Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault
Edited by Eiichi FUKUYAMA* and Ryuji IKEDA*** National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention,
fuku@bosai.go.jp** National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention,
current affiliation: Hokkaido University, ikeryu@ep.sci.hokudai.ac.jp

Abstract
On February 26-27, 2002, an international workshop was held at National Research Institute for Earth Science andDisaster Prevention (NIED). This workshop was organized in order to discuss the scientific issues on the physics ofactive faults and futur direction of the active fault drilling project by combining various research fields such as boreholemeasurements, field survey and observations, numerical modeling, core analyses and experiments, and so on. About 100
people were participated in the workshop not only from Japan but also from United States, France, Germany, Italy, andChina. The workshop was quite successful with full of important discussions that continued two whole days. This volume
is the proceeding of the workshop, which consist of the abstract and presentation materials of each presenter. In addition,some photographs, the preface and program of the workshop, key questions and its reply, session summaries are included.
Key questions were posed by the organization committee before the workshop in order to focus all the discussion on thesame direction in order to prevent from diverging the discussion during the workshop. Finally, we would like to sincerely
thank all the participants of the workshop, members of organization committe, voluntary staffs of the Solid Earth ResearchGroup of NIED listed in the final page and the administrative staffs at NIED.
Keywords: Proceedings, Active faults, Downhole measurements, Surface-based observation, Numerical modeling, Core
analyses and experiments–1–Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Contents
1. Preface of the Workshop……… 4

2. Workshop Program……… 5

3. Session Summaries……… 13

4. Key Questions and Replies……… 25

5. Oral Session S0: Introduction……… 43

6. Oral Session S1: Downhole Measurements……… 49

7. Oral Session S2: Surface-based Observation………117

8. Oral Session S3: Numerical Modeling………1799. Oral Session S4: Core Analysis and Experiments………217

10. Poster Session P1: Downhole Measurements………285

11. Poster Session P2: Surface-based Observation………311

12. Poster Session P3. Numerical Modeling………351

13. Poster Session P4: Core Analyses and Experiments………363

14. Author Index………377–2–

�������������������������������������

�������������������������������

������������������������

����������������������������������

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Preface of the Workshop
Recent in-situ downhole measurements and coring through active faults have been providing uswith new insights on the physical property of fault zone. We would like to share this knowledge and to
discuss the current state of the arts of the studies on fault zone physics from various points of view.
The purpose of the workshop is mainly to discuss scientific issues related to active fault zones,
especially on the importance of drilling project through the fault zone as well as to discuss therequirements to the fault zone drilling from the points of view of numerical simulation andexperimental studies in laboratory. We would also be happy to discuss the future direction of active
fault drilling project.
The important keyword of the workshop is "Stress and Strength of Active Fault". This
workshop consists of four sessions targeting the keyword.
The organization committee prepared several "Key Questions" in order to help focus thediscussion on specific issues during the workshop. All invited speakers should be required to reply atleast one of the questions. Also invited speakers will be able to use part of their talk to give us theirperspective on the questions. Key questions for each session are as follows:
Session 1: Downhole Measurements
What is the optimum strategy to measure stress and detect changes by in-situ downholemeasurements?
What kind of methodology is needed to obtain the characteristic feature of active faults?
Session 2: Surface-based Observation
What are the key measurements to be made through long term observations and coordinatedexperiments?
What kinds of additional information will be needed to characterize the nature of an active fault?
Session 3: Numerical Modeling
What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
Are there hypotheses can be tested through drilling?
Session 4: Core Analyses and Experiments
What information can we obtain about the rheological properties of active faults and the
dynamics of earthquake slip from drilling holes?
How can we estimate the age of past earthquakes and fault slip episodes? Is there any way todiscriminate between aseismic and seismic slip based on the analysis of recovered fault
rocks?
We, the organization committee, sincerely hope that this workshop will be of benefit to all theparticipants and will initiate to develop a new research field.
February 26, 2002
Ryuji Ikeda, Chair of the Workshop
Eiichi Fukuyama, Co-chair of the Workshop–4–Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Program of the Workshop–5–Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������
�������� ������ ������������
���� ������� ������� ���������� ��� ��������� �� �����
���� ���� ������ ��������������� �� ��� �������� ��� ������� �� ��� ���� �������

������� � �������� ������������
�������� �� ������� � ����� ����� ���� � ������ ��� �� ������ �� �������� ��� �� ����������� ��� �������� ��������� �� ������� ������ ������ ������ ������ �������� ����������� ������������
���� ���� � �������� ��� �� ����������� ��� �� �������������� ������������� � ��������� �� ������� ����������� �� ��� ���������� ������
����������� �������� �� ��� �������������
���� ���� ���������� �� ������ ���� ������ ����������� ����� � ���� ����������� ����������� �� ��� ������ ��� �������� �������
����� ����� �����
����� ���� ���� �������������� ���� �������� � ������� ��������� ��� ������ ������ ���� � �������� �� ��� �� �� ���������� ��� �� �� ���������� ��� ������� ����� ����������� �� ������ �������� ��� ������� �� �����������
������� ����� ���� ��������
����� ���� � ������� �� ��� �� �������� �� �������� �� ����� ��� �� ��������������� ������� ���� ���������� �������
����� ���� ����� ���������� ���� �������� ����������� �� ������ ������ �� ������ ������ ��� ����� ������� �������� �� ������ �������� ��������
����� ���������� ��� ������� ������ �����
����� ����� � �������

������� �� ������������� �����������
�������� �� ��������� � �������� �–7–

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����� ���� � ���������� ��� �� ��������� �� ������� �� ����� �� ���������� ��� �� ������
���������� ��������� ��� ��� �������� ������ �� ��� ������ ������ ������ ���������
���� �������� ����� ��������� ����������� ��� �������� ������� ������������
����� ���� � ��������� �� ��� �� ��������� ������� ���� ������� �� ������� ����� ��� ��� �������� �� ��������� ���������� �� ���������� ������
����� ���� � ��� ������ �� ���� �� �� ������� �� �� ���� ��� �� �� ��������
���������������� �� ������� ��� �������� ���������� �� ������� ��� ������ ���� �������� ����� �� ���������� ������� �����
����� ���� � ������� �� ��� �� ����������� ���� �� ����� ������ ���������� �������� �� ����� ����������� ������� ������ ���� �� ���� ���� ������ ����� ������
����� ����� �����
����� ���� � ���� ��� �� ��������� �� ��������� �� ���������� �� ����� �� ������ ����������� �� ����� ��� �� ��������� ����������� � ��� � ���� �������� ���������� �� ��� ���������� ���� �� ������� ������� ������ ����������� ����� ���������� � ������������ ��� ��� ������������
������� ���������� ��� ���������� ����������� ������ ���� � ��������� ��� �� ������ �� ���� ��� �� ������
���� �������� ��������� ������� ����� �� ������� ������ ���������� � ������ ���������������� ��� ������� �������� ������ ������ ���� ����� ������ ������� �� ��� ������������� �� ���������� ����������� �� ����� � ������� ��������� ��������� ��� ����������� �� ��� ��������� ���� ������
����� ���� � ������ ��� �� �������� ��� �� ����������
��������������� ��������� ���� ����������� ������ �������� �� �����
����� ���� � ������� ��� ��� ��������� �� ����� �� ����� �� �������� �� ������ ����������� �� ������ �� ��������� �� ������ ��� �� ���������
������� ���������� �� � ����� ����� ���� �� ������� ������ ������� ���� ��������
������� �������� �� ��� ��������� ����������� ��������� ��� ������ ��������
����� ���������� ��� ������� ������� ��������� �� ����������

–8–

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������� ��������� ��� ��������� ��������
�������� �� ����� � �������� ����� ���� ��������� ������������ �������� �� ������� ������� ����������� ����� � ������ ����� �������
���� ��� ���������
���� ���� � ������ �� ��� �� ����������
����� �������� �� ��������� ���������� �� ���������� �������� ����������� �� �������� ����� ������� ���� � ������ �� ��� �� ���������
�������� �������� ������ ��� �������� ���� ������ � ������� ����� ������������
�������� �������� ������ ��� ����� ������������ ����������
���� ���� � ���������� ��� �� ������� ��� �� ��������
���������� �������� ��� ��� ���������� ���������� �������� �� � ����� ����� ������������� ��� ����� ���������
����� ���� ���������� ������������� ������ �� ����� ��������� �� � ����� ���� �� ������� ��������
����� ���������� ��� ������� �������� ����� �����

������� ���� ���� �������� ��� ����������� ����������� �� ������� � ����� ������ ���� � ��������� ��� �� ����� ��� �� �����
������� �������� �� ������� ���� �������� ���� ������� ������ ���� ������ ��� ��������� ������� ���� ���������� ������ �� ��������
����� ���� � ������� �� ��� �� ���������
������ �� ������ ������������ ��� ������������� �� ���� ��������� ������������
����� �� �������� �� ����� ���� ���������
����� ���� � �������� �� ��� �� ������ �� ������� �� ������ ��� �� ���������������� ��� �������� �� �������� ���� ������� ���� ��� ������ �����
����� ����� � �������
����� ���� � ������� �� ��� �� ���� �� ��������� �� ������� �� �������� ����� ��������� ��������� �� ����������� �� ���������� �� ������� ��� �� �������
����������� ��������� �� ��� ������ ����� �� ��� ��� ����������� ����� ��� ��������� ��� ���� ����� ���������� �������
����� ���� � ���������� ��� �� ������� �� ���������� ��� �� ��������
���������� ������� ��� ������������� ���������� ���������� �� ������

–9–

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����� ���� � ������� �� ��� �� ��������
����������� ��� ������������ �� ����� ������ ����� ������������ �� ����� ���� ���������
����� ���� � ������ ��� �� ������� �� ���������� �� ����� �� ������� �� ������ �� ���������� �������� ��� �� �������
����� ���� ������������ ��� �������� ���������� �� ��� ������ ����� �������� ���� ��������� �� ���� ������� ��� ���� ������� �� ��� ����������� ���� �������� ������ ���� � �������� ��� �� ������ ��� �� ������
������������� ���������� �� �� ������ ����� ���� ��� ���� ������ �������� �� �������������� ���� ����� ���� �� ��� ������ ����� ���� �������� �� ��� ���� ��������������� ��������� �����
����� ����� �����

������� ���� ���� �������� ��� ����������� ����������� �� �������� � ������� ������ ����� � ������� ��� �� ������� �� ��������� ��� �� ��������� ����� ��� ������������ ���������� �� ��� ������ ������ ��������� �����
����� ���� � ��������� ������ �� ��������� �� ������� �� ���� �� ������� �� ������� ��� ������������
������� ��������� ��� ������� ��� ������ ����������� �� ��� ������ �����
����� ���� � ��������� ��� �� ����� �� ������� �� ���� ��� �� �������
����������� ��������������� �� ����� ����� ����� ��� ������ ������ ������������ ������ ����� �� ��� ����� ��������� ����� � �������� �� ��� �� �� �������� �� �� ������� ��� �� �� ����������
����������� ��� ���� ������������ �� ������������������ ������ �� ��� ��� �������
������� ����������
����� ����� � ������� ��� �� ���������� �� ������ �� �� ����� �� �� ����� �� ��� ��� ����������������� ��� ����������� ������� ������� �� ������� �������� ����������� ���� ���������
����� ����� ���� ������
����� ���������� ��� ������� ������� ������ ����������
����� ������� ������� �������� ��� �������� ���������� �� �����

������� ��� ������� ����� ���������� ��� �� ������ �� ��������� �� ���� ��� �� ������� ����������� ������ �� ���������� ������ ����� ������ ���������� �� �����������
������ �� ��� �� ���� ���� �����

– 10 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���� ���������� ���� ��� ����� �� ��������� ������ ���������� ����� ������� �� ���� ������ � �������� � ��������� ���� �� ������
���� ������� �� ��� �� ����������
���� ��������� �� ��� ������ ����� ��������� �� � �������� ����������� �� ��������
��������� �������� ��� �� ���� ��� �� ���������
������������ ���������� �� ��� ��� ����������� �������� �� ��� ������ ����� ������� ���������� ��� ����� �������
���� ������ ������ ����������� ���� �������� ������
������ ������ ����������� ���� �������� ��� �����������

������� ��� ������� ������ ��� ������ �� �� ������� �� �� ���� ��� �� �� ��������
�������������� ������� �� ��� ���� ������ ����� ����������� ���������� ���� ������
���� ������� �����
���� ������ ��� �� ��������� ��� �� �����
������ ���� �� �������� ����������� �� ��� ���� ��������� ������ ����� ����������
���� ������� ��� �� ����� �� ������ �� ������� ��� �� �������
����������� �� ���������� ��������� ������ ��� ����� ����� �������� ������� ��� �� ������� �� ������ �� ������� ��� �� �� �����
������������������� ����� ����� �� ��� ���� ������� �� ������� ����������� ������
���� ���� �� �� ��� �� �����
����������� ��������� �� �������� ������ ��� �� ������ ���������� �� ������� �������� ��� ���� ������� ���������� �� ������
���� ����� �� ��� �� �������� �� �������� �� �� ������� �� ������ ��� �� ������
��������������� ������� �� ������� ���� �� ��� ����� ��������� ����� �������� ������ �� ��� �� ��������� ��� �� �������������� ������� ���� �� ����� �������� �� ��� ������� ������ ���� ���������
������� �����
���� ��������� ��� �� ������ �� ���������� �� ���� �� ��������� �� ���� �� ���������� ���������� ��� �� �����
������ ���������� �� ����� ����������� ��������� ���� �� ��������� ������ �����
�������� ������
���� ����� ��� �� ���������� ��� �� �����������
������� ����������� �� ��� ������ ����� ���� � �������� ���������� �������� ������������ ������

