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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・271(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（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２２年度業務目的(2)

平成２２年度の成果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・272(2-1) 越後平野東縁断層帯における群列ボーリング調査 ・・・・・・・・・・・・・272(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(2-2) 国中南断層における群列ボーリング調査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・278(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(2-3) 高田平野周辺の活断層についての変動地形調査 ・・・・・・・・・・・・・・284(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定
269

(2-4) 信濃川断層帯の活断層についての変動地形調査 ・・・・・・・・・・・・・・289(a) 業務の要約(b) 業務の実施方法及び成果(c) 結論ならびに今後の課題(d) 引用文献(e) 成果の論文発表・口頭発表等(f) 特許出願，ソフトウエア開発，仕様・標準等の策定(3)

平成２３年度業務計画案・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・295

270

(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

助教

石山 達也

ishiyama@eri-u-tokyo.ac.jp

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

財団法人地域地盤環境研究所

研究員

越後 智雄

echigo@geor.or.jp

国立大学法人東京大学地震研

教授

佐藤 比呂志satow@eri.u-tokyo.ac.jp

学校法人法政大学社会学部

教授

東郷 正美

togo_m@mt.tama.hosei.ac.jp

公立大学法人首都大学東京都

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
国立大学法人東京大学地震研究所
国立大学法人千葉大学理学研
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

究所

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（過去年度は、実施業務の要約）
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：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
271

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。
3) 平成２２年度：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。
4) 平成２３年度：越後平野・高田平野・信濃川断層帯等ひずみ集中帯の活断層について、引き続き変動地形調査、空中写真判読調査を行うとともに、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、堆積物の放射性炭素同位体年代測定・珪藻分析・植物珪酸体分析・火山灰分析などにより変位基準の年代と対比を行い、その変形量を推定し、前年度までの調査結果も踏まえて、断層帯モデル構築に必要な活断層の変位
速度等を明らかにする。また、地球惑星科学連合 2010 年大会においてこれまでの調査研究結果について報告すると共に情報収集を行う。
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２２年度業務目的
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。
(2)

平成２２年度の成果(2-1)
堤

越後平野東縁断層帯における群列ボーリング調査

浩之（京都大学理学研究科）・石山達也（東京大学地震研究所）・鈴木毅彦（首都大学

東京都市環境学部）・廣内大助（信州大学教育学部）・今泉俊文（東北大学理学研究科）(a) 業務の要約
第四紀後期の活動性が不明である越後平野東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。また、活断層の変位速度を解明する目的で、6 ヶ所において掘削深度合計約 110m のオールコアボーリングを掘削し、層相解析・火山
灰分析・放射性炭素同位体年代測定を実施した。これらの結果に基づき、越後平野東縁断層帯を挟む後期更新統〜完新統の層序を明らかにし、地形・地質断面図を作成した。
(b) 業務の実施方法及び成果
1) 業務の実施方法
272

越後平野は、東北日本弧の第三紀以降の東西圧縮応力場で形成された褶曲衝上断層帯に位置する。平野西方には弥彦山地や西山丘陵が、東方には下田丘陵や東山丘陵が分布し、これらはいずれも第三系〜第四系の南北走向の褶曲構造によって形作られている（図 1）。
越後平野西縁に大規模な西傾斜の逆断層が分布することはよく知られており、これまでに多くの変動地形学的・古地震学的調査が行われてきた（例えば太田・鈴木，1979；渡辺ほか，2000；地震調査研究推進本部地震調査委員会，2004）。しかしながら、平野東縁においては、丘陵と平野の境界は明瞭で直線的であるにも関わらず、大規模な活断層の存在は認められていなかった。越後平野南東縁の長岡市街地の東方では、西側隆起の悠久山断層が従来知られていたが、この断層の変位センスは地形の大局的な配置とは逆である（小林ほか，1991；吾妻ほか，1995）。堤ほか（2001）は、河成段丘面の変形に基づいて、悠久山断層に並走し平野と丘陵の境界に位置する東側隆起の断層を認定した（図 2）。しかしな
がら、断層の低下側には段丘面がほとんど分布しないことや地下地質資料の不足から、断層の形状や後期更新世における変位速度などの基礎的な情報は不明である。
そこで本研究では、越後平野東縁断層帯の変位速度を明らかにすることなどを目的として、文部科学省「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」の一環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、堆積物の層相を詳細に記載した。また、ボーリングコア
から試料を採取して、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、堆積物や段丘面の形成年代を推定した。これらの結果に基づき、ボーリ
ングコア間の地層の対比を行った。以下では得られた結果について概要を報告する。
2) 結果
越後平野東縁断層帯は、東山丘陵の隆起と越後平野の沈降に寄与していると考えられるが、既存研究では東側低下の吉野屋断層や悠久山断層が、三条市街地や長岡市街地の東方で記載されているのみである（小林ほか，1991；2002）。長岡市街地東方の長さ約 10kmの悠久山断層は、褶曲の成長に伴う二次的な断層であると解釈されている（小林ほか，
1991；吾妻ほか，1995）。悠久山断層の 0.5〜1km 西に位置する山麓線に沿って、第四紀後期の河成段丘面が幅数十〜数百 m の西向き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（堤ほか，2001，図 2）。また長岡市千代栄町周辺では、さらに平野側に同様の撓曲変形が認められる。このような地表変形から、山麓やその平野側に東傾斜の逆断層の存在が推定されるが、地下地質データに基づいて断層の存在を地質学的に確認することは行われていない。また、変形を受けた河成段丘面の形成年代や低下側の埋没深度が不明であるため、変形速度についても明らかとなっていない。
本研究では、既存のボーリング資料を用いた層序解析を行った上で、長岡市西片貝町から千代栄町に至る 6 箇所でボーリング調査を実施した（図 2）。山麓線に沿う断層を挟む同一段丘面上の 2 箇所（NG-1：掘削深度 7m と NG-2：掘削深度 20m）、千代栄町付近に分布する断層の隆起側の段丘面上の 2 箇所（NG-3：掘削深度 19m と NG-4：掘削深度 13m）、
およびその低下側の沖積面上の 2 箇所（NG-5：掘削深度 23m と NG-6：掘削深度 28m）
でオールコアボーリング試料を採取した。ぞれぞれのコアについて、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炭や腐植土 2 試料を採取し、AMS による放射性炭素同位体年代測定をおこなった。さらに各コア中に認められる風273

