためには，海上音波探査記録に基づく平均変位速度やGPS連続観測記録に基づく平均ひずみ速度から算出すると，1000年弱の期間を要すると考えられる。
 上記結果に基づき，今後50年間のＦ－Ｂ断層による地震発生確率（※）を算出するとほぼゼロである。
（※）地震調査研究推進本部の示す方法による

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まとめ
 新潟県中越沖地震の震源断層は，地震調査研究推進本部の評価や当社の地質調査結果から，Ｆ－Ｂ断層に対応しており，震源像は明らかになっていると考えられる。
 新潟県中越沖地震は，既往のスケーリング則などと調和的であることから，Ｆ－Ｂ断層は内陸地殻内地震の震源として特殊なものではないと考えられる。
 地震調査研究推進本部の示す方法によって，今後50年間のＦ－Ｂ断層による地震発生確率を算出するとほぼゼロである。

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