– 11 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����� ����� �� �� ��� �� �� ��������
����� �� ������� ��������������� �� ����������� ��� ������ ������ ���������� ������������
����� ��������� ��� �� �� ������ ��� �� �������
�������� �������������� �������� �������� ���� ���������� ������ ������ ��������� ��������� ��� �� ������� �� ������ �� ��������� �� ��������� �� ����������� �������������� �� ������� �� ��������� ��� �� �������
����� ������� ��� ��������� ������� �� ������� �������� ���������� ���� ���� ����������� ����� ����������� �����
����� ����� �� ��� �� ���������
������ ����� ���� ��� ������ ���� ������� ������� ���������� ��� ���� ��������
����� �����

������� ��� ������� ������� ������� ��� �� ��������� ��� �� ������ ���������������� ���������� �� ����� ���� ����� � ����������� �� ��� ����� ������������� �� ��� ��������������� ������ ������� ����� ����� ����� ��� �� ��������� ��� �� ����������
������������ ��� ������ ������� ��������� ��� � �������� ��������� �� � �����������
��������� ����� ��� �� ����� ��� �� ����������
��������� �� ��� �������� �� ����� ������ ��� �� ������� ������������ ����� �����
��������
���� ����� ��� �� ��������� �� ���������� ��� �� �������
���������� �� ���������� ������� ������� ����� ���������� ������������ ������������� ��� ������� �����

������� ��� ������� ������ ����� ��� �� �������� �� ���������� ��� �� �������
������������ ����� �� ��� ����� ������� ������� �� ���� �� ����������� ������������
���� ���������� ��� �� ������� ��� �� ����������
������������ �������� �� ����� �������� ������ ����� ����� ���������� �����������
���� �������� ��� �� ����� �� ������� �� ������ �� ���������� �� �������� �� �������� ������� ��� �� �������
����������� ������ �� � ����������� �������� �������� ���� �� ��� ����������� �������� ����������� ��� ������ �����
���� ������ ��� �� ����� �� ������� �� ���������� �� �������� �� �������� �� ��������� ������� ��� �� ������
����������� �� ���� ������ ����� �������� ����� �� ����������� ���� ������ ��������– 12 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Session Summaries– 13 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Summary of Session I: Downhole Measurements
Ryuji Ikeda, (NIED, now at Hokkaido Univ.)
The various types of fault and/or fracture zones have been discussed as special topics at thissession, and consist of the Nojima, Neodani, Atera and Atotsugawa faults in central Japan, the fracturezone of the KTB borehole in Germany, the Long Valley caldera in eastern California, the San Andreas
fault in California, the Chelungpu fault in Taiwan, the Nankai Trough seismogenic zone, the Aigion
fault at the Corinth Rift in central Greece, and the South Africa gold mines.
A wide variety of structure and composed materials are found in different conditions of the stage
relating to subsequent earthquake occurrence. It will not be easy to obtain common properties among
them because of their natural characteristic features. We can use, however, a deep borehole as a reliable
tool to understand overall fault behavior by comparing these faults directly. We can investigate thecritical questions on active fault zones such as: 1) what is the scale of fracture zone? 2) what are thephysical properties and how do they vary across the fault zone? 3) what are the state of stress, porepressure, and heat flow, and their temporal variation? These parameters are quite important to input fora numerical simulation of the fault generating and rupture process.
Individual faults often require specific method to be developed to conduct in-situ experiments.
For example, in-situ stress measurements, effective methods and techniques have to be applied to eachfault. In central Japan, the drilling directly through fault fracture zones to the maximum depth of 2,000m was shown. From these boreholes, the stress state in and around the fault fractured zones wereobtained by the hydraulic fracturing method, which is useful to obtain continuous stress depth profile
and applicable to deeper parts. In more than several kilometers deep, however, we need to develop a
new method and/or use jointly with indirect methods experienced and proved in many projects. The
KTB Integrated Stress Measurement Strategy was applied to 9 km super deep borehole. The Long
Valley exploratory well of 3-km-deep intersects a number of fresh faults of which cores contained
indicators of the stress orientation. The stress field in the vicinity of the fault can be determined byvarious techniques: hydraulic fracturing, borehole imaging for breakout and induced fractures, elastic
shear wave velocity anisotropy, and focal mechanisms as such. By arranging all these techniques, they
will be applied to next fault zone drilling projects such as at the Aigion fault (central Greece) and the
San Andreas fault.
We can draw conclusions relevant to the key question; “what is the optimum strategy to measurestress and detect changes by in-situ downhole measurements?” Of course the combination of downholemeasurement with surface-based investigation and core analyses is effective to obtain more detailed
fault structure. In the Nojima fault project, the permeability and electrical conductivity are correlated,
and the orientation of maximum shear velocity was studied and compared to elastic borehole
deformation. These analyses at different scales, either in-situ or in the laboratory, contribute to build ageophysical description of the Nojima fault. Regarding a temporal variation of stresses, it is obviousthat continual measuring of the absolute stress magnitude is essential to understand active fault
behavior. For this purpose, we should design a borehole of which wall is maintained in good conditions
for a long service life. It is possible to use the same borehole to conduct stress measurements repeatedly
as shown by the experiment tried before and after the 1995 Kobe earthquake in and around theepicenter area.
In this way, the borehole should be used as a field laboratory to investigate and understand the“Physics of Active Fault.” The KTB established the crustal laboratory, where a long-term injection
experiment was already successfully conducted. The Long Valley exploratory well will also bepermanent deep geophysical observatory. It is expected to investigate active tectonic processes
operating at mid-crustal depth in the caldera from continuous strain, seismic and pore pressure
measurements. The Nankai Trough seismogenic drilling is one of typical projects integrating strategy. It
is also expected to be able to monitor the changes in properties and state of the fault zone throughout
the earthquake cycle. The San Andreas Fault Observatory at Depth is a comprehensive project to drill– 15 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

and instrument an inclined borehole across the fault to a total vertical depth of 4 km. They will also
construct a field laboratory for long-term monitoring directly within the San Andreas fault zone atseismogenic depths.
Finally, the integrated study by drilling, sampling, downhole measurements and long-termmonitoring directly within fault zone, is an essential tool to extract an appropriate answer to the 2ndquestion of session one, “What kind of methodology is needed to obtain the characteristic features ofactive faults?” We will obtain the composition of fault zone materials and determine the constitutive
laws that govern their movement; measure the stresses that initiate earthquakes and control theirpropagation; test hypotheses on the roles of high pore fluid pressure and chemical reactions incontrolling fault strength and earthquake recurrence; and observe the strain and radiated wave field in
the near field of micro earthquakes.

– 16 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Summary of Session II: Surface-Based Observations
William L. Ellsworth (US Geological Survey)
What are the key physical processes that control when an earthquake will occur and the distanceto which it will propagate? What are the spatial and temporal scales that characterize these processes?
How are the rheological properties of the brittle crust related to these mechanisms? What control doother properties of the crust, such as the state of stress, temperature and fluid pressure exert on theseprocesses? Do these properties evolve over time, and if so, how can we determine the state of the fault
through observation and experiment?
The papers presented in Session II approached these questions from a variety of viewpoints,
presenting a wide range of perspectives on the key questions for surface-based observations.
At a fundamental level, geology tells us that faults are highly concentrated zones of shear
deformation that form through multiple rupture episodes. Movement along faults releases the large
scale elastic strain energy that drives deformation, thereby enabling a recurrent seismic cycle to occur.
This cycle is imperfect, however, because no fault ever exists in isolation. The stress redistribution
caused by an earthquake on one fault affects its neighbors through a variety of mechanisms, many ofwhich are believed to be nonlinear. This is particularly true for inland faults in Japan, where thehistorical record of earthquakes contains an overabundance of events on Class C faults.
Elastic (and viscoelastic) models of stress transfer when used with Coulomb failure theory, or rateand state friction provide a means of tracking the large-scale evolution of failure conditions. Ourcurrent knowledge of crustal structure and fault zone structure limit our ability to more accurately apply
even these approximate theories. Comprehensive crustal imaging of the volume of crust surrounding
the super deep KTB drill hole in Germany, for example, reveals that the crust contains multiple
subparallel structures within the ancient suture zone intersected by the drill hole. The crust there is also
highly anisotropic, due to both intrinsic (mineral) and crack-induced effects in the compliance tensor.
Pore fluids also play an important role, as evidenced by the existence of open fractures at 8 km depth.
Injection of modest amounts of water at moderate pressures was sufficient to trigger microearthquakes
near the well in this stable continental crustal volume.
Evidence for fluids and their role in crustal deformation also appears in magnetotelluric (MT)soundings of the crust and upper mantle. Crustal faults commonly have high conductivity zones
associated with them. In northern Honshu, MT soundings suggest that fluid rich zones underlie active
fault zones in several areas. Fluid conductivity within fault zones is also consistent with the existenceof a damage zone that reduces seismic wave velocities. These low velocity zones can be imaged andquantified using fault zone guided waves (FZGW). The rupture zones of the Kobe, Landers and Hector
Mine earthquakes have been extensively investigated using FZGW generated by earthquakes andexplosions. The low velocity damage zone may extend to depths of 10 km and have a width of 100-200
m in which Vs is reduced by up to 40-50%. Repeated measurements of FZGW at Landers, using
explosion sources, shows that healing has taken place over the last decade at a decreasing rate,currently at about 0.5%/yr.
Borehole measurements made through the Nojima Fault show large fluctuations of physicalproperties in the vicinity of the fault zone. The absence of consistent recording of FZGW on this fault
from earthquakes at distances of 3-18 km suggests that the wave guide is not continuous along the fault.
Complications in the geometry within fresh rupture zones of earthquakes should be expected if theexperience with earthquakes in deep S. African gold mines is a guide. Events of up to M 5 have been
carefully mapped in tunnel walls where damage zones extend to 20 or more m from the center of theshear zone. In contrast to the very narrow and linear inner fault core of exhumed faults, the fresh
ruptures observed in mines are characterized by multiscale deformation. It will be critical to understandif this multiscale fabric is a characteristic of earthquakes as well as first-time ruptures, or if deformation
becomes more concentrated as the fault displacement proceeds.
The extended damage zone observed in the S. African mines may be analogous to the damage– 17 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002zone that surrounds the fault core in exhumed faults such as the Punchbowl Fault in California. It isnatural to consider that the damage zone forms during dynamic rupture propagation, as almost allplaces on the fault experience the passage of the rupture, while only a few experience nucleation. It haslong been understood that the rupture front must contain a breakdown region in which inelastic
processes dominate. The length of the zone is controlled by the distance the fault must slip for its
strength to evolve to the sliding friction level. Treating the cohesive zone around the crack tip as aplastic damage zone leads to estimates of the critical slip distance, Dc, from the width of the damage
zone observed in drill holes or using FZGW.
Open cracks or fractures affect the velocity of seismic wave propagation through the medium inways that can be studied using seismic tomography. Several theoretical models have been developedthat relate perturbations in velocity of P- and S-waves to the density and saturation state of cracks in anelastic medium. Seismic tomography results from the Western Nagano seismic zone indicate low VP/VS
ratios in the region of maximum slip of the 1984 W. Nagano earthquake. There is also a general
anticorrelation of high VP/VS ratios with ongoing microearthquake activity, with a tendency for activity
to occur on the borders of high VP/VS areas. Dry conditions in the focal zone are implied by theseresults. The experimental evidence also suggests that regions of low VP/VS cannot be explained byisotropically oriented cracks. If the saturation state or crack density changes with time, seismic wave
velocities should also change. Thus, it may be possible to detect changes due to the seismic cycle with
sufficiently high-quality data.
Cracks also affect the attenuation of seismic waves, and these effects must be accounted for in theinterpretation of source parameters from body wave spectra. Surface recordings, in particular, areheavily modified by strong near-surface attenuation, as shown by the comparison between surface,shallow borehole and deep borehole recordings. In most places, little information about the source
process of small events survives the passage of seismic waves to the surface. This emphasizes the needfor borehole observations as part of a comprehensive program to study the source process. Analysis of
15,000 events in W. Nagano shows a strong magnitude dependence to stress drop between M 4 and M 1. This is a surprising result that will need to be reconciled with other determinations of stress drop in
the same region from deeper recordings.
Earthquakes occur in a complex medium, characterized by heterogeneity of both its material
properties and the forces that drive deformation. To understand how faults form, localize and grow, wemust map the distribution of these properties on multiple scales and at multiple stages of fault evolution.
The spatial scales of the critical processes that control faulting are unknown, at present. Two endmember views, perhaps, summarize the problem: do faults grow as cracks in response to local, brittle
processes; or is their growth controlled by structural heterogeneity and tectonic forces? Experiments at
the lab, outcrop and system scale will be required to address this problem. Observable quantities suchas FZGW, VP/VS, seismic anisotropy, etc. will be critical to the mapping of both structure and forces,
and for the understanding of the rates of processes, particularly in the post-earthquake period. The roleof fluids in deformation may be particularly important, and can be potentially monitored using seismicmeans. With all indirect means for probing faults, calibration with direct (in situ) measurements is
critical.
The collection and analysis of surface-based and long-term observations using seismic and othergeophysical methods will be required to achieve the goal of building multi-scale models of fault zones.
Experience from the densely instrumented W. Nagano seismic zone illustrates the power of long-termmonitoring in coordination with a variety of crustal imaging techniques. The emerging capacity to map
crack density, crack anisotropy and fluid saturation state represents a promising approach for thedevelopment of integrated models of fault structure. Measurements must be made at deeper depth,
however, if we are to study the full spectrum of seismic phenomena without undue influence of nearsurface attenuation that distorts the character of seismic waves. With better knowledge of the focal
mechanisms and stress drops of all earthquakes within the volume, it should be possible to study thetime-dependent evolution of elastic stress in the focal volume and use these data to test laboratory– 18 –Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

based models of fault strength and friction. The 3-D seismic reflection survey at the super deep KTB
drill hole in Germany demonstrates the value of industrial imaging technology for the interpretation of
structures and processes observed in the borehole. Repeated measurements of FZGW generated by
explosions at Landers demonstrate that time dependent processes can be detected and mapped withsurface-based methods. Surface-based measurements have inherent spatial resolution limits that cannot
be overcome with “more” or “better” data. We must be prepared to supplement surface-based
observations with those made in-situ in drill holes and deep mines, and by analog in the laboratory.