成およびフラッドローム堆積物について、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。
各コアでは、上位から風成ローム堆積物、フラッドローム堆積物、段丘構成砂礫層、基盤の魚沼層の砂岩・泥岩が認められる。NG-1 コアでは、深度 0.6m まで黒色土壌とローム層（風成ローム＋フラッドローム）が認められ、その下位に安山岩礫を主とする層厚約 2.5mの段丘礫層が分布する（図 3）。地表下 20〜60cm で採取された試料について火山灰分析を行ったところ、全層準で姶良 Tn テフラ（AT，26-29Ka）と大山倉吉テフラ（DKP，55ka）が認められた。また深度 40cm 以浅では、浅間草津テフラ（As-K，15-16.5Ka）が混じっている。
NG-2 は、山麓に位置する断層の西側に分布する同一段丘面上で掘削された。地形断面測量によると、この段丘面は約 15m 西落ちに変位している。NG-2 は、深度 0.6m まで黒色土壌と風成ロームが認められ、その下位に層厚 2m のフラッドロームが分布する。その下位には、深度約 18m まで段丘礫層が連続する。深度 10〜90cm で採取された試料について火山灰分析を行ったところ、深度 70cm より上位には DKP が含まれており、風成ローム層の基底付近に DKP が降灰していると考えられる。また深度 30cm 以浅には、AT とAs-K が含まれる。
これらのテフラ分析の結果は、NG-1 と NG-2 が掘削された段丘面が一連の段丘面であり、DKP の降灰直前に離水した可能性が高いことを示す。NG-2 では NG-1 に比べて、魚沼層と段丘礫層の境界の不整合面の高度が約 35m 低い。また隆起側の段丘礫層やローム層が著しく薄いことは、撓曲崖の成長に伴って隆起側の堆積物が削剥されたと解釈できる。
したがって撓曲崖を挟んで対比される段丘面の高度差、段丘構成層の層厚変化ならびに段丘礫層基底高度の落差は、越後平野東縁断層帯の活動によるものと考えられる。段丘の変位量（15m）を段丘面の年代（予察的に 60ka とする）で除すると、山麓の断層について
0.25mm/yr の上下変位速度が求められる。
NG-3 と NG-4 は北に緩やかに傾斜する一連の段丘面上で掘削された。この段丘面は、
NG-1 と NG-2 が掘削された段丘面よりも若干若い可能性がある。NG-3 は、深度 0.75m
まで黒色土壌とフラッドローム層が認められ、その下位に層厚約 16.5m の段丘礫層が分布する。NG-4 は、深度約 1.5m まで黒色土壌とフラッドローム層が認められ、その下位に層
厚約 10m の段丘礫層が分布する。NG-5 と NG-6 は、この段丘面の埋没深度を見積もるために掘削された。NG-5 は、深度 2.5m まで黒色土壌とフラッドローム層が分布する。深度1.63m の炭から 2970±40yBP、深度 2.05m の腐植土から 5570±40yBP の放射性炭素年代
値 が 得 ら れ た 。 そ の 下 位 に は 、 層 厚 約 18m の 砂 礫 層 が 分 布 す る 。 こ の 砂 礫 層 は 、matrix-supported の淘汰の悪い支流性の扇状地堆積物と clast-supported の淘汰のよい本
流性の砂礫層からなる。この砂礫層の最上部の深度 2.5〜8.5m の部分は、NG-4 の段丘礫層とよく似た層相を示す。NG-5 で認められる礫層と魚沼層の不整合面は、NG-4 の不整合面よりも約 15m 低い。NG-6 は、深度約 8m まで泥・砂・礫の互層が分布し、その下位に
層厚約 17m の砂礫層が分布する。NG-5 と NG-6 の段丘礫層上面をつなぐと、その傾きは南東方の段丘面の撓曲変形による傾きとほぼ同様となる。このことは、NG-6 も変形帯の内部で掘削された可能性があることを示唆する。

