2023年度
地表地震断層の変位分布に着目した浅部すべりのモデル化に関する検討 －横ずれ断層の場合－ 日本地震学会秋季大会

S15P-04

松元康広1) ・宮腰研2) ・高浜勉1) ・井上直人3) ・入倉孝次郎2) ・釜江克宏4)1) 構造計画研究所，2) 愛知工業大学，3) GRI財団，4) 京都大学複合原子力科学研究所
A study on slip model in shallow area based on earthquake surface fault rupture - case of strike slip type –Yasuhiro Matsumoto1), Ken Miyakoshi2), Tsutomu Takahama1), Naoto Inoue3), Kojiro Irikura2), and Katsuhiro Kamae4)1) Kozo Keikaku Engineering, 2) Aichi Institute of Technology , 3) GRI, 4) Institute for Integrated Radiation and Nuclear Science, Kyoto University

ピ (地震本部, 2020) では考慮されていない地震発生層以浅にLMGA (Long-period Motion Generation Area) と呼ばれる

深度18.4km

SMGA3

6km×8km

10km×10km

5

変位量

SMGA2

Str.=40° →W=16km

6km×8km

LMGA3

W=16km

W=16km

地震発生時に地表地震断層が出現した．これらの断層極近傍で観測された地震動に見られる永久変位の再現には，レシ

SMGA1← Str.=236°

LMGA2← Dip=65°

深度3km← Str.=244°← Dip=75°← Str.=198°

地表W=3.3km

近年発生した内陸地殻内の地震 (例えば，2016年熊本地震，2014年長野県北部の地震など) では，← Dip=74°

1. はじめに

深度17.5km

深度18.5km

0H(L=12km)

F2(L=8km)

F3(L=12km)

0F4(L=12km)

510152025303540

断層長さ(km)

すべり領域を設定する必要があることが報告されている (例えば，Irikura et al., 2020; 松元・他, 2018など) (図1)．
－ Obs． － Syn．

このような地表地震断層が現れる震源断層の地震発生層以浅のモデル化については，上述の地震の再現解析などに基

図2 図1のLMGAを含む特性化震源モデ
ルによる地表地震断層の変位量分布づき提案が行われているが，予測問題で地震発生層以浅に与えるすべり量，分布形状，配置などについては課題が残されている．特にすべり分布の形状については，特性化震源モデルにおけるアスペリティの形状に倣い矩形でLMGAをモデル化しているが，例えば，Wesnousky (2008)では地表地震断層の変位量分布としてピークを有するsin型あるいは非対称の sin型等を提案している．予測問題においては，設定したLMGAのすべり量，分布形状，配置が地表地震断層の変変位波形（T>2s）位分布形状に大きく影響するため (図2)，それらのパラメータの設定においては観測記録に基づいた検討が重要である．

速度波形（T>2s）
図3 熊本地震の地表地震断層の変位量

図1 熊本地震のLMGAを含む特性化震源モデルと断層近傍観測

そこで本検討では，過去の地震における地表地震断層の変位量が整理されているWesnousky (2008)のデータセットを（Shirahama et al., 2016）

点の観測波形と合成波形の比較（松元・他, 2018）用いて，予測問題における地震発生層以浅 (LMGA) のすべりのモデル化に関する検討を行う．

2. 検討方針

表1 対象地震① 本検討では，検討に用いるデータとして，Wesnousky (2008)のデータセット (37地震39データ) のうち，以下の条件を満たすデータ (8地震9データ，表1) を選定する．
• 横ずれタイプ•断層長さ(L) ≧ 40 km(*1)• 変位量分布の形状が概ね単峰型(図4)(*2)② 上記で選定したデータに基づいて，以下の特性値を整理する．

平均変位量

最大変位量

比

断層長さ

LMGA長さAFDall (m)MFDall (m)MFDall/AFDall

L(km)

LLMGA(km) LLMGA/L

7.9

4.7

9.1

2.0

360

160

Erzincan(Turkey)

7.7

4.2

7.4

1.8

300

1940/5/19

Imperial(CA)

6.9

1.6

3.3

2.1

4

1944/2/1

Gerede-Bolu(Turkey)

7.3

2.1

3.5

5

1967/7/22

Mudurnu(Turkey)

6.7

0.9

6

1992/6/28

Landers(CA)7.2

71999/11/12

Duzce(Turkey)

8

2002/11/3

9

2002/11/3

比

AFDLMGA (m)AFDLMGA/AFDall

0.44

6.8

1.5

145

0.48

5.8

1.4

60

29

0.48

2.7

1.7

1.7

155

81

0.52

2.9

1.4

2.0

2.16032

0.53

1.3

1.4

2.5

6.6

2.7

77

37

0.48

3.8

1.5

7.0

2.1

5.0

2.4

40

23

0.58

3.1

1.5

Denali(AK)

7.7

4.6

8.9

1.9

282

155

0.55

6.4

1.4

Denali(AK)

7.7

3.6

8.9

2.5

302

153

0.51

5.3

1.5

平均

2.1

平均

0.51

平均

1.5

標準偏差

0.3

標準偏差

0.04

標準偏差

0.1

Date

LocationMw

1

１８５７/1/9

SanAndreas(CA)21939/12/25

3

MwはGeological moment(Wesnousky, 2008)に基づく値•比

LMGAの平均変位量

No.