– 19 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Summary of Session III: Numerical Modeling
Massimo Cocco (INGV)
Here are some key issues that were discussed during our session:
1. Heterogeneity of initial stress on the fault plane of impending ruptures. It is clear that different
processes contribute to the heterogeneity of prestress, such as fault geometry, non-uniformity of
local regional stress and stress redistribution. Information on the prestress and on its heterogeneity
are needed to calculate realistic dynamic models, but this parameter is rather poorly known.
2. Non-planar fault geometry and perspectives for numerical modeling. New numerical approaches
make now suitable to compute 3-D dynamic rupture models with non-planar fault geometry. This
problem is related to the previous topic because complex fault geometry in a uniform regional
tectonic stress field causes heterogeneous pre-stress. The key question is how much can we constrain
the initial parameters in our 3-D dynamic models to make the non-planar simulations useful for
predicting rupture propagation and fault activation. I am not sure that, if we consider a complex
pattern of fault geometry, we can really predict which segment will rupture during the coseismic
earthquake rupture. Instead it seems to me that the segments that will rupture during the dynamic
propagation are mainly specified and selected depending on the initial and constitutive parametersthat we prescribed.
3. The presentations and the discussion emphasized the necessity to improve the waveform modelingand to collect new observations for constraining earthquake nucleation, propagation and dynamic
parameters.
4. It was clear that poroelasticity and fluid flow should be included in our constitutive laws and rupture
models. However, the proper way to include these effects in a suitable constitutive formulation isstill unknown or poorly understood.
5. The last point is a question that is still unanswered also after this meeting: do we really know the slip
velocity, the rupture velocity and the breakdown zone evolution for a real earthquake? Is thelimitation on constraining these information only due to a resolution problem?
I believe that most of these points concern important open questions that affect and focus future
research on earthquake mechanics. This confirms that the meeting faced important issues andstimulating research topics.

– 20 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Summary of Session IV-1: Core Analysis and Experiments (1)Kentaro Omura (NIED)In the session IV-1, core experimental studies were discussed on various subjects concerning thestress and strength of active fault. Yamamoto et al., Masuda and Fujimoto,and Lockner et al. presented on properties of fault zone, such as seismic wave velocity,strength and permeability. Shimamoto et al. and Ohtsuki et al. investigated mechanical processes
during seismic slip, such as frictional heating, melting and fluidization. Omura et al. and Matsuda et al.
performed core analyses and reported fault rocks, chemical elements, and mineral distribution in
fracture zone of Nojima fault.
Yamamoto et al. measured crustal stresses by DRA (Deformation Rate Analysis) method andcompiled stress measurements near the Nojima fault, which had just moved at 1995 Hyogoken-Nanbu
Earthquake. Then they calculated seismic velocities changes in the damaged zone based on themeasured in-situ stress. They found that the calculated velocities changes were consistent to theobserved velocity changes. They also discussed on an elastic anisotropy in the damaged zone and its
effects on the travel time of P- and S-wave.
Masuda and Fujimoto performed systematic experiments on time-dependent rock strength. They
showed that a strain rate effect of granite is more apparent on failure strengths of wet (saturated)samples than dry samples. Using newly installed high-temperature and high-pressure deformation
experimental apparatus under the conditions of up to 500 degree C and 50 MPa, they found that thefoliation structure of mylonite rocks dramatically affects the shear strength. They claimed that the shear
stress, which initiates the fault movement, might be small due to the anisotropic structure in theseismogenic region.
Lockner et al measured strength and permeability of fault rock cores recovered from boreholes
drilled by University group, GSJ (Geological Survey of Japan) and NIED (National Research Institutefor Earth Science and Disaster Prevention) penetrating through the Nojima Fault. The strength is low in
the fault core region and increase with the distance from the fault core up to the surrounding host rock.
The sheared core region of the fault is low permeable region and is surrounded by a broad zone ofhighly damaged rock, which is permeable and provides a conduit for fluid flow in the plane of the fault
following an earthquake.
Shimamoto et al introduced "heat detection project" seeking for new methods to detect
temperature rise within fault zones. They suggested that measurement of ESR (Electron Spin
Resonance) signals might be effective method according to high velocity friction test, heating test, and
ESR analysis of natural pseudotachylyte samples. They discussed results of high-velocity friction
experiments representing a slip weakening associated with the onset of melting. High-velocity friction
experiments indicate the rate of melting is probably the most critical process to determine Dc during
frictional slip.
Ohtsuki et al investigated other mechanical aspect during seismic slip of the fault: frictional
properties of fault gouge during fluidization. A new method how to identify fluidized/non-fluidized
fault gouges is proposed. Fragmentation probability is much smaller in fluidized gouge than in nonfluidized (grain friction) regime. They discussed on the mechanism producing the fluidization andconcluded that the normal interface vibration was plausible cause of fluidization.
Omura et al. and Matsuda et al. analyzed core samples of fracture zones detected in three depth
intervals in Nojima Fault drilling. They showed fault rock, chemical elements and mineral distribution
inthe three fracture zones, which have different features from each other. Those features should haveinformation on fracturing and alteration at the past seismic events. Omura et al. also showed
distributions of physical properties measured by well logging. Logging data show drastic change at thefracture zones; decreases of normal resistivity, P wave velocity, density, and increase of neutron
porosity. Changes of physical properties seem to correlate with the degree of pulverization andalteration of fracture zone rocks.
– 21 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

In this session, we recognized that laboratory experiments are essential to infer the strength offault zone and the mechanics of fault slip. Precise observations and micro scale analyses of natural fault
materials are also necessary to compare with the experimental results and to extract physical andchemical meanings left in the samples. Of course, it is important to interact with other research area,such as down-hole measurements in a borehole, surface-based observations and numerical modeling,for integrated studies on various aspects of active faults.

– 22 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Summary of Session IV-2: Core Analysis and Experiments (2)Anne-Marie Boullier (CNRS-LGIT)
During the second part of this session three communications were devoted to the analysis of rocksamples from the GSJ borehole trough the Nojima fault at Hirabayashi (Awaji island, Japan). The firstone (Ohtani et al.) presented an overview of the petrographical and structural study of the core with anemphasis on the succession of alteration minerals and associated circulating fluids as shown by the
results of a fluid inclusion study. Amongst three stages of hydrothermal alteration, the oldest one is
attributed to the cooling of the granodiorite, and the second (zeolite) and third (carbonate) ones are
related to faulting; the low-angle zeolite veins are interpreted as being formed at less than 200°C; thesecond type corresponds to high-angle carbonate veins and is attribued to the most recent fluid
circulation by comparison with the composition of the borehole fluid.
Therefore, the fault gouges record several episodes of deformation and fluid-rock interactions.
This point was developed by the following communication by Boulier et al. which has pointed out thecomplex evolution of the Nojima fault. In the fault core, some textures can be interpreted as due toancient and deep seismic events. Fluid inclusions observed in the glassy matrix of pseudotachylytes
allow to determine a 15 km depth of formation or the earliest seismic events recorded in the fault core.
Some hydraulic fractures which are filled by euhedral carbonate crystals, cross-cut almost all theprevious deformation textures in the fault core. They are attributed to recent and shallow slip events on
the fault and their carbonate fillings are interpreted as due to sudden fluid pressure drop induced byseismic faulting and fluid circulation in the hanging wall of the fault.
The third communication presented the carbon and oxygen isotopic compositions of carbonate
minerals which are important sealing material in the Nojima fault and which show variable �13C (PDB)and �18O (SMOW) values. Carbonates in the intact rocks may be considered as precipitated fromconnate sea water at relatively high temperature. Preliminary interpretations suggest the possibility of
localized cold meteoric water flow within the fault core.
The fourth communication was dealing with the stress orientation and slip distribution on
exhumed faults of the San Andreas system. Ultracataclastic layers record extreme localization of
displacement to slip-surfaces which may accomodate kilometers of displacement. The healed and open
microfracture fabrics of samples from the Punchbowl fault show that damage occurs up to 100m fromthe ultracataclasite layer and provide a record of paleostress at different periods of the fault activity.
The measured fabrics imply that the average orientation of the maximum principal compressive stresswithin the damage zone was nearly normal to the fault surface, and is most consistent with local
damage accumulation from stress cycling associated with slip on a geometrically irregular, relatively
weak fault surface. An additional microfracture set present on the vicinity of the ultracataclasite layer
may reflect paleostress associated with earthquake slip.
Finally, the last communication (Tanaka et al.) of the session and of the workshop was dedicatedto the geological and geophysical logging results of shallow drilling penetrating into the Chelungpu
fault zone (ROC, Taiwan). Two drillings were conducted on the northern and southern part of the fault
and and produced interesting and promising preliminary results: (1) possible rupture zones activated by
the 1999 earthquake could be located at 225 and 330m in the northern well and 177 and 180m in thesouthern one; (2) water content of the 225m fault zone in the northern well attains up to 45 vol%; (3)fault rocks shows a random fabric at 330 m in the northern well, whereas foliated fault breccia withultracataclasite and pseudotachylyte dominate at 177 m in the southern well; (4) temperature rises havebenn detected in the same zones. These preliminary results may provide some important informations
on the circulation of hot fluids through the fault zone and on the deformation mechanisms of soft
sediments due to seismic activity.
The key questions relative to this session 4 and prepared by organizing committee were as
following:– 23 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

- How can we estimate the age of past eartquakes and fault slip episodes?
The three communications on the GSJ, as well as the previous ones on the NIED, drilling holethrough the Nojima fault, have pointed out the complex superpostion of textures at a small scale andthe difficulty to recognize the last seismic event even only one year after the Kobe earthquake.
Therefore, there is a crucial need to investigate these rocks by ponctual analytical methods in order todecipher the succession of different deformation events, their age, the nature and the source of therelated circulating and mineralising fluids.
- What information can we obtain about the rheological properties of active faults and the
dynamics of earthquake slip from drilling holes? Is there any way to discriminate between
aseismic and seismic slip based on the analysis of recovered fault rocks?
Detailed and exhaustive observations have been completed on all the drilling hole through theNojima fault by several teams.When does each type of observed texture occur? At what stage of theseismic cycle? This remain an important and unsolved questions. If it is relatively easy to recognize
textures related to interseismic period (compaction, sealing or healing), there is not a complete
consensus on what is a seismic structure, except may be for pseudotachylytes which require a thermal
budget compatible with a seismic rupture. Experimental work is necessary to investigate that point andto provide comparable textures between finite observations in naturaly deformed rocks and rocks
deformed in known conditions. As pointed during the discussion, it would be interesting to investigate"speedometers" to interpret textures in terms of rate of slip on fault planes.
Hydraulic properties of the active fault are also important. Does the fault act as a hydraulicbarrier? Quantitative data are still lacking on the rate of compaction, healing or sealing of the fault inorder to better understand the time-scale of porosity and permeability reduction in the fault zone during
the seismic cycle. How long is the duration of mechanical compaction? How long is the porosity
reduction due to healing? How much fluids are coming through the fault from below (or above)? On
this point of view, it is important to get some more experimental data on the kinetics of healing andsealing together with precise caracterisation of the geometry of the fault-rocks in order to model theprocesses inducing porosity and permeability variations in fault-rocks displaying different composition.
Are we taking into account all the operative mechanisms? What are the more efficient processes?
Could we approach the nature of the fluids in the fault rocks and, therefore, approach the complexity ofthe dissolution-crystallisation processes and the possible pressure effects of these fluids during rupture?
Could we estimate the residence time of these fluids in the fault-rocks and then, estimate the recurrencetime of the earthquakes?
Drilling cores through active faults are very usefull for the knowledge of the rheological andphysical properties of the active faults because they provide the opportunity to obseve a continuous
cross-section of the deformation and alteration gradients. Nevetheless, they are like a needle prick andmust be completed by the field-scale studies which appear to be more appropriate for the fracture andstress distribution around the faults for example, as demonstrated by Evans et al.
As I was conducting the discussion after the session, I was not able to take notes and I can notremember all the interventions. Please, could you help me for the remaining of the discussion?
An interesting point was discussed during the meeting on the basis of observations in seismic
activity in gold-mines. Deformations have been reported to be related to these induced earthquakes in adry environment. It would be very interesting to describe microstructures associated to these induced
earthquakes in order to investigate known magnitude events and to compare dry and wet structures.
Fluids are very important for what concerns the compaction and healing mechanisms in the fault
gouges. A comparative study may bring some important informations.