274

(c) 結論ならびに今後の課題
越後平野東縁断層帯の変位速度を解明する目的で、2 条の断層を挟む 6 ヶ所において掘削深度合計 110m のオールコアボーリングを掘削し、層相解析・放射性炭素年代測定・テ
フラ解析を実施した。その結果、山麓に分布する断層によって（予察的に）約 6 万年前に形成されたと考えられる河成段丘面が約 15m 変位していることが明らかとなった。しかし、平野側に分布する断層の変位量については現時点では不明である。今後は、放射性炭素同位体年代測定や火山灰分析を更に進めてコア間の地層の詳細な対比を行う。さらに、精度
浅層反射法探査の結果や大深度探査の結果とあわせて、越後平野東縁断層帯のすべり速度や地下形状を明らかにする予定である。

図1

越後平野東縁断層帯の位置。地形陰影図は国土地理院発行の 50mDEM を基に作成。

活断層は中田・今泉編（2002）による。

275

図2

調査地域の活断層分布図。NG-1〜NG-6 は本研究のボーリング調査地点を示す。青線は図 3 の断面図の位置を示す。堤ほか（2001）に加筆。

図3

ボーリング結果に基づく地形・地質断面図。赤字は AMS による放射性同位体年代

測定値を、緑字は火山灰の降灰層準を示す。
276

(d) 引用文献
1) 吾妻崇・篠原俊樹・太田陽子，信濃川下流部，小千谷・長岡付近における活褶曲・活断層に関する新資料と問題点，活断層研究，13，14-27，1995．
2) 地 震 調 査 研 究 推 進 本 部 地 震 調 査 委 員 会 ， 長 岡 平 野 西 縁 断 層 帯 の 長 期 評 価 に つ い て ，
http://www.jishin.go.jp/main/chousa/04oct_nagaoka/index.htm，2004．
3) 小林巌雄・立石雅昭・吉岡敏和・島津光夫，長岡地域の地質，地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅），地質調査所，132p，1999．
4) 小林巌雄・立石雅昭・小松原琢，三条地域の地質，地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅），産総研地質調査総合センター，98p，2002．
5) 中田高・今泉俊文編，活断層詳細デジタルマップ，東京大学出版会，DVD2 枚＋解説書
68p，2002．
6) 太田陽子・鈴木郁夫，信濃川下流域における活褶曲の資料，地理学評論，52，529-601，
1979．
7) 堤浩之・東郷正美・渡辺満久・金幸隆・佐藤尚登，1:25000 都市圏活断層図「長岡」，国土地理院，2001．
8) 渡辺満久・太田陽子・鈴木郁夫・澤祥・鈴木康弘，越後平野西縁，鳥越断層群の完新世における活動性と最新活動時期，地震第 2 輯，53，153-164，2000．
(e) 成果の論文発表・口頭発表等なし(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

277

(2-2)

国中南断層における群列ボーリング調査

石山達也（東北大学理学研究科）・越後智雄（地域地盤環境財団）・鈴木毅彦（首都大学東京都市環境学部）・今泉俊文（東北大学理学研究科）(a) 業務の要約
第四紀後期の活動性や分布のデータが不足している佐渡島・国中平野南東縁に位置する
国中南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。また、活断層の変位速度を解明する目的で、5 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、国中南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) 業務の実施方法及び成果
1) 業務の実施方法
佐渡島は日本海東縁部の変動帯のうち最も外側に位置する地形・地質構造的な高まりであり、更新世・完新世に活発な上下地殻変動が継続している（田村，1979；太田ほか，1992）。
また、佐渡島の中央部に位置する国中平野と小佐渡丘陵の境界部には国中南断層と呼ばれる南東側隆起の活断層が分布することが知られている（例えば太田ほか，1992）。このよ
うに、佐渡島は日本海東縁部の変動帯の変形速度や最近の地殻変動像を知る上で重要であるが、活断層のすべり速度を推定するために必要な地下地質構造等の基本的情報に乏しく、この変動帯の具体的なテクトニクス像を描くには至っていない。そこで、本研究では、文部科学省「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」の一環として、国中南断層を含む国中
平野周辺地域において空中写真判読と若干の地形地質調査による再検討をおこなった。その結果に基づき、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
空中写真判読などで変動地形を検討した結果、以下の諸点が明らかになった（石山ほか，
2010）：(1) 太田ほか（1992）の国中南断層のうち、平野前縁の撓曲崖地形はこれまで指摘されていた長谷川左岸の撓曲崖地形よりもさらに北東に延び、両津湾南西岸の佐渡市住吉までほぼ連続的に分布することが明らかになった。また、これまでは後期更新世の河成・海成段丘面を変位させるとされてきたが、加えて両津湾南東岸の佐渡市住吉にて完新世段丘の変位が確認されるなど、より新しい時代に断層運動を繰り返していることが分かった。
国中南断層は国中平野の南東縁に沿って約 15 km の長さで分布し、両津湾および真野湾に没する。太田ほか（1992）も指摘しているように、隆起側にあたる小佐渡丘陵や海成段丘面の連続性から、断層は両津湾・真野湾にも続く可能性が高い。地形的な連続性から断層
北端を姫崎、南端を田切須崎とすると、断層の長さは約 30 km となる。また断層変位地形
278