断層全体の平均変位量(AFDall)，最大変位量(MFD )，LMGA(*3)長さ(LLMGA)(図4)，LMGA内の平均変位量(AFDLMGA)• 断層全体の平均変位量に対する最大変位量の比 (MFD/AFDall)，断層長さ(L)に対するLMGA長さ(LLMGA)の比(LLMGA/L)，断層全体の平均変位量 (AFDall) に対するLMGA内の平均変位量 (AFDLMGA) の比 (AFDLMGA/AFDall)③ 変位量の分布形状のモデル化を試行する．
LMGA(平均変位量以上の領域)• ②で得られた特性値等を参考に，LMGAのすべり量の分布形状のモデル化を試みる．
(*1)井上 (2023)によるとL≧40 kmで震源断層長さと地表地震断層長さがほぼ等しくなることが示されており，本検討ではそれを踏まえた．

(a) 単峰型の例（2002年Denali地震）(*2)後の検討で変位量分布を単純な関数形でモデル化するために，変位量分布が目視により単峰型であると判断したデータを対象にした．

(b) 多峰型の例（2001年Kunlun地震）

図4 地表地震断層の変位量分布の形状(単峰型，多峰型)の例

図4に変位量分布の形状が単峰型である例と多峰型である例をに示す．

(〇 変位量 (1km間隔)，□ 最大変位量 (MFD )，… 断層全体の平均変位量 (AFDall)，－ LMGA領域(この長さがLLMGA) )(*3)本検討では断層全体の平均変位量以上の領域をLMGAと仮定し，その長さをLMGA長さ(LLMGA)とした(図4)．

3. 結果
 図5に本検討で対象としたデータの地表地震断層の変位量分布を示す．

本検討で得られた結果（変位量が最大となる位置が必ずしも断層中央になく，変位• 変位量が最大となる位置(□)は必ずしも断層中央になく，変位量分布が非対称となる地震も多い．

量分布が非対称であること，最大変位量/断層全体の平均変位量 (MFD/AFDall) = 2.1，

 図6から図8に各データの断層全体の平均変位量(AFDall)と最大変位量(MFD)，断層長さ(L)とLMGA長さ(LLMGA)，断LMGA長さ/断層長さ(LLMGA/L ) = 0.51）を参考にして，本検討では単純化のために，層全体の平均変位量(AFDall)とLMGA内の平均変位量(AFDLMGA)の関係を示し，これらの比の平均値は以下の通り．

最大変位量が平均変位量の2倍，LMGA長さが断層長さの0.5倍であると仮定して，地表地震断層の変位量分布のモデル化として，以下の非対称のsin関数を提案.

• 最大変位量/断層全体の平均変位量 (=MFD/AFDall) = 2.1• LMGA長さ/断層長さ (=LLMGA/L) = 0.51
• LMGA内の平均変位量/断層全体の平均変位量 (=AFDLMGA/AFDall) = 1.5

Lmは変位量が最大となる距離として，位相が位相が-1/2π～1/2πの1/2π～3/2πのsin関数

sin関数

 上記の結果踏まえて，地表地震断層の変位量を非対称のsin関数(図9)でのモデル化を試行する(図10)．

Lmの左側：
𝑥1
𝐴𝐹𝐷𝑎𝑙𝑙 × sin𝜋− 𝜋 +1𝐿𝑚
22×AFDall

 2023年トルコ・カフラマンマラシュ地震(Karabarak et al．, 2023)への適用を試みた(図11)．

𝑓𝑜𝑟 0 ≤ 𝑥 ≤ 𝐿𝑚

変位量

Lm

LMGA長さ(LLMGA)

0

断層長さ

平均変位量
(AFDall)Lmの右側：
𝑥 − 𝐿𝑚1
𝐴𝐹𝐷𝑎𝑙𝑙 × sin𝜋+ 𝜋 +1
𝐿 − 𝐿𝑚2𝑓𝑜𝑟 𝐿𝑚 ≤ 𝑥 ≤ 𝐿

L

図9 本検討で提案する関数形 (非対称のsin関数)

図5 地表地震断層の変位量分布 (－ LMGA領域内の平均変位量(AFDLMGA))

101

MFD/AFDall = 2.1
0.1
0.1

1

10100

断層全体の平均変位量(AFDall)(m)LMGA内の平均変位量(AFDLMGA)(m)1000

LMGA長さ(LLMGA)(km)

最大変位量(MFDall)(m)10010010

LLMGA/L = 0.51
111010010010

図10 地表地震断層の変位量分布と本検討で提案した関数形 (－ 非対称のsin関数)
1

AFDLMGA/AFDall = 1.50.101000

110100

断層全体の平均変位量(AFDall)(m)

断層長さ(L)(km)

図6 断層全体の平均変位量(AFDall)と

図7 断層長さ(L)と

図8 断層全体の平均変位量(AFDall)と最大変位量(MFD)の関係

LMGA長さ(LLMGA)の関係

LMGA内の平均変位量(AFDLMGA)の関係

4． まとめと今後

図11 2023年トルコ・カフラマンマラシュ地震の変位量分布と非対称のsin関数の比較

予測問題におけるLMGAのモデル化を目的に，Wesnousky (2008)のデータ

今後は，本検討で提案した非対称のsin関数が縦ずれ断層への適用可能か否かの検討や，変位量分布の形のうち，横ずれタイプの断層長さ40km以上，かつ変位量分布の形状が単峰型の地震を対象に，地表地震状が多峰型のような複雑な場合のモデル化が課題である．また，本検討で提案した非対称のsin関数は変位断層の変位量の分析を行った．その結果，最大変位量は平均変位量の2倍程度，平均変位量以上となる長量が最大となる位置は既知として考えたが，予測問題において変位量が最大となる位置の設定方法についてさ（ここではLMGA長さと仮定）は断層全体の長さの0.5倍程度であることを確認した．また，これらのの検討も必要がある．さらに，本検討でのLMGAは断層全体の平均変位量以上となる領域と仮定したが，こ実測された断層変位の分布形を近似的に説明する非対称の sin関数を提案した．

れについても検討が必要である．