– 24 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Key Questions and Replies– 25 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Summary of the Replies to the Key Questions
Session 1: Downhole Measurements
1-1 What is the optimum strategy to measure stress and detect changes by in-situ downholemeasurements?
Engeser: Integrated Stress Measurement Strategy as developed by Zoback et al. is very effective.
Yamamoto: Integrated analysis of seismic wave velocity with stress measurements and laboratory
experiments
Session 2: Surface-based Observation
2-1 What are the key measurements to be madethrough long-term observations and coordinatedexperiments?
Kuwahara: Fault zone waves (trapped waves, head waves, etc)
2-2 What kinds of additional information will be needed to characterize the nature of an active
fault?
Rabbel: Elasticity structure in the fault zone
Toda: slip rate, recurrence time, and exact occurrence time of the most recent active fault earthquake
Session 3: Numerical Modeling
3-1 What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling
and related experiments?
For Dynamic rupture modeling
Aochi: Fault connectivity
Cocco: Thickness of slipping surface, Slip direction, Temporal evolution of fault zone properties due
to repeated slip episodes
Fukuyama: Initial stress field and critical slip-weakening distance
For Nucleation modeling
Shibazaki: Porosity evolution, Permeability
Engeser: Fluid migration processes within active faults. Poroelastic coupling processes (tidal andbarometric influences)
3-2 Are there hypotheses can be tested through drilling?
Aochi: Is cohesive face zero at the surface?
Cocco: which is the real behavior of contact surfaces with gouge materials during high slip episodes
under variable normal stress conditions and fluid infiltrated materials?
Fukuyama: Is fault zone thickness related to critical slip-weakening distance?
Shibazaki: Can electric current change be observed due to fluid migration during the nucleation
process?
Session 4: Core Analysis and Experiments
4-1 How can we estimate the age of past earthquakes and fault slip episodes? Is there any way todiscriminate between aseismic an seismic slip based on the analysis of recovered fault rocks?
Age estimates
Ohtani: Alternation minerals with radioactive elements in the fault gouges
Aseismic or seismic slip
Ohtani: Difference of fluid composition– 27 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

International Workshop on Physics of Active Fault – Key Questions
Engeser
Session 1: Downhole Measurements
1-1 What is the optimum strategy to measure stress and detect changes by in-situ downholemeasurements ?
Determination of a quasi-continous stress profile (magnitude and orientation of stress tensor) is
considered to be indispensable especially for detection of changes. From the best known and most useddirect stress measurement methods hydraulic fracturing, flatjack method and overcoring onlyhydrofrac-measurements are used routinely in boreholes. Despite of the availability of wirelinehydrofrac-units for shallow boreholes hydraulic fracturing remains a “spot-technique” restricted todiscrete depth intervals. Furthermore there are physical and technical prerequisites like isotropic rockfree of pre-existing fractures or one of the principal stress beeing parallel to the borehole axis which are
not always fulfilled.
Therefore in order to obtain a quasi-continuos stress profile hydrofrac measurements have to be
combined with other independent indirect methods. Experiences gained from various projects (e.g.
KTB) proved that a thoroughly planned Integrated Stress Measurement Strategy as developed by
Zoback et al is very effective. The foundation of such a strategy are classical hydrofrac-measurements
which can be used for calibrating other indirect methods. It is very important to take into account sucha strategy in the early stage of technical planning of a drilling project. Important aspects are:- minimum hole diameter needed- maximum hole diameter allowed- Casing design (pressure rating) and cementation- Coring technique and Cutting Sampling- Borehole Logging (e.g. FMI, BHTV) concept- Measurement of downhole drilling parameters (Logging while Drilling, Mud Logging)Hydrofrac-measurements carried out in open hole rely on straddle packer technology capable ofwithstanding the high differential pressures required. Elevated borehole temperatures reduce thiscapability substantially. Furthermore successful hydraulic isolation of the frac interval is dependent on
good borehole wall condition. Therefore especially in deeper wells it can be necessary to carry outhydrofrac experiments out of the casing/liner shoe or in the cased and cemented hole throughperforations. But one has to consider that conventional openhole logging techniques for frac orientation
are then no more applicable. Furthermore good quality cementation is important for success.
Cementation quality should be carefully monitored and controlled by available logging techniques(CBL, CET).
A reasonable assumption for pore pressure is crucial for plausible interpretation of hydrofracexperiments. Preferably pore pressure information should be relied on in situ values determined byhydraulic tests. Indirect information about pore pressure gradient can be obtained by careful monitoring
downhole mud conductivity (logging while drilling) in order to detect fluid entrance zones.
The indirect methods most important for deduction of a quasi-continuos stress profile are
evaluation of wellbore instabilities and core investigations. Utilizing breakouts and tensile wall
fractures for stress analysis requires reliable information about downhole pressures and temperatures.
Furthermore data on in situ rock strength are needed. Bottomhole pressures and temperatures arestrongly influenced by the drilling technique applied. Especially when using mining drilling techniquedynamic bottom hole pressure surges can reach substantial values. This has to be taken into accountwhen evaluating tensile wall fractures for stress analysis. In deeper holes thermal stresses induced bycooling due to mud circulation have to be considered. Therefore it is recommended not to rely only on
surface measurements but to assure recording of downhole pressures and temperatures by applicationof logging while drilling technology. Interpretation methods for wellbore instabilities should include
shear failures on pre-existing faults or weak planes in order to estimate lower and upper boundaries for– 28 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

horizontal stresses. Careful monitoring of time dependent destabilisation effects can help to addressquestions of pore pressure diffusion.
Good quality cores are of vital importance not only for evaluation of structural and petrophysicalrock properties but also for the Integrated Stress Measurement Strategy. In order to achieve a
database as broad as possible the complete spectrum of core investigation methods should be applied(Core Discing, Centerline Fractures, Anelastic Strain Relaxation, Differential Strain Analysis,
Ultrasonic Wave Velocity Analysis). Therefore in the planning stage the diameter and quality
requirements for core material have to be carefully settled between scientists and engineers. In order to
get good quality cores diamond coring technology should be preferred. Reliable re-orientation of coresis important for determination of stress orientation. Comprehensive testing of rock strength properties(tensile, uniaxial compressive, direct shear, fracture toughness) supplemented with triaxial testing isregarded as important. Triaxial testing should include investigation of pore pressure influence on
selected samples.
Injection experiments in order to induce seismicity can contribute substantially to theunderstanding of the nature of stress regime by evaluation of fault plane solution and hypocenter
localisation. To exhaust the potential of this method calibration shots in the hole are required.
Furthermore a monitoring well in the vicinity of the injection well for deployment of a downhole
seismometer is of great help in order to achieve good signal/noise ratio.
Session 3: Numerical Modeling
3-1: What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments.
For numerical modeling a conceptual 3D model on a regional scale is regarded essential. To
establish such a model drilling of several boreholes in combination with comprehensive application of
surface geophysics could be a suitable strategy. A concept with at least 2 holes crossing the fault indifferent depth levels could be used in order to carry out cross hole experiments. Such a configuration
might be of special interest for investigation of fluid migration processes within active faults. Results ofcross hole communication tests are regarded of special benefit due their integral character. Furthermore
such a configuration is of interest for investigation of poroelastic coupling processes (tidal andbarometric influences). The holes should be cased and perforated in the fault zone intervals in order to
be available for longterm monitoring and experiments. In case of planning cased hole active
experiments subsequent to the drilling phase it is important to take into account the operational
prerequisites like drill/workover rig, drillstring equipment/coiled tubing.

– 29 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Key Questions
Kiel, 19 Feb 02
Wolfgang Rabbel
In responding to the "key questions" of the Tsukuba workshop I am focussing on the necessity todefine an adequate physical model of the geological structure under investigation, serving to linkgeodynamical field observation and monitoring on the one hand and numerical modelling on the otherhand. In so far I am touching (not really answering) the following questions:
1-1 What is the optimum strategy to measure stress and detect changes by in-situ downholemeasurements?
1-2 What kind of methodology is needed to obtain the characteristic feature of active faults?
2-1 What are the key measurements to be made through long-term observations and coordinatedexperiments?
2-2 What kinds of additional information will be needed to characterize the nature of an active
fault?
3-1 What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling
and related experiments?
4-1 What information can we obtain about the rheological properties of active faults and the
dynamics of earthquake slip from drilling holes?
Most instruments applied to geodynamical problems record strain (or deformation) rather than stress.
To approach the stress problem based on strain measurements requires, therefore, knowledge of theelasticity structure of the subsurface, in particular of its heterogeneity. This seems to be especially
important in fractured media where deformation does not occur in sense of an elastic continuum
approach but localized along more or less narrow fault zones.
The required background information can be acquired in large parts by a combination of surface
seismics, vertical seismic profiling and downhole sonic logging. Both structural information (based onseismic reflection imaging) and elastic constants (derived from seismic velocities) can be determinedfrom this sort of measurements. In addition to the background elasticity structure also local features offault zones such as shear moduli, fracture porosity and fracture orientation can be determined or at least
estimated.
With regard to fluid pathways and slip planes important contributions can also be expected from
geo-electrical imaging and the downhole logging suite of methods. Here, imaging the borehole wall but
also geochemical and petrological downhole profiling provide essential structural knowledge.
Petrological profiling combined with petrophysical laboratory measurements simulating in situ
conditions are required for a detailed seismic interpretation and for defining endmember models.
Monitoring seismicity and deformation from within a borehole clearly opens a new dimension of
accuracy in studying stress propagation. Again, this advance will be increased by the accuracy withwhich the geological structure where the seismicity occurs is known. If the propagation of fluid orpore pressure is regarded as playing a major role in stress transfer, time lapse seismic and geo-electricalimaging, taking advantage from the borehole, should be considered to determine the space-time
variation of the related reflectivity and conductivity patterns.

– 30 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Some Thoughts on Critical Issues for the Design of Drilling Experiments to Address
Basic Problems of Earthquake Physics
William L. Ellsworth
U.S. Geological Survey
Menlo Park, CA 94025, USA
Almost everything that we know about earthquakes comes from indirect observation of theunderlying physical processes. We either rely on remote sensing using, for example, strainmeters andseismometers to measure the disturbances caused by the earthquake source from which we constructmodels of processes, or draw inferences about those processes from analysis of exhumed faults or
surficial expressions of faulting. While we have learned a great deal about the nature of earthquakes inthis manner, there are many key questions about the physics of the source that remain elusive. I believethat if we are to understand how a fault loses strength in an earthquake, for instance, we will have to go
into the source itself (EOS, v. 82, no. 31, July 31, 2001, p. 333, 339).
The prospects for addressing some of the most vexing problems in earthquake physics is slowly
changing, as a new generation of experimental sites in deep mines and drill holes will enabling us forthe first time to emplace sensors in the process zone of active faults. These experimental facilities are
expensive, and great care needs to be taken in their development if we are to gain as much as possible
from such precious opportunities.
Over the past decade, I have been involved with the planning and execution of two deep drilling
experiments that target active tectonic processes: The San Andreas Scientific Drilling Project, and theLong Valley Exploratory Well. Together with Mark Zoback and Steve Hickman, we proposed 1998 to
the U.S. National Science Foundation to build the San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD).
Our proposal contains what I believe are the critical elements for a fault zone drilling project. I
encourage you to read it (http://pangea.stanford.edu/~zoback/FZD/), if only the table of contents. In
this proposal, we frame a list of key scientific questions that can be addressed by drilling into the fault,
and then develop a program to carry out the necessary work to get the data to answer them. This
proposal provides one perspective on answers to each of the excellent list of “Key Questions” from theorganizing committee of this conference. Steve Hickman will have much more to say about the scienceplan and the issues we face in his talk. I would, however, draw particular attention to the organizationof our project into four main tasks:• Geophysical and Geological Site Investigations• Downhole Measurements• Measurements on Core, Cuttings, and Fluids• Fault Zone Monitoring
Each of these tasks requires a science team of its own, with its associated activities and milestones. We
currently have a about 80 investigators participating in this project.
Although the drilling of the main SAFOD hole into the San Andreas Fault is still a few years
down the road, we have made significant progress in understanding the environment of the fault at oursite through coordinated geophysical investigations over the past several years. These studies produce
science that stands on its own, and also integrates into the larger picture that is SAFOD. Our next step
will be the pilot hole, to be drilled this summer, which will activate all three of the other elements ofour program.
The Long Valley Exploratory Well (LVEW) project has had a somewhat different history, as I
briefly introduced in the abstract for my talk at this conference. The drilling targets have evolved in
response to the changing focus of funding agencies, to windows of opportunity for new work, andmost-importantly to change occurring in the Earth beneath it. At Long Valley, we are fortunate to bewithin one of the most densely instrumented and intensively monitored places on Earth, and our planfor the development of a deep geophysical observatory in LVEW has greatly benefited from decades of– 31 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

investigations. An excellent summary of what we know, and how we go about monitoring Long Valley
Caldera has just been published (http://geopubs.wr.usgs.gov/bulletin/b2185/).
We are presently working to convert LVEW into a very broad band, wide dynamic range deep
scientific observatory for studying active deformation processes in the near field. The observatory will
also serve as a critical proving ground for strain, seismic and hydrologic sensors. Instrumentation
includes a volumetric strainmeter to be deployed at a depth of 2.2 km, three different types of opticalfiber strainmeters, two 3-component seismometers to be installed at a depth of 2.2 and 2.6 km, andfluid pressure monitoring of a confined fracture zone at 2.6 km depth. The principal scientific goals areto:• Understand the temporal and spatial evolution of stress, strain, and fluid migration during
episodes of caldera unrest using LVEW instruments in conjunction with other strainmeters, realtime GPS, 2-color laser geodimeter, seismometers, water wells and tiltmeters in the Long Valley
Observatory network.
• Develop models of the present day magmatic and hydrothermal systems within the caldera.
• Understand the response mechanisms within the caldera to dynamic and static strains fromdistant earthquakes that perturb the local seismicity and deformation rates.
• Determine the 3-D seismic attenuation and anisotropic velocity structure of the caldera using a
combination of deep borehole and surface observations.
• Study the origin and source processes of long-period and non-double-couple earthquakes.
• Study the scaling law and nucleation processes of earthquakes over a wide magnitude range.
The principal technical goals of the deep observatory are to:• Make continuous measurements of strain at depth directly above the deep caldera inflation
center.
• Determine the bandwidth, stability and accuracy of new strainmeter designs.
• Make continuous measurements of formation fluid pressure at depth.
• Record all radiating seismic sources within the caldera over a wide frequency band, including
local tectonic earthquakes, long-period volcanic earthquakes, and volcanic tremor.
• Integrate the seismic, strain, and fluid pressure data into the real-time Long Valley Observatory
monitoring networks (shallow borehole strainmeters, .
• Collect very high frequency (>2KHz sample rate) seismic observations of local earthquakes.
• Develop new high-temperature seismometers for application in other deep boreholes.
Key measurements that we have made in the borehole to support both the scientific and technical goals
include:• Determination of the orientation and state of stress from borehole televiewer and hydraulicfracture data.
• Measurement of the in situ properties of the formation from sonic, natural gamma, neutron andinduction logs.
• Laboratory measurement of formation properties on core samples.
• Pump tests of the well to measure its hydrologic properties.
Have we developed an optimum strategy to meet our scientific and technical goals? Only time
will tell. However, it is our belief (and experience) that by making redundant observations of all fields
of interest we stand the best chance of obtaining data that is both reliable and interpretable in terms of
the basic physical processes that govern deformation in the Earth.