は一般に緩やかな撓曲崖地形であるが、その崖線は明確に追跡される。(2)平野前縁の活断層地形に加えて、小佐渡丘陵と台地の境界部にも南東側隆起の低断層崖・撓曲崖地形が分布することが明らかとなった。国分寺断層は山麓線付近で主に河成の中位・高位段丘面を
南東側隆起の向きに変位させている。断層に沿っては、高位段丘面を構成する河成砂礫層がせん断・変位する露頭（佐渡市国分寺地点）や、段丘構成層の基盤をなす浅海成更新統が北東向きに傾斜する露頭（佐渡市飯持地点）が確認された。国分寺地点では赤色風化殻をもつ河成砂礫層が南東側に傾く複数条のせん断面に沿って回転し、北西方向に向かって落ち込む構造を呈しているほか、下部中新統経塚山層の安山岩が南東傾斜の断層面をもって礫層に衝上する様子が観察される。また、佐渡市小川内では、撓曲変形を受けた中位段
丘面を構成する上部更新統の浅海成堆積物が複数条のせん断面によって切断される露頭が観察される。このほか、これらの構造は、南東傾斜の逆断層に伴う上盤側内部の変形構造であると推定される。このように国分寺断層は南東傾斜の逆断層と推定され、シャープな
低断層崖地形を伴うこと、断層上盤側で顕著な変形帯を伴うことから、地表付近まで到達しているものとみられる。このように変動地形の検討から推定される活断層の位置や変位のセンスは、小倉川で実施された浅層反射法地震探査（石山ほか，2010）でイメージング
された逆断層および分岐断層の位置および構造と整合する。
このような成果を踏まえて、佐渡市真野の 2 箇所（MN-1 および MN-2; 掘削深度は 5 m,
13 m）と同市畑野の 4 箇所（OG-1, 2, 3, 4；掘削深度は 5 m, 15 m, 32 m, 30 m）の 6 箇所において、オールコアボーリングを掘削した。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、木片などの植物片を採取・洗浄し、AMS による放射性炭素同位体年代測定を行った。
断層の上盤側で掘削したコア OG-1 および 2 は、いずれも淘汰の悪い河川成の砂礫層で構成される。OG-1 の砂礫層は層厚約 1.5m と非常に薄く、これより下位は段丘の基盤である鮮新・更新統の泥岩である。OG-2 は厚さ 1m 未満のフラッドロームを介して上下に分けられ、上位の砂礫層は OG-1 と同様に層厚 1m と非常に薄い。
また、断層の下盤側で掘削したコア OG-3 はコア OG-2 と同様に砂・泥層・砂礫層により構成され、上位よりチャネル堆積物・氾濫原堆積物・チャネル堆積物・氾濫原堆積物が累重する。またコア OG-4 で掘削したコアは上位よりチャネル堆積物・氾濫原堆積物・デ
ルタ・氾濫原堆積物・ラグーン・海浜堆積物・チャネル堆積物・氾濫原堆積物が累重する。
このうち、最上位のチャネル堆積物およびその下位の氾濫原堆積物は層相と分布高度によりコア 3 および 4 の間で対比される。一方、年代値はいずれも 4 万年前前後ないしはスケ
ールオーバーの値を示しており、少なくとも最終氷期前期以前の堆積物であると考えられる。コア間の地層の対比は層相変化が著しいため容易ではないが、コア 3 および 4 の最下位にいずれも氾濫原堆積物が認められ、層相と分布高度から対比できることを考慮すれば、
コア 3 の厚いチャネル堆積物の上部はコア 4 のデルタ〜氾濫原〜ラグーン・海浜の堆積物と指交関係にあると考えられる。
地形分類では、断層上盤側の地形面を低位 1 面、下盤側を低位 2 面とした。このうち低位 1 面は最終間氷期に形成されたと考えられる中位段丘面を開析する支流（小倉川）に沿って分布することから、最終氷期後期に形成されたと推定される。一方、コア 3 および 4の最上位に見られるチャネル堆積物は低位 2 面を構成するが、その上面は小倉川のさらに279