– 32 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Reply to Key Questions Issued in the Workshop
YongGang Li
Research Faculty
Department of Earth Sciences
University of Southern California
Los Angeles, CA 90089-0740
As mentioned in our present materials, the fine structure of fault zones is of great interest because
it may control the initiation, propagation, and termination of rupture. Rupture models have been
proposed that involved variations in fluid pressure over the earthquake cycle while other studies predictthat most earthquake energy is stored in areas with less developed fault zones or with higher velocity
rock outside the fault zone. Observations suggest that fault zone complexity may segment fault zones
or control the timing of moment release in earthquakes. Extensive research in the field, in laboratories
and with theoretical methods have been directed towards understanding how structural and rheologicalfault variations, as well as spatial and temporal variations in strength and stress, affect the earthquake.
Rupture segmentation is often related to fault bends, step-overs, branches, and terminations that havebeen recognized by surface, and seismic profiling and tomography. Despite these studies, the internal
structure of major faults at the seismogenic depth is not well understood, and may hold the key tounderstanding the physics of earthquakes.
Moreover, because the fault plane is thought to be a weakness plane in the earth crust, it
facilitates slip to occur under the prevailing stress orientation. As suggested by laboratory experiments,
shear faulting is highly resisted in brittle material and proceeds as re-activated faults along surfaces
which have already encountered considerable damage. Field evidence shows that the rupture plane ofslip on a mature fault occurs at a more restricted position, the edge of damage zone at the plane ofcontact with the intact wall rock. Assuming that this is an actual picture of rupture preparation on the
major faults, defining the fine internal structure of active fault zones is a challenging problem toseismologists and geologists.
Among many other methods, fault-zone trapped waves can be used to probe the fine structure andphysical properties with high-resolution. Since the trapped waves arise from coherent multiple
reflections at the boundaries between the low-velocity fault zone and the high-velocity surrounding
rock, their amplitudes and frequencies are strongly dependent on the fault geometry and physical. For
example, fault-zone trapped waves have been used to resolve the internal structure and continuity ofrupture zones in recent major earthquakes at Landers and Hector Mine, California, as well as at theNojima fault of the Kobe earthquake in Japan. These newly-ruptured faults are marked by a highly
damaged low-velocity and low-Q zone, several tens to a few hundred meters wide at seismogenic depth,
within which seismic velocities are reduced by 40-50% from wall-rock velocities and Q is 20-50. Fromthe point view of fracture mechanics we interpreted that this damage zone is partly the result of the
dynamic rupture in the recent major earthquakes although they probably also represents theaccumulated wear from many previous earthquakes.
The post-earthquake fault healing (fault strength regaining) with time have been observed at theLanders and Hector Mine rupture zones in repeated seismic surveys using near-surface explosions
within the rupture zone as well as at the Nojima fault from shear wave splitting analysis. The evolving
wave velocity increase with time, consistent with the closure of cracks that opened during the recent
mainshocks, hints tantalizingly at the governing physics. The continuous monitoring at the Landers and
Hector Mine rupture zones also revealed that cracks became more wet with time in the post-earthquakestage, showing the temporal variation in fault zone rheology.
As have been discussed in the Workshop, I strongly feel that fault-zone trapped waves and shearwave splitting are the key seismological measurements to be made through long term observations andcoordinated surface- and bore-based experiments. In Addition, the repeated permeability measurements
near the fault will provide useful information on temporal changes in structural and rheological– 33 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

parameters of the fault zone. Further, the healing rate model based on a combination of physical(mechanical) and chemical (pressure solution) should be developed to quantitatively interpret the fault
healing, sealing, strengthening with time due to fault compaction, cementation and lithification at theseismogenic depth. Through these studies, we may further understand: How do faults heal? Is thedependence of large-scale fault healing on time logarithmic, as observed in the laboratory? Whatsmall-scale processes govern the healing rate, and how do they depend on temperature, stress,
mineralogy, and pore-fluid chemistry?
Additionally, the following questions are also interesting:- What are the contrasts in shear-wave speed across major faults? Are the implied variations inshear modulus significant for dynamic rupture modeling? Do these contrasts extend into the lower
crust and upper mantle?
- What systematic differences in fault strength and behavior are attributable to the age and maturityof the fault zone, lithology of the wall rock, sense of slip, heat flow, and variation of physical properties
with depth?
- Which small-scale processes-pore-water pressurization and flow, thermal effects, geochemicalalteration of minerals, solution transport effects, contact creep, microcracking and rock damage, gougecomminution and wear are important in describing the earthquake cycle of nucleation, dynamic rupture,and post-seismic healing?
Reply to the Key Questions
Y. Kuwahara
Session 2: Surface-based Observation
2-1 What are the key measurements to be made through long-term observations and coordinatedexperiments?
It has been demonstrated that the fault zones with finite widths exist at seismogenic depths from thesurface observations of fault zone waves including fault zone trapped waves, head waves, and so on.
These observations should become a key measure.

Reply to the Key Question
S. TodaQuestion:
What kinds of additional information will be needed to characterize the nature of an active fault?
Answer:I would like to answer this question as one of the paleoseismologists here. We still need to collectfurther information of slip rates, recurrence intervals, and the precise times of the most recent events ofactive faults. These might be not only fundamental data for earthquake hazard assessment but also
required to discuss the long-term stress state of active faults, because there are some arguments thatstress field rotates during a seismic cycle of a major active fault (e.g., Hardebeck and Hauksson, 2001).
A discussion about "major faults are weak or not" is still controversial. But, stress conditions measured
by drilling projects might be temporal (transient) as well as local seismicity is easily changed by small
stress perturbation.

– 34 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Suggestions to the Key questions for Session 3: Numerical Modeling
Massimo Cocco1)What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
There are in my opinion several features that can be investigated by analyzing data from drilling
related experiments. First of all, we can have an idea and an estimate of the thickness of the slipping
surface. An idealized fault model consists of a shear zone that can be several hundreds of meters wide.
This deformation zone contains several fault zones, which are non-planar and contain gouge materials.
Understanding where slip occurs within the fault zone and the thickness of slipping plane is crucial topropose realistic models for actual faults. One feature that has been poorly understood is the degree ofanisotropy of the fault zone materials and this represents a serious limitation for defining poro-elastic
models of the fault zone. These characteristics can be poorly imaged with seismological investigations(the only tool is to study fault zone trapped waves) and observations of the characteristics of fault zone
materials is fundamental. If the slipping plane are only few centimeters wide, the fault zone thickness
should be larger (of the order of meters, for instance): therefore can the seismic waves, propagating
within the shear zone and the fault zone, be useful to constrain the properties of the slipping surfaces?
Another key parameter that might be useful for numerical modeling of earthquake dynamic
ruptures is the slip direction. It is clear that slip direction can rotate in space (different rake angles indifferent points on the fault plane) and in time (different slip directions at the same fault position indifferent times) and this is useful to constrain the pre-stress (absolute stress on the fault) and thegeometrical, static and dynamic heterogeneity of the fault. More information at depth are needed to use
these kind of information.
One more feature that might be investigated by drilling the fault zone is the effect on the fault
zone materials of repeated slip episodes. It is important to understand if the properties of contacts
evolve with time and if quasi-static or dynamic slip episodes can produce different effects. In my mind,
this can be an attempt of comparison between the results of laboratory experiments of fault friction andthe real slip episode on active faults. Which is the best way to constrain the temporal evolution of theproperties of the contacts on the fault plane during a slip episode? And which is the dimension of thelengthscale parameter characteristic of this dynamic process? These are questions that have to beanswered with observations either in laboratory or in nature.
2) Are there hypotheses can be tested through drilling?
I believe that we have to understand which is the real behavior of contact surfaces with gougematerials during high slip episodes under variable normal stress conditions and fluid infiltrated
materials. The currently adopted constitutive laws and the way in which we model the temporal
evolution of the slipping surface (evolution of the properties of the contacts) is far away to be complete.
It is clear the necessity of an evolution equation for a state variable (or more) and we don’t have adefinitive analytical tool for numerical simulation. This is fundamental not only to investigate thedynamic propagation of the rupture front during a large earthquake, but also the way in which faults
interact, the rupture nucleation and the fracture energy absorption.

– 35 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Answer to the Key Questions
AOCHI Hideo
Laboratoire de Géologie, Ecole Normale Supérieure
20 Feb 2002, in Paris, France
Session 3: Numerical Modeling· What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
· Are there hypotheses can be tested through drilling?
For the purpose of accomplishing dynamic rupture modeling of a large earthquake, we absolutely need thefollowing factors.
1. Fault geometry and medium structure
2. Initial stress field and friction law
Although it is still technically difficult to involve complex situations with respect to above two factors,
they should be estimated from precise field observation and analysis. From a series of our simulations, I pointout the following opinions.
1. Fault continuity is important. A small difference on fault geometry provides very different rupture scenarios
on the fault system and then produces different seismic wave propagation around the fault. Fault trace
observations on the surface do not always reveal whole feature of fault geometry embedded in the earth. The
important is a question whether neighboring fault segments are continuous or disconnected. That is what I would
like to point out in this workshop. For example, in the 1999 Izmit, Turkey, earthquake, numerical simulation
results imply a continuous fault system at some unknown point by comparing radiated strong ground motion,
whereas fault trace observation also enable us to interpret it as a disconnected jog system (Aochi et al., in
preparation). This should be more significant for considering intra-plate earthquakes. For investigating fault
geometry, I think it is a point whether or not two observed surface traces are one system under the ground.
2. Cohesive force may not be zero. In our numerical simulations of the 1999 Izmit and 1992 Landers
earthquakes (see references), we needed a cohesive force (more than 5 MPa) in Coulomb type friction law inorder to explain observed large slip on and around the ground surface. This tells us that there may exist a fault
strength at the depth of 0 km regardless of simple Coulomb law, and it allows stress accumulation and stressdrop on the ground surface, too. Is that a universal feature? Some drilling results imply that observed principal
stresses converge on zero as the depth becomes shallow. This evidence shows no stress concentration at thedepth of zero. A question if rupture arrives the ground surface or not is a very important. If rupture arrives thesurface, it enhances much more rupture process itself (positive feedback). Then, in that case, seismic wave
should be generated much more. Therefore I think it is very important to investigate the behavior and situationnear the surface through drilling experiments, and to discuss the possibility if rupture can arrive the surface ornot. It should be a point in assessment of seismic hazard.
References
1, Aochi, H. and E. Fukuyama, Three-dimensional nonplanar simulation of the 1992 Landers earthquake, J.
Geophys. Res., in press, 2002.
2. Aochi, H., E. Fukuyama and R. Madariaga, Constraints of Fault Constitutive Parameters Inferred from Nonplanar Fault Modeling, submitted to G-cubed, 2002.
3. Aochi, H. and R. Madariaga, The 1999 Izmit, Turkey, earthquake: Non-planar fault structure, dynamic rupture
process and strong ground motion, Eos Trans. AGU, 82(47), Fall Meet. Suppl., Abstract S31C-03, 2001

– 36 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Reply to the Key Questions:
Eiichi Fukuyama (NIED)
3-1 What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
In modeling of dynamic rupture process of earthquakes, the following three parameters are
sensitive: 1) fault geometry, 2) constitutive relation, and 3) initial stress field. 1) Fault geometry can beobtained by geological survey, geophysical exploration, and seismic monitoring. 2) Concerning theconstitutive relations, if the relation between fault zone thickness and critical slip-weakening distance(Dc) is established, Dc can be estimated by the fault zone drilling. In that case, definition of fault zone
thickness should be unique and clear. For the fault strength, in-situ stress measurements will provide
some information. 3) Concerning the initial stress field, in-situ measurements combined with stresstensor inversion of earthquake focal mechanisms will be useful. However, spatio-temporal
heterogeneity of stress should be properly taken into account.
3-2 Are there hypotheses can be tested through drilling?
Yes. Marone and Kilgore (1993, Nature) proposed that Dc (critical slip-weakening distance) isrelated to fault zone thickness based on laboratory experiments. Recently, Mikumo et al. (2002,
submitted to BSSA), Fukuyama et al. (this workshop, P2-11) proposed the method to measure Dc
directly from near-fault strong motion waveforms. Also, drilling through the active fault can directly
measure the thickness. By combining these two techniques a practical relation between thickness of thefault and Dc can be established.