下流で太田ほか（2008）が掘削したコア K-1 の海成完新統の下位に分布する砂礫層ないしはその下面の浸食面におおよそ連続する。したがって、低位 2 面もまた最終氷期後半の海面低下に対応して形成された地形面である可能性が高い。この場合、低位 1 面と低位 2 面
はほぼ対比される。断層を挟んだ撓曲崖の崖高は約 15m であることから、低位 1 面および 2 面の形成時期を約 2 万年とすれば、国中南断層の平均上下変位速度は 0.7 mm/yr と推定される。
また、中位段丘面で掘削したコア MN-2 では最上位から風成ローム・砂丘堆積物・チャネル堆積物・ラグーン堆積物が累重する。このうち風成ロームを連続サンプリングして火山灰分析を行った結果、風成ローム全体に高温型石英が多く含まれ、その含有率は最下部（深度 110-115cm）で最大となる。この最下部の石英に付着した火山ガラスおよび同層準に微量含まれる火山ガラスの主成分を測定したところ、多くの火山ガラスの化学組成は
K-Tz の特徴（鬼界葛原テフラ；町田・新井，2003）と一致した。従って、この付近が K-Tzの降灰層準と推定される。K−Tz は MIS5c の高海面期直後の離水期に噴出したと推定される（町田・新井，2003）。このことを考慮して、下位の砂丘堆積物を MIS5c、チャネル堆
積物を MIS5d とすると、ラグーン堆積物は MIS5e と推定される。このように、撓曲崖を直接構成する中位段丘面の離水時期が最終間氷期であると考えられる。

(c) 結論ならびに今後の課題
佐渡島・国中南断層の変位速度を解明する目的で、6 箇所で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、本断層帯は最終氷期後半の河成面を約 15 m 食い違わせている可能性があることがわかった。また、テフラ層序により中位段丘面が最終間氷期に離水したことが明確になった。今後は、今回得られた堆積物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
灰分析を更に実施してコア間の詳細な対比を行い、高精度浅層反射法探査の結果や大深度探査の結果を考慮して、国中南断層のすべり速度を明らかにする予定である。

280

図1

国中南断層の概略位置。断層線の位置は中田・今泉編（2002）に基づく。赤矢印が国中南断層を示す。

図2

国中南断層の概略位置と佐渡市畑野地区のボーリング掘削位置（OG-1～4）。地形図

は 2.5 万分の 1「畑野」「河原田」を使用。青線は図 4 の断面位置を示す。
281

図3

国中南断層の概略位置と佐渡市真野地区のボーリング掘削位置（MN-1～2）。地形図

は 2.5 万分の 1「河原田」を使用。

図4

小倉川沿いのボーリング断面図。青矢印および帯は貝化石の産出層準を示す。
282

図5

ボーリング MN-2 の地質柱状図。孔口標高は 28.2 m。

(d) 引用文献
1) 石山達也・加藤直子・佐藤比呂志・豊島剛志・戸田茂・石川達也・森藤達士・丸島直史・
中西裕・西山浩平・今泉俊文，佐渡島・国中南断層帯の高精度反射法地震探査，日本地球惑星科学連合大会予稿集，SCG088-P07，2010．
2) 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．
3) 中田高・今泉俊文編，活断層詳細デジタルマップ，東京大学出版会，DVD2 枚＋解説書
68p，2002．
4) 太田陽子・松原彰子・松島義章・鹿島薫・叶内敦子・鈴木康弘・渡辺満久・澤祥・吾妻崇，佐渡島国中平野南西部における沖積層のボーリング調査による古環境と地殻変動，第四紀研究，47，143-157，2008．
5) 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,地学雑誌,101,3,205-224，1992．
6) 田村明子，佐渡島の完新世段丘と地殻変動，地理学評論，52，339-355，1979．

283

(e) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

石山達也，越後智雄，佐藤

佐渡島・国中平野周

日本地球惑星科学連2010 年 5 月

比呂志

辺の活断層と変動地

合 2010 大会（幕張メ形（ポスター）ッセ国際会議場）

佐渡島・国中南断層

日本地球惑星科学連

比呂志，豊島剛志，戸田茂， 帯の高精度反射法地合2010大会（幕張メ石川達也，森藤達士，丸島

震探査（ポスター）ッセ国際会議場）

佐渡島・国中南断層

日本地球惑星科学連

比呂志，豊島剛志，戸田茂， 帯の変動地形と浅部合2010大会（幕張メ今泉俊文

地下構造（口頭）ッセ国際会議場）

石川達也，戸田茂，石山達

重力測定による佐渡

日本地球惑星科学連也，佐藤比呂志，加藤直子， 島・国中平野の地下合2010大会（幕張メ

蔵下英司，水谷友哉，森藤

密度構造の推定（ポッセ国際会議場）

達士，越谷信，今泉俊文，

スター）

石山達也，加藤直子，佐藤2010 年 5 月

直史，中西裕，西山浩平，
今泉俊文
石山達也，加藤直子，佐藤2010 年 5 月

2010 年 5 月

東中基倫
石山達也，加藤直子，佐藤

佐渡島・国中南断層

平成22年度石油技術

2010 年 6 月

比呂志，戸田茂，豊島剛志， 帯の形成過程（口頭） 協会春季講演会（福岡斎藤秀雄

国際会議場）(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
(2-3)

高田平野周辺の活断層についての変動地形調査

廣内大助（信州大学教育学部）・石山達也（東京大学地震研究所）・鈴木毅彦（首都大学東京都市環境学部）・今泉俊文（東北大学理学研究科）(a) 業務の要約
第四紀後期の活動性が不明である高田平野東縁断層帯において、活動性評価を行うために必要な、海成段丘面の編年を確立するための地形地質調査を実施した。航空写真判読、現地踏査を実施し、高田平野東縁断層帯隆起側に発達する海成段丘面の分布と層相解析・
火山灰分析を実施した。これらの結果から後期更新統の層序と地形の形成年代を明らかに

284

した。
(b) 業務の実施方法及び成果
1) 業務の実施方法
東北日本弧日本海側南部に位置する高田平野の東西には、顕著な褶曲構造によって形成される関田山地、西頚城丘陵が分布する。これら山地と平野の境界が直線的であるにも関わらず、大規模活断層の認定は 1)、2)など比較的新しい。これら活断層は平野東西両縁で段丘面に変位を与え、平野側を低下させている（図 1）。しかしながら断層低下側には広く沖積低地が分布し、断層変位基準に乏しいことから、活断層の後期更新世における平均変位速度など活動性に関する資料は非常に少ない。特に平野東縁断層帯では、断層を挟んで実施された浅層群列ボーリング調査によって、完新統の上下方向の平均変位速度 0.9m/kyを見積もった 3)が報告されている程度である。
そこで本研究では、高田平野東縁断層帯の分布や変位量など活動性を明らかにすることを目的として、文部科学省「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」の一環として断層隆起側における海成段丘調査を実施し、テフラ分析を実施して海成段丘の離水年代を明らかにした。以下ではその結果について概要を報告する。
2) 結果
高田平野東縁断層帯は、東傾斜、東側隆起の活断層とされ 3) 、その最北部は上越市東部付近とされる 1) 。一方平野東部には MIS5 相当とされる海成段丘の原之町面が広く分布する 4)。この段丘面分布域の西端は、高田平野東縁断層帯の北端付近にあたり、海成段丘が断層活動によって形成された可能性を示唆する。本研究では原之町面の離水時期を確定し、高田平野東縁断層帯の活動性を検討するために、海成段丘構成層と上位に分布するローム層のテフラ分析を実施した。
原之町面の露頭(Loc.1)において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、化学分析を行い、ローム層中に含まれる広域テフラの同定を行った。露頭では、地表下約 1.7m までローム層が分布し、その下位に湿地やラグーン相のシルト～
微細砂層が連続する。サンプルはローム層 170cm と構成層上部 30cm について 10cm 間隔で採取した(図 2) 。
このうち深度 100-140cm に高温型石英が多産し、含有率は 130-140cm 付近から上位に増している。また同石英に付着するガラスの主成分化学組成は K-Tz（鬼界葛原）テフラと一致した。したがって地表下 130-140cm が K-Tz の降灰層準にあたる。また上位の深度
50-60cm には多産する斜方輝石および角閃石の屈折率から DKP（大山倉吉）テフラ並びにカミングトン閃石の主成分化学組成分析から Nm-KN(沼沢金山テフラ)が見出された。
さ ら に 上 位 の 深 度 10-20cm に は ガ ラ ス 形 態 と 屈 折 率 ， 主 成 分 分 析 か ら 浅 間 草 津(As-k=As-YP)が産出した。
したがって原之町面の離水時期は K-Tz 降灰期以前であり、MIS5c ないしは 5e と考えられる。しかしながら、K-Tz 層準より下位に 30cm の風成ローム層が認められること、原之町地域に最も広く分布し、大規模海進に対応したと想定される地形面であること、高田平
野西縁に広く分布する平山面が MIS5e に対比されることなどから，原之町面も MIS5e に285

対比される可能性が高いと考えられる。
(c) 結論ならびに今後の課題
高田平野東縁断層帯の変位速度を解明する目的で、海成段丘原之町面の露頭において、層相解析・テフラ分析を実施した。その結果、段丘構成層を覆うローム層中から K-Tz な
ど複数枚の火山灰が認められた。したがって原之町面は MIS5e に対比される可能性が高い。
今後は東縁断層を挟んだボーリング調査を実施し、特に断層低下側において原之町面相当
層やテフラを見出すことによって，断層帯の平均変位速度など活動性解明に資する資料の収集を行う予定である。

286

図1

高田平野東縁断層帯とサンプリング地点（Loc.1）。赤線は活断層、断層位置は 1)による。地形図は 2.5 万分の 1「犀潟」「柿崎」を使用。
左上の内図は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。活断層位置は 1)による。

287

図 2

露頭柱状図とサンプル採取位置（①～⑳）。青文字は示標テフラと産出位置を示す。

鬼界葛原テフラ（K-Tz）、大山倉吉テフラ(DKP) 、沼沢金山テフラ(Nm-KN) 、浅間草津(As-k=As-YP)は 5)による。

表1

テフラ分析結果。

テフラ分析は㈱古澤地質に依頼した。

288

(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)

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．
4) 早津賢二，新井房夫，白井亨：新潟県高田平野の中位段丘と古砂丘，地学雑誌，91,1-16，
1982．
5) 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．
(e) 成果の論文発表・口頭発表等
著者

題名

発表先

発表年月日

廣内大助，石山達也，

群列ボーリング調査による

幕張メッセ（日本

平成 22 年 5鈴木毅彦，今泉俊文，

高田平野西縁断層帯の上下

地球惑星科学連月

阿部恒平，鎌滝孝信

平均変位速度，ポスター

合 2010 年大会）(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
(2-4)

信濃川断層帯の活断層についての変動地形調査

堤浩之（京都大学理学研究科）・石山達也（東京大学地震研究所）・鈴木毅彦（首都大学東京都市環境学部）・廣内大助（信州大学教育学部）・今泉俊文（東北大学理学研究科）(a) 業務の要約
越後平野の東西両縁に分布する断層帯の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。予察的な地形分類図と活断層分布図を作成し、変位基準となる段丘面の編年のために、段丘面を覆う風成ローム層を 5 地点の露頭やボーリングコアから連
続サンプリングした。それらの試料について火山灰分析を実施し、段丘面の離水年代を明らかにした。
(b) 業務の実施方法及び成果
1) 業務の実施方法
越後平野は、東北日本弧の第三紀以降の東西圧縮応力場で形成された褶曲衝上断層帯に289位置する。平野西方には弥彦山地や西山丘陵が、東方には下田丘陵や東山丘陵が分布し、これらはいずれも第三系〜第四系の南北走向の褶曲構造によって形作られている（図 1）。
越後平野の東西両縁は活断層によって限られており、信濃川やその支流が形成した河成段
丘面が著しい褶曲・断層変位を受けている（太田・鈴木，1979；小林ほか，1991，2002，
堤ほか，2001）。しかしながら、段丘面の分類や対比については異なった見解が出されている（太田・鈴木，1979；早津・新井，1982；渡辺，2007）。また平野南東縁に分布する段丘面については、これまでに編年を目的とした研究は行われていない。そのため、越後平野周辺に分布する活断層の変位速度は十分には解明されていない。
そこで本研究では、越後平野西縁・東縁断層帯の変位速度を明らかにすることなどを目的として、文部科学省「ひずみ集中帯の重点的調査観測・研究」の一環として、褶曲・断層変位を受けた段丘の堆積物調査と試料採取を行った。また、これらの試料についてテフ
ラ分析を実施し、段丘面の形成年代を推定した。以下では得られた結果について概要を報
告する。
2) 結果
越後平野の東西両縁は活断層で限られる。それらによって河成段丘が著しい褶曲変形を受けており、当地域は典型的な活褶曲地域であるとされている（太田・鈴木，1979）。これらの変形速度を見積もるためには、変位基準となる段丘面の正確な対比と編年が必要である。河成段丘堆積物（段丘砂礫層とフラッドローム層）の上位には風成ローム層が厚く堆積している。これらの大部分はレス起源であるが、その中には降下火山灰が挟まれている。しかし、これらの火山灰は肉眼では観察できないクリプトテフラであり、そのため段丘面の編年はなかなか進まなかった。最近、渡辺（2007）が、平野南西部の鳥越から片貝に至る地域で詳細な火山灰分析を行い、段丘の対比・編年を行った。その結果は、従来地形学的手法により行われてきた段丘面の分類・対比（太田・鈴木，1979；早津・新井，1982）と異なる点も多い。また越後平野東縁に分布する段丘については、小林ほか（2002）により三条図幅内の地域については編年が行われているものの、それ以南については研究が全く行われていない。
本研究では、中写真判読により予察的な地形分類図・断層分布図を作成した上で、平野西縁の 4 地点の露頭および平野東縁の 1 地点で掘削されたボーリングコアから試料を採取した（図 2）。それぞれの試料について、火山ガラスの有無や重鉱物組成を明らかにし、さらに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。
三島市鳥越では、渡辺（2007）により約 10 万年前に形成されたと考えられている段丘の露頭から試料を採取した（図 2）。この露頭では、深度 200cm に風成ロームとフラッド
ロームの境界が認められる（図 3）。深度約 30cm までは黒色の土壌層である。この露頭の深度 20〜230cm で採取された 21 試料について分析を行った。その結果、深度 20〜30cmに浅間草津テフラ（As-K：15〜16.5Ka）、深度 70〜80cm に大山倉吉テフラ（DKP：55ka）、
深度 120-130cm に鬼界葛原テフラ（K-Tz：95ka）の降灰層準が認められた。また深度 160〜170cm にはバブルウォール型の火山ガラスが認められた。このガラスの化学組成は、平成 21 年度に高田平野で掘削されたコア中で妙高花房テフラ（My-Hb：立山 D テフラ（120290

〜130ka）の直下）と同層準で確認された火山ガラスと極めて似ている。
長岡市深沢では、渡辺（2007）により約 10 万年前に形成されたと考えられている段丘のローム層を分析した。層相から深度 180cm が風成ロームとフラッドロームの境界であると判断した。この露頭の深度 50〜200cm から採取された 15 試料の分析を行った結果、深度 150〜160cm に K-Tz の降灰層準が認められた。
小千谷市片貝では、渡辺（2007）により 13〜15 万年前に形成されたと考えられている段丘の深度 0〜140cm の風成ローム層から得られた 14 試料の分析を行った。その結果、深度 120〜140cm には飯縄上樽 c テフラ（In-Ktc：≧130Ka）が認められた。また深度 90〜110cm に K-Tz の降灰層準が、深度 30〜40cm に As-K の降灰層準が認められた。
小千谷市高梨町では、渡辺（2007）により 10 万年前に形成されたと考えられている段丘のローム層のうち、深度 130〜250cm で採取された 12 試料の分析を行った。その結果、深度 200〜230cm に K-Tz の降灰層準が、深度 140〜150cm に DKP の降灰層準が認定された。
長岡市鷺巣町では、これまで編年が行われていない段丘上で、風成ローム層・フラッド
ローム層と段丘礫層を貫き、基盤の魚沼層の砂岩・泥岩に達する長さ 8m のボーリング調査を行った。このうち、段丘礫層の上に位置するローム層の深度 60〜240cm の 18 試料について火山灰分析を行った。その結果、深度 180〜190cm に In-Ktc の降灰層準が認められた。また深度 110〜140cm には K-Tz の降灰層準が、深度 70〜100cm には DKP の降灰層準が、深度 60〜70cm には姶良 Tn テフラ（AT，26-29Ka）あるいは As-K の降灰層準が認められる。
これらの分析結果から、鳥越・片貝・鷺巣の段丘面が酸素同位体ステージ 5e 以前に形成された同時代の段丘面である可能性が高いことが明らかとなった。また、深沢・高梨の段丘面については、風成ローム層の最下部付近に K-Tz を挟むことから、これらの段丘面の年代を約 10 万年前とした渡辺（2007）の見解を支持する。
(c) 結論ならびに今後の課題
越後平野の東西両縁に分布する断層帯の変位速度を解明する目的で、変位基準となる段丘面の編年を行った。段丘面上のローム層試料を採取し、火山灰分析を行った。その結果、平野南西部に分布する段丘の対比・編年に関して既存のデータとは異なる新たなデータが得られた。また平野南東部の段丘に関しては、本研究で初めてその形成年代が明らかとなった。今後は、断層変位地形の調査をさらに進めて段丘面の変形量を正確に計測し、越後平野東西両縁の断層の変位速度を見積もる予定である。

291

図1

越後平野東縁・西縁断層帯の位置。地形陰影図は国土地理院発行の 50mDEM を基に作成。活断層は中田・今泉編（2002）による。

292

図2

越後平野南部の段丘地形と断層変位地形分布図。空中写真判読に基づき作成。

293

図3

露頭・ボーリングコア地質柱状図と火山灰分析結果。

(d) 引用文献
1) 早津賢二・新井房夫，信濃川下流域（新潟県小千谷市付近）における河成段丘群の形成
年代と段丘面の変位速度，地理学評論，55，130-138，1982．
2) 小林巌雄・立石雅昭・吉岡敏和・島津光夫，長岡地域の地質，地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅），地質調査所，132p，1991．
3) 小林巌雄・立石雅昭・小松原琢，三条地域の地質，地域地質研究報告（5 万分の 1 地質図幅），産総研地質調査総合センター，98p，2002．
4) 中田高・今泉俊文編，活断層詳細デジタルマップ，東京大学出版会，DVD2 枚＋解説

書 68p，2002．
5) 太田陽子・鈴木郁夫，信濃川下流域における活褶曲の資料，地理学評論，52，529-601，
1979．
6) 堤

浩之・東郷正美・渡辺満久・金幸隆・佐藤尚登，1:25000 都市圏活断層図「長岡」，国土地理院，2001．
7) 渡辺秀男，新潟県越後平野南西部の河成段丘の編年と構造運動，地球科学，61，129-142,
2007．

294

(e) 成果の論文発表・口頭発表等なし(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２３年度業務計画案

越後平野・高田平野・信濃川断層帯等ひずみ集中帯の活断層について、引き続き変動地形調査、空中写真判読調査を行うとともに、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、堆積物の放射性炭素同位体年代測定・珪藻分析・植物珪
酸体分析・火山灰分析などにより変位基準の年代と対比を行い、その変形量を推定し、前年度までの調査結果も踏まえて、断層帯モデル構築に必要な活断層の変位速度等を明らかにする。また、地球惑星科学連合 2011 年大会においてこれまでの調査研究結果について報告すると共に情報収集を行う。

295