– 37 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Reply to key questions
B. Shibazaki
Session 3: Numerical Modeling
What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
The parameters that describe the evolution equation of the porosity are very important formodeling dilatancy associated with the nucleation process of large earthquakes. These parameters canbe measured by laboratory stick-slip experiments. The parameters that control permeability (e.g.
porosity sensitivity exponent and pressure sensitivity factor) are also key parameters and have beenstudied by several authors using drilling core.
For the modeling of the long-term fluid behavior of a fault zone, chemical compaction will bevery important. This affects the healing process of the fault strength and the pore fluid pressure
development. This process should be included in the modeling of earthquake generation processes in
the future.
Are there hypotheses that can be tested through drilling?
In our model, during nucleation process, at the stable region of the fault zone near the surface,slip velocity is increased and as a result fluid movement and electric current are enhanced. The
magnitude of change in the electric current in vertical direction near the surface reaches 10-4-10-2
mA/m2 during the nucleation process. The pore fluid pressure decreases are also observed at the stableregion of the fault zone near the surface during the nucleation process. The changes in the electric
current and the pore fluid pressure, which occur before earthquakes, might be large enough to detect byin-situ downhole measurements.

– 38 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Reply to the Key Questions
Teruo Yamashita
3: Numerical Modeling* What are the key parameters for numerical modeling that can be obtained through drilling andrelated experiments?
Permeability, porosity, and strength of fault zone materials. Fine structure of fault zone is required
for the simulation of earthquake nucleation.
* Are there hypotheses can be tested through drilling?
I doubt that such hypothesis can be tested through a single drilling or a few drillings to a fault
zone because a rupture sequence in a fault zone is shown, in my simulations, to depend on the spatial
statistical distribution of such hydro-mechanical parameters as permeability, porosity and so on.
Changes in these parameters due to the onset of dynamic fault slip are also factors critical insimulations; this may also be an obstacle for testing such hypotheses.

– 39 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

REPLY TO KEY QUESTIONS (Session 1 and Session 4)
Kiyohiko YAMAMOTO
Graduate School of Science
Tohoku University
I am taking a part in the research for the prediction of earthquake occurrence and obligated to
study for the ultimate purpose of the forecast of earthquake occurrence.
I am interested in the static strength of fault from macroscopic viewpoint. A large earthquake at a
position in the earth’s crust appears to influence the seismic activity in a certain area of the crust. Thisimplies that the earthquake releases the strain energy that has been accumulated in the area up to theearthquake. The extent of the influenced area may depend on the strengths of the faults distributed over
the area as well as the magnitude of the force on the fault plane where the large earthquake occurs,
provided that the force is the product of the strength of the fault and the fault plane size. For instance,
we may approximate the crust to be a composite of blocks such as rigid bodies if faults are extremely
weak, and to be a continuum such as an elastic body if faults are extremely strong. We may supposethat the extent of the area is larger in the former crust than in the latter one for the applied force of thesame magnitude. The strength is considered thus to be one of the elementary properties relating to thearea where the seismic activity should be monitored before the occurrence of an earthquake. The
strength is of course a fundamental property for modeling the deformation of the earth’s crust.
The macroscopic strength of a fault can be known from the stresses around the fault in principle.
However, it may be expensive and actually impossible to measure stresses at great depths for a large
number of sites around a fault. We have pointed out the possibility that the mechanical property ofdamaged zone and the asperity size (or the damaged zone size) on a fault plane play an important roleon the strength of fault. Further, we have shown that the elastic property of damaged zone can be
estimated from the stresses around the damaged zone. If the relationship between stresses and seismic
velocities as described in the present paper is established, the distribution of asperities as well as the
distribution of stresses around a fault can be known from the seismic wave velocity structure of fault
zone. Our present study is being performed on this concept.
To correlate the seismic wave velocities with the stresses, we adopt the method we havepreviously proposed. In this method, we employ a simple model to yield the relationship between crack
densities and applied stresses, which has been derived from laboratory experiments, together with thetheories of effective elastic constants. The method appears to work well so far. In order to establish therelationship between velocities and stresses, the following studies are needed;
1) Laboratory experiments on the fracturing process for many types of rocks.
2) Laboratory experiments on the deformation behavior of rocks in the post-failure state.
3) Development of the theory of effective elastic constants of anisotropic composites that is valid for
wider range of volume fraction of inclusions.
4) Measurements of the stresses and the seismic wave velocities in the same fault zone.
5) Observation of seismic wave velocities focusing on the elastic anisotropy of fault zone.
Our standpoint is that the dynamic propagation of rupture is described in the context different
from the (ultimate) strength of fault. The reason is that the dynamic rupture propagation is aphenomenon at a singular point (dG/du goes to infinity), while the strength can be ordinarily defined(See Fig. 6 in our presentation).

– 40 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Reply to the Key Question
Tomoyuki Ohtani (Geological Survey of Japan, AIST)Key Question
How can we estimate the age of past earthquakes and fault slip episodes? Is there any way todiscriminate between aseismic and seismic slip based on the analysis of recovered fault rocks?
Core analysis of the GSJ borehole penetrating into the Nojima fault ruptured in the 1995 Hyogoken Nanbu (Kobe) earthquake clarified that the fault gouges were not reworked completely during the
1995 earthquake and record several earlier episodes of deformation and fluid-rock interaction. If
alteration minerals are preserved in the fault gouges formed by past earthquakes, we can estimate theage of past fault slip episodes from the alteration minerals with radioactive elements. Carbonate
minerals and adularia are possible minerals for estimation of the age of past fault slip episodes in theNojima fault.
One possible way to discriminate between aseismic and seismic slip based on the analysis ofrecovered fault rocks is to use the difference of fluid composition between interseismic and postseismic periods. Core analysis of the GSJ borehole clarified repeated mineralization in the fault gougeof Nojima fault zone. Carbonate minerals formed during a post-seismic period, and zeolite formation
was during an interseismic or a preseismic period. Sibson [1990] noted that permeability and fluidpressure in fault zones may change with the seismic cycle. For example, after a large earthquake,
porosity and permeability in the fault zone may drastically increase, pore fluid pressure would drop anda large amount of fluid would flow in the fault zone from pressured reservoir at greater depths. Thechanges of permeability and fluid pressure may cause the difference of fluid composition at thedifferent phase in the seismic cycle [Boullier and Robert, 1992]. This difference of fluid compositionand precipitated minerals between interseismic and post-seismic periods would be important todiscriminate between aseismic and seismic slip based on the analysis of recovered fault rocks.
Boullier, A. -M., and F. Robert, Palaeoseismic events recorded in Archaean gold-quartz vein networks,
Val d’Or, Abitibi, Quebec, Canada, J. Struct. Geol., 14, 161-179, 1992.
Sibson, R. H., Conditions for fault-valve behavior, in Deformation Mechanisms, Rheology and
Tectonics, edited by R. J. Knipe and E. H. Rutter, pp. 15-28, Geol. Soc. Spec. Pub., 54, 1990.

– 41 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Oral Session

S0: Introduction– 43 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����������������������������������������������������������������
��������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������

������������ ��������� ����������� ��� ������� ������������� ����� ��� �� ��������� ���� ����� ���� ��������
���������� ���������� ���� ����������� ������������ ��� ���������� ��� �������� ���� �������������� ��� �������������� ��� ��� ������� ������ ������� ���� ��� �������� ��� ����������� ������� ������������ ������
��������������� ��� ����� ������ ����� ��������� ��� ����� ���� ��������� ��� ���� �������� ��� ������ ������� ������������������������������������� ������������������������ ������������������������������� �������������
����������������������������
����� ��������� ���� �������� �������� �������� ������������ ��� ���� ����� ��������� ��� ����� ��������������� ������� ����� ���������� ������ ���� �������� ��������� �������� ��� ���������� ��� ����������� ������������� ��������������������� ����� �������� ��� ������������� ������������ ��������� ������� ���������
���� ���� ����������� ����������� ��������� ��� ����� �������� ���� ������ ��� ���� ������������ ������ ����������� ������ ������� ������ ������� ���� ���� �������� ������� ������������ �������� ��� ������ ������
��������� ���������� ���������� ������� ������� ���������� ������ ������� ���� �������� ������� ������������ ������ ����� ��� ���� ������ ����� ����� ������������ ������ ���� ���� ������ ������� ��� ����� ���� ���� ����� �����
����� ��������� ��������� � ������ ���� ����������� ��� ���� ����� ����� ������������ ��� ���� ����� ������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
������ �������� ���� ��� ����� �������� ������� ����� ���� ����� ����������� ��������� �� ���� ��� ��������� �������������� �������� ������� ��� ���������� ���� �������� ����� ��� ���� ����� �������� ������������ ��� ������������������������������� �������� ��� ���� ���������� ���� �������� ����� ����� ������������ ������ ���� ��������� �������� ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������ ���� ��������� ������������ ���� ������������� ��� ���������� ����� ����� ����������� ���� ������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������
������� �������������� ��������� �������������� ������������ ���� ������������ ������������� ����� �������������� ��� ���� ������� ���� ������� ������� ��� ���� ����� �������� ������� ����������� ����������
���������������� ��������������������������������� ���������������������������������������������������
���������������������������������������������������� �����������������������������������������������
������ ������� ���� ������� �������� ���� ��� ���������� ������������ ��� ���� ������ ������� ���� ���������
������������������������������������������������������������������������������������������������������ ���� ���� ���������� ��� ���������� ����� ����������� ��� ��� ������� ������ ����� �������� ��� �������
������������� ��������� ��������� ���� ������������� ���� ����������� �������� ��� ������ ����� ����������� ���������� ���� ��������� ���� ��������� ����������� ��� ���� ����������� ����� ���������� ����� ���� ���������� ������������ �������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������

– 45 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������
���������������������������
������������������
������ ���������� �������������������������������������
�� ������������ ������������������������������������������������

�����������������������������������������
����������������������������������������� �������������������������������������������

��������������������������������������

�������������������������� �������������������������
�������������������������������������������� �������������������������������������������� �� �����������������������������
������������������������������������ ������������������������������������������� ����������������������
������������������������������������� ������������������������������������������� ���������������������������������
�������������������������������� ���������������������������

��������������������������������

– 46 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������
������������������������������� ���������� ������������� ���� ������������ �������������������� ����������������������������������������������

����������� ����������� ��������� ��� ������� ������ �������������������������������� �������������������������������������

������������������������������������
���������������������������������� ��������� � � � � � � � � �� � �� � � � � � � �� � �� � � � � � � � � �� �� ������������� ��������� �������������������������������������������

���������������������������������������������
����������������������������� �����������������������������������������

������������������������������������������

�������������������������������
����������������������������������������
���������������������������������������� ������������������� ������������������������������������������������ ������������������������������ �������������������������������������������������� ����������������������������� �������������������

���������������������������� ��������������������������������� ���������������������������������������
��������������������������������
�– 47 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
�������������������������������
������������������������������������
������������������������������������ ��������������������� ����������������������������� ���������������������������������������������

��������������������������������� ����������������������� ������������������������������������������������
����������������������������������� ����– 48 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Oral Session

S1: Downhole Measurements– 49 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����� ���������������������������������������������������������������������
����������������������������������
����������������������������������������� ������� ������� ����� ������ ������ �������� ���� ��������� ������������ ��������� ��������� ���������� ������ �������� ��������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������

�������� ��������� ������������� ���� ������� ������� ���� ������� ��� ������� ������ ����� ���� ������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������
������� �������� �������������� ���� ������������� �������� ���� ������� �������������� ������ ���� ����������������� ��������� ��� ��� ����������� ������ ����� ��� ���������� ��� ��������� ��������������������� ������������� ��� ��� ���������� ��� �������� ����� ������� ������� ��� ���������� ����������� ��� ���� ���������
������ ���� ������ ��������� ��� ����������� ����������� ������������ ��� ���� �������� ������ ����� ��������
�������� ��� �������� ���� ������� ������ ������ ��������� ��� ���� �������� ��� ���� ����� ������ ��������������� �������� ���� ���� �������� ������ ������ ��������� ��� ���� ����� ����� ������������ ������������ ������� ����������� ������ ��� ������� ����� ����� �������� �������� ������ ������ ��������� ������� �������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������� ������ ����������� ����������� ���������� ���� ����������� ������ ���������� ������ ����� �������������� ������� ������� ������������� ��� ���� ���������� ����������� �������� ���������� ���������� ����� ��� �����
������� ����� ��� ���� ������ ��������� ������ ����� ��������� ��� ���� �������� ����� ������ �� ������ ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ��������� ���� ��������� ����� ��� ���� ������ ������� ��� ������ ����� ���� ������� ���������� ���������� ������ ����� ������� ��� ���� ������� ��� ���� ��������� ������ ������������ ���� ������������ ��� ���� �������
����������� ������������ ������� ���� ������� ��� �� ������������ ����������� ����� �������� ��� ���� �����
������� ����������� ������ �������� �������� ���� ����� ����� ���� ������������� ������� ��� ���������� ������ ��������� ������ ���������� ��������� ������� ��� ����� ������ ����� ���� ����������� ��������� ��� ���� �����
��������� ��� ���� ������� ��� ����� ���� ���� ������ ��� ������ ������� ��� ���� ������ ��������� ��� ���� ������� �������������� ����������� ��� ���� ����������� ��������� ��� ������ ��� ������ ����� ���� ������� ������ ��������� �������� ������ ������� ����� ��� ���� ������� ���� ������ �������� ��� ��� ���������� ��� �������� ������ �������
������������������������������������������������������������� �� ��������� ���������� ��� ���������� �������� ������� ���� ��������� ����� ����� ��� ������� ���� ��������������� ��� ���� ������� ���� ����� ������ ���� ����������� ���������� ��� ���������� ����� ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ����� ����� ������ ����� ��� ������� ���� ������ ����� ������ �������������� ��� ����� ����� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ��� ���� ���������� ������������� ���� ����� ����� ������������� ���������� ���������� ��� �������������������������������������������������������������������������������� � �– 51 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���
�����������������������������������������
���������������������������
����������������������������������
������������������
�������������������
�������������������������������
����������
���������� ������������������� ��������� ��������������������������������

�����������������������������������
��������������������������������������

�������������������������������������� ������Ⅰ������������� ����������������������������������������������� ������Ⅱ������������� ���������������������������������������� ����������������������������� ������Ⅲ������������� ��������������������������������������������

��������������������������������

���������������������������������������
���������������������������������������

– 52 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

��������������������������������������������������

�������������
�������������

����������

�������������������������
�����
�����

�������

– 53 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

���� � ����� �������������
��������������������������

������ ����������������������������������������
����������������������������������������

������ ������������������
���������

�������������������������

– 54 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
����� ����������������������������������

����� ������������

����� �������������������
������������������� ����� ��������� ���������

– 55 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���������������������
��������������������
���������������������� ������ ��� �����

������������ ����������������������������������������������������

�������������������������������� ��������������������������������������������������

������������������������������������������������������
������������������ ����������������������������������������������������

�������������������������������� ��������������������������������������������������

��������������

– 56 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
���������
������������ �� ����������������������

��
��

��

��������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������
���������������������������������������������������������������������������������������
��������������������
����������������������������������������������������
����������������������������������������
������ ������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
�����������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������� ���������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
– 57 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������������������������������������������
������������������������������������
�����������������������������������������

���������� �����������������������

�������������������������������������������������
����������������������������������������

�����������������������������������
����������

���������� ���������

�����������������

��

��

���

��
�

��

�������������
������������

��

��
�

��

������������

�����������������

�������
������������
�������������������� ����
���
�� ��
�

��

�����������
������

�������������������������������������������
����������������������������������
��������������

���������������

���������������������������������
�������������������������
�����������
��������������

������� ���������� ������� ��������
���������������
�������

���������� ������
����������� ���������������
������������������������ ����������������������
������������������
���������������������
������������
– 58 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����������������������������������������������
�������

������������
����������������

��������������� �������������� ����
���������
��������������
������������������
���������������������� ��������������������

����������������

������������������������ �����������������
������������������������������������
������������������������������������� ������������������
��������������
��������������������� ������������
�������������
����������������������
�����������������������
�����������������������������
�����������������
������������������������������
���������������
�����������������������������������
����������
�����������
����������������������� ���������������������

�����������������������������������
������������������������������
�������������������������������������
��������������������������������

�����������������������������������
�������������������������������
��������������

��������
���������������
��������������
��������������
��������������

��������������������������
����������������
����������

��������
���������

�������������������������������������������
���������������������� �������������
�������������� ������

�������������� �����������

������������������
����������������������

������� ������������������
������������������������������������
������������������������� ����������������
�����������������

– 59 –

�� �������������������

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���������������������������������������������������������
�����������������������������������

���������

�������������

���������
����������
�������������
�������������

����������������������

�������������������������������������������������������� ����������

�������������

��������������
������������������
������������������
����������������������������������������������
������������������
�������������������
������������� � ���������

��������������������
����������������� � �����������������

�����������������

����������������������� ����������

�������������� �����
����������������� ������������������� �������������������
�������������
������������
������������������� ����� ���� � �������������

��

��

��
��

��
�������

– 60 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������������������������
�����������������
�������������������
���������������
��������������������

�������������

��������

���������������������������������������������� ����

���������������������������� �����
�����������������������������
�����������������������
�������������������
��������������������������������

���������

��������������������������������������������������
�������������
���������������
������� ����������������

�����������������������
�������������������
����������������������
����������������������������
������������������� ���������������
�������������������
���������������
������������������
������������������������

����������������������������
������������������
���������� �������������������������
�������������������������������

��������

����������
�������������������
��������������������

���������� �����������

���������������������������
����� �����������������������
������������������������������

����������� �����
���������������������

���������

���������� �����

������������ ������������������������

���������

– 61 –

�����������

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������������������������������
����������������
���������������

���������������

��������
��������������������

���������
��������������������

���������
�������� � ������������������
�����������������������
�������������

���������������������������������
�������������������
����������������������
����������������������

������������������������������������
�������������������������������������

���������������������� �����������������

����������
��������
�����������
��������������
��������������

�������������

������������
��������������������

�������������

�����������

����������������������
�������������

����������������������������� �������������� �����������������������
���������������

�
���
��
��
�

�

���
��
��
�

�

��������� ���������������
�������������������

– 62 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

��������������������������������������������
������������������������������

����������������������������������

�����������

��

��
��

��

����������������������������������������
���������

�����������

�����������
�������������

����������
��������

��������
�������������

�����������
���������
���������
�������������� ��������������������������������������������
��������

�����������

�����
���

�����������
�����������������

�����������������
�������

��������

������������
������������
������������

������������

�������������
�������������������
��������������������������

– 63 –

��������������������

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������������������������������
������������������������
�����������������
������ ���

�����������������
�����������������������������

���������������������
������������������������������������� �������������������������������������
����������������������������������������� ���������������������������������� �����������������

������������������������������������������
������������������������������������� ������������������������������

��������������������������������������������������������������
���������
������������ ������������������������������
������������������������������� �����������������������������

����

���

���

���

��

���

���

����
����� ������������
���������
����

��
���

������������
����������������
�������������
������������
�������������
���������

– 64 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������������������������ ��������������������
���������������
������������������������������
����������������
�����������
���������������������
���������

��������� ���
�����������������������������
������������������������������������
������������������������
�����������������������

�����������������
��������������
�������
������������
��������
�����������������
�����������������

�������
������������

��������
�����������
����������������

������������������������������������
�����������������������������������������

���������������

���������������������������������������
�����������������������

�����������

������������������������������

������������������������������������������������

�����������

���������

��������������
�����������
��������

��������

��������
�������������������

����������

����������������������������������������������������������

– 65 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������
����������������������
�������������������������
�����������������
���������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������� �������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������
�������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
�����������������
�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
��������� ��������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������

– 66 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

���������������������������������
���������������������������������
��������������������������������

��������������������
����������������������

�����������

�

���

���

���

���

�������������������
������������������������������������
�����������������������������������
����������������

�����������
����������������
������������������������
����������������������������
�����������������������
��������

������������������
����������������������������������
�������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������
�������������������������������

��������������������������������
������������������������������
�����������������������������������������
���������������������������������������
����������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������
��������������������������������������
��������������������������������������
����������������������

– 67 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������

����������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������

�������������� �����
�������
������������

�����������������
�����������
�������������

– 68 –

��������������������

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������
�����������������������
���������

����������������
�����������
�

�
�

�

���������������������� ����������������
����������
��������������������������� �������������
�����������
������������� �����������
������������������������ ��������������������
������������������
������

�����������
������������������
������

�������������
�����������

����������������������
�����������������������
�����������������

���������������
��������������

�������������������
����������������������������

��������������������������������������������

��������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
����������������������

����������������������

�������
�������
�����– 69 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������������
�������������

�������������������������������
���������� ����������� �� �����
���������������
�������������������

– 70 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
�������� ��������
���������
������������
���������������������������������
���������

���������

���������

���������

��������� ���� �������������

������

����������

������� �������
���������� ����
���

����

�������

�������

��
����

����
��
����

����������� �������
������

����
�
���
�����

���

�������

���������

��������������������
��������������������
��������������������

���������

�������

���������

���������

������������������������������������������
��������������������������������

– 71 –

������

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�������������������������������������
�
�
�

�

�

��

��� �

��

�
�
����

���

�

� ���

�����

���
���

����

�

���

�

���
���

����

�

�

���������������

�����

�

�

����

�

�����

�

�������������

�����

�����

�

�����

��

�����

��

�

���

�

���

��������

��������

������������

����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������������������
�����������������������
������
��������������������������������
����������������������������
��������������������������������������������������

– 72 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����������������������������������������������� ��� ���������������������
������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
��������� �������� ������������� �������� ����� �������� ��������� ������� ����� �������
������������������� �������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���� �������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
– 73 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������
�����������
��������� ���� ������� ������ ���� ���� �������� ��� �������� ��������� ����� ��������� ������� ���������� ������� ����� ��������� ������ ��������� ����� ���� ���� ������������ � ������ ������ ���� �������������
������������������������������������������������������������ �������� ��� ����� ���� ���������� ���� ���������� �� ��������� ���� ���� �������� ������� ������������ ����� ���������� ������� ��������� ����������
����������������������������������
�������� ���� ���������� ���� ����� ���� �������� ���� �������� ��� �� ��������� ��� ������ �����
������ ���� ������� ��� ������� ���������������������� ����� ���� ��������� ������� ��� ���� ������� �������������� ���������������������������������������������������������������������������� ����������������������
������� ������ ���� ���� ��������� ���� ������ ��� �������� ����������� ����������� ���� ����������� ���������������� ����� ���� ���� ������������ ������ ������� ���� �����������������������������������������������
�������������������������� �������� ��� ����� ���� ���������� ���� �������� ��� �� ��������� ���� ���� �������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
������� ��� ���������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������� ��������������������
������������������������������������������������� �����������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
– 74 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���������������������������������������
������
�����������������������������������������
����������������������
���������������������
�������������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������� ����������������������������� �����������������������
������� ��������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������
��������������������������������������������

����������������
���������������
������������

�������������������������������������
���������������������������������� ���������������������������������� ��������������������������������� ������������������������������ ����������������������������������������
������������������������������������
��������������������������������������

�������������������������������
�������������������������������������������

�����������������������������������
����������������������������������� ������������������ ���������������������� ������������������������� �������������������
������

������

�����������������������������

– 75 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
�������������������������������
�����

�����

���������������������
����������������������
������������������������

������������������
���������������������
�������������������

�����������������������

���������������������

�����

�����

������������������

����������������������������������������
����������������������������������������
�

��

���

���

��������������

����������������������������������
���������������������������
��������������������������
���������������������������������������������

– 76 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����SH(max) / FMI
-90

0

���

�����������������������������
���������������������������

Fast Vs direction
90

N045E

��

���

��������

���

200

���

������������
�������������

���

300

Depth (m)

���
���

400

�
���

���

���

�

��

��

��

�����������������

500

600
����

100

1000

10

4

Electrical
Resistivity (W .m)

����

���

���

����

����

����

����

����������������

10����������������

700

����
����
����
����

����
����
����

����

����

����

����
�

���������������������������

����

��

��

��

��

���

���

���

���

���

�

��

��

��

�������

���������������������������������

��

���

���

���

���

�������

�������������������������

�������������������������������
��������������������������

�������������������������

�����������������������
��������������������������

�������������������������
������������������������

����������������������������� ��������������������������������

�����������������������

���������������
�����������������
��

���

����

���

���������������
������������������
�������������

���������������
����������������
����������

���������

���

���

��������������������
���������������

���

���

���

���

��

�

�

������
��������

��������������������
��������������������
����������������������
������������������

���������������

����������������������

��������������������
������������������
������������

– 77 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���������������������������������
����������������������������������������
���������������������� ���������������������

����

��
����
�

������������

�� ����������������
�
��

�� �

��

�
��

��

�
��

��
��

�������������������������������
������������������������������������
������������������������������������
����������������������������

�

�� �
��

��

�

�
��

��

������
��������
����������

�
��
�
��

�� �
��

�

�����������

������
�������

�������������

�������

���������������������
������������������������������

�������������������������������������������
��������������������������������������������

� ��

�
�

�������������������������������������
�����������������������������������������

����������
��������������������

��

�����
�����

����

���

��
����

��

��

����

����

����

��������
��������������
���������������

���������������

�

�

��
���

��

�

�

������������������

��

��

�

�
���

���

����

������������

���������������������

�������������������������������������������������
����������������������
�������������

����

����

���
����

����

�����

����������
������������
���������������������
�������������������

������

������������

�������������������������
����������������������������
– 78 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����������������������������������������������������������
������������������������������ ��������

������������

�������������������

���������������

������������

������������

������������

���������������

�������������������

�������������������
����������

���������������������������

�����������������������������������������������
�����������������������������������
����������
��������������
�������

���������������
�������

��������������������������
�����������������������
������������������

��������������
�������

���������
��������

– 79 –

�������������������������

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������
��������������������
�������������������

�����������������������
���������������������������
������������������
�����������������

�����������������
���������������

����������������������������������������

�����������������������������������������������
��������������������������������������
������������������������������������������������������������

���������������������������������������
������������������������������������
�������������������������������

���������������������
�������������������
��

���

����

��

�����������������������������
������������������������

��������������������������
��������������������������
����������������������������

���

���

���

���

������������������������������
���

��

���

���

��������������
��������������������

����������������������������
�����������������
����������������

�������������������������

��������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������
���������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������������������������

– 80 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���������������������������������������
��������������������������

����������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
�������������������������������
���������������������������������
�������������������������������������
����������������������������������������
�����������������������������������������

����������������������������������
������������������
���������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
��������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������
�������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
����������������������������
�������������������������������������������������������������

�������������������������������������������
��������������������������

������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�����������������������������������������������
��������������������������������������
�������������������������������������������������������

���������
– 81 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�����������������������������
������������������������������
���������

��������������������������
����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
����� ��� ���������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
���������������������� ��������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
����������������
������������������������� ����������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������� ��������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������� � � ����������������������������������������������������� ���������������������������
����������������������������������������������������������������������������
�������������������� �– 82 –

���Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 83 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 84 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 85 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 86 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 87 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 88 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
����������������� ������������������� ����������������
�������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������� ���� ���������������������������������������������������������������������� ������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ������������������� ������������ ��� ����������������������������� ����������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������ ���� ��� ������ ��������� ��� ����� ��� ���� ����� ��������� �������� ������������� ������ �������������� ����������������������������������������������������������� ��� �������� ����� ����������
���� ���� �������� ������ ����� ������ �������� �� ������������ ��� ��������� ������ ���� ���������
������������������ ��� ����� ��� ���� �������� ��������� ���� ��� ���� �������� ����� ��� ���� ������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ������ ���� ���������� ������� ��� ���� ����� ���������������� ������������� �������� ��� �� �����
������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ��������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������� ���������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������

– 89 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
������������������������������������ ��� ������������� ���������������������������������������������

���������������������������� ����������������������������������������������

�������������������������
�������������������������������������������������
�������������������������������

�����– 90 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
�����

����������������������
���������������������������������

���������������������������������������
����������������������������������
��������������������������������������������������� ������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������
��������� ������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
�����������������������������������

����������������������������������������������������� ������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������
������������������������������������� ������������������������������������������������������
���������������� ��������������������������������������������������������
������������������������������������

– 91 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 92 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������������������
����������������������������������������������������������
������������ ����������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������ �����������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
�������������
��������������������������������������������������������
������������ ���������������������������������������������� �����������������������������������������������������
�����������������������������������
�������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
������������ ������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
������������������������� ������������������������������������������� �������������������������������������������������������
����������������

– 93 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
��������� ������������ �������������������������������������������������� ������������������������������������������������� ������������������������������������������������ �������������������������� ������������������������ ���������������� ������������������� ��������������������������������������� �������������������������������������� ��������������������������������� ����������������������������������������������

����������������������������� ����������������������������������������������������� ���������������������������������������������������
������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
������ �����������������������������������������������������
��������������������������������������������� ����������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
���������������������� ��������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������� �������������������������������������������������������
������������������������ ��������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������

– 94 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������������������� ����������������������������������

– 95 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���������������������������������������
����������������������������������������������� ��������������������� ������������������������������������������������� �������������������������������������� ���������������������������������������� ����������������������������� ������������������

���� ���������� ��� ���� �������� ����� ����������� ������ ��� ��� ���������� �������� ���� ��������
������������� ������ ������� �������������� ��� ���� �������� ��� ��������� ��� ��� ������������ ��������
��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������� �� ���� ��� ����� ��������� ������� ���������� ��� ��������� ��� ���� ������ ��������� �������
���������� ��� �������������� ���������� �������� ���� ������� ������� �������� ��� �������� ���������� ������������ ���������� ����������� ������� ��������� ��� ���������������� �����������
������������� �������� ������� ���� ������� ��� ����� ��� ��� �������� ��������������� ���� ���������
����������� ������ ������������ ��� ���� ������������ �������� ����������� ���������� ��� ������������ ������ ��������� �������� ���� ��������� ������������ ��� ���������� ��������� ��������
��������� ���� �������� ������������ ���� �������� ������ ���� ��������� ������ ����������
���������� ���� ������������ ���� ����� ��������� ���������� ���� ����� ������������ ����������� ���������������������������
���� ����� ���� ���� ������ ��������� ��� �������� ��� �������� �� ����� ��� ���� ��������� ������ ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������
����� ��� �������������� ���� ���������� ������ ���� ���� �� ������� ������ ���������� ���� ��������
����������� �� ��� ��� ��� ������ ������� ������� ����������� ��������� ��� ������� ��� ������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������
������� ��� ���� ����������� ��������� ����������� ��� �������� ����������� ���������������� ��� �������������������������������
���� ������ ����� ��� ������ ��������� ���� ��������� ��� ������������ ���� ������ ����������� ���������
������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ��� ���� �������� �������� ���� �������� ��� ������� ������������� ����� ��� ������ ��� ��� ��������������� ������� ������������������ ��������� ��������������������� ����������� �������������
������������������������������������������������������������������������������������
������ ��������� ��������� ����� ������������� ����� �� ���� �� ����� ������ ������ ��������� ������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���� �������� ����� ���� ����� ���� ������ �������� ��� ���������� ��� ���� ����� ��� ��� ��������� ����������������� ���� ������ ���� ����� ��� ����������� ���������� ���� ��������������� ���� �����
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������

– 96 –

����Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�� ����������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ���� ����� ����� ��� ����� ���� ��������� ���� �������� �������� ���������� ���������
�������������������� ���������� ������������������������ ����������������������������������������
���� ������� ����� ���������� ���������������� ����� ������� ����������� ����������� ��� ���������
����������������� ����� ����� ��� ���������� ��� ������������ �������� ���������� ���������� ������������
����������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������������� ��� ���������������������� ������������������ ����������� ������� ���������������������� ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ���� ������� ������ ��� ���� ��������� ��� ���� ������ ����� ��� ����������� �������� �������
������������� ���������� ���������� ����������� ���� ���� �������������� ��� ���� �������� ���������� ������
������������������������� ���� ����� ������� �������������� ������� ��� ������ ���� ������� ������� ���������� ������������ ����� �������� ������������ ���� ����� ��������� ������ ������ �������������� ����������������������������������������������� ��������� �������� ��� ������� ��������� ����������� ��� ����� ������� ����� ������ ���������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������� ��� �������� ������� ��� ���������� ���� ������������ ��� ���� ������� ��� ������� �������������������������������������������������������������������������������������
������������� ���� ��������� ������������� ��� ���� ������� �������������� ���������� ����� ���� �����
��������� ����� ��� ������������� ��� ������������ ���� �������� ����� ������ ����������� �������� ������������������ ��� ���������� ��� ����������� ���������� ��� ���� ����� ������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
���� �������� ���� ����� �������� ����������� ������� �������������� ��� ������ ���������� ��� ���������� �����
������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������

– 97 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

– 98 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

– 99 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

– 100 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

– 101 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

– 102 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

– 103 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

– 104 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����

– 105 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����

– 106 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���� ������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������
�������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������� � � ��������������� ��������������� ������������������������ ������ ������ ��� ������� ���������������� ���������
������� ���� ��� ���� ���������� ��������� �������� ��� ���� ����������� ������ ��� ������ ������ ������ ���� ��������
������������� ��� ������������� ������� ���������� ��� ������� ���� �� ����� ����� ��� ���� ����� ��������� ����� �����
������ �������� ��������� ��� ��������������� ���� ���������� ��������� ������ ���������� ��� ���� ��������� ��������
�����������������������������������������������������������������
����������� ���� ��� ���� ���������� ��������� ��� ����� ������ �������� �� ������� ����� ������������ ������� ������������� ��� ������������ ��������� ���� ����������� ��� ���� ������ ������ ����� ��� ���� ������ ��������� ������
���������� ���������� ������ ��������� ���������� �������� ���������� ��������� ������������� ����� ����� �������� ������ ���� �������� ���� ��� ���� ���������� �������� ��� ����� ���� ������� ��� ���� ������ ����� ���������� ����� ���������
���������������������������������������� � � ��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� ����������� ������������� ��� ���������� ������������� �������� ��������� ���� �������������� ��������
���� ����������� ��������� ��� ���� ������� ���� ������ �������� ���������� �� ������ �������� ����� ������ ���������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������� ������������������� ���������������������������������������� ��������������������� ������������ �� ������ ����� ��� ������ ����� ���� ������ ��������� ����� ����������� �������� ����� ��� ������ ������� ������ ���������������������������������������������������������������������������������� ���� ����������� ������������� ���� �������� �� ������ �������� ���� ��� ��� ��� ��� ������� ��� �� ��� ����������� ������ ������ ���������� ����� �� ��������� �������� ��� ���� ����������� ������� ����������� ��� ������������� ��� ���� ���� ��� ����� ������ ����������� ������ ����������� ������� ��������������� ������� ������ ��� ����������������� ��� ����� ����������� ���� ���������� ����� ���� ������� ����� �������� ���� ��� ������� ��� ��� �� �������
���������� �������� ��� ���� ������� ��� �� �������� �������� ���� �������� �������� ���� ��� ������� ��� ��� �� ��������
���������� ���� ��� ���� ������� ������ ��������� ���� ��������� ��� ����� ��� ���� ���� �������� ������� ������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������ � � ���������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� ������� ���� ������� ��� ���������� ������ ���������� ���� ������� ������� ��� ���� ������ ������ ���� ������������ ������ ����� ��������� ���� ������ ����������� ���� ���������� ������ ���� ������� ��� ������������� ����� ������������� ����� ��������� ���������� ������� ��� ���� ������ ����� ���� ������������ ���������� ����� ����� ���������
������ ���������� ����� ����������� �������� ������� ���� �������������� ��� ���� �������� ��� ������� �������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������

– 107 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����������������������������������
���������������������������������
����������������
���������������������������������
��������
�������������
�������������������
��������������������������
�����������������

�����������

�������������
���������
������������

����������������������������
��������������������������
������������������
�������������������������������������
������������������������
��������������������������������
�������������

– 108 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�����������������������
���������������

����������
����������
��������

�

��
��
�

�

�

�
�

�

��������������

����������

��������

���������������������

– 109 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������

���������������������������������
�����������������
���������������
�������
�������� ���������
�����������
����������
��������������

�����������

– 110 –

����������������

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

���������������������������������

����������������

�������������������

��������

�
��
�
�
���

�������

�
���
�
�

��
�
�

��

����

����������������

– 111 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������

���

�����
����
�

�

����

����������������

������������������������
���������������������
���������������
�����������������
����������

������������

����������

�����������

– 112 –

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������������������������������������������

����������������������������
�������������������������
���������������������������������������
�������������������������������������
����������������������������������
�������������������������������

�������������������������������

– 113 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����

��������������

������������������������

������������������������

– 114 –

�����

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������
������������� �����������������������
����������������������������������
�������������������������������������������� �����������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������

�����������������������������
���������������������������������������
�����������������������������������������
��������������������������������������������
�����

�����
���������������

�����������

������������������������������������������� �� � ��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ������������������������������������
����������������������������������� � � � � � � � � � � � ������ ��– 115 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Oral Session

S2: Surface-based Observation– 117 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����������������������������������������������������������������������������� � ����������������������������������������������������������� ������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������ ���������������� ��������������� ������������������������������������������������������������������
������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ����� ������� ��� ��������� ���� ����������� ������������������ ��������� ������� �������
������� ������� ������ ���� ��������� ��� ���� �������� ���������� ������ ������� ����������� ����������� ������ ��� ��������� ������ ���������� ������������ ���� ��������� �������� �������������� ������� ���������� ������������ ����� �������� ���� ��� ���������� ����� ���� ���������� ����� ��� ��������� ����� �� ��������� �������� ����� ���� ������� ������ ������ ������� ��� ������� �� ������� ��� ������������������������������������������������������������������ � ����������������������������������
���������������������� � ��������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
����� ����� ��� ����� ����� �������� ������ ��� �������������� ���� ������������ ���������� ���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������
���� �������� � ����� ��������� �� �������� ��� ���� �������� ������������ ������ �� ������� � ��������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������� � ����� ����������� ���������� ���� ��� ���������� ��� �� ���� ���������� �������� ��� �����
�������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������ ����������� �������� ������ ����� ��������� ��� ����� ����� ��� �� ������� �������� ������
��������� ������� ���� �������� ������ ��� ���� ������� ������� ���� ���� ����������� ���������� �������������� ��� ��������� ������ ��� ���� ��� ��������� ���������� ��� ����� ��� ���� ������������ �������
�������� ������� ���� ������ ����� ��� ����� ���� �������� ��� ���� ����������� ��� ���� ��������� ������������� ��������� ��� ���� ������� ��� ���� ������������ ���������� ������ ������� ������ �����
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ������ � ���� ������������ ��� ����������� �������� ������ ���� ��������� ����� ����� ��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
������ ��� ���� ��������� ������ � ��� ������ ��������� ��������� ���� ����������� ��������� ��� ���������
������������� ������ ������������ ��������������� �������������� ��� ����������������������� ������
������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������� ������� ���� ��������� ���� ���������� ���� ����������� ������� ��� �������� ������� ������� �������� ���� ����� ������ ����������� ����������� ��� ������������������ ���� �����������
�����������������������������������������������������������������

– 119 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 120 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 121 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 122 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 123 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 124 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 125 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 126 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����������������������������������������������
������������������������������������������������������������� ����������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������
�������� ������ ���� �������� ���������� ���������� ���� �� ������ ��� �������� �����������
���������������������������������������������������������������������������������������
����� ������������� ��� ���������� ���� ����������� �������� ��������� �������� ������� �������
���������������������������������������������������������������������������������������� ������ ������������ ������������������������������������������� ��������� ��������
������������������������������������������������������������������������������������������
���� ���������� ����� ���� ���� ��������� ����� ������ ����� ���� �������� ��� ���� �����������
������ ���� ������ ���� ������ ����� ������ ��������� ������������� ���������������� ��������
������������ ������ ��� ������ ��� ��������� ���� ������� ��� ������ ���� ��������� ������ ��� �������������� �������� ����������� �� ������ ��� ���� ���� �������� ��� ���� �������� �����������
������� ��� ����� ��� ������������ ����������� �������� ��� ���������� ��� ����� ������� �������������� �������� �������� ��� ��������� �������� ���� ������ ������������� ���������� �����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������ � �����������
���������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������� ���������������������� ��������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������ ����������� ����������������������������������������������������������������������� ��� ���� ����������� ������ ����� ���� �������� ����� ������������ ����� ���� ����������
������� ������� �� ������ ������������ ������ ���� �������� ����� ������������ ���� �� �����
�������������������������������������������������������

– 127 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������
�������������������������������������������
��������������������
����������������������������������������

･ Backgroundｲ

slip weakening model･ Review the fault damaged zone observationsｲｲ
Yasuto Kuwahara and Hisao Itoborehole observation in the zone
fault zone trapped waves･ Model of breakdown processes with fault
damaged zone

Geological Survey of Japan/
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)ｲｲ

Mode III crack
plastic deformation zone from yield criterion����������������������������
Plas tic deformation zone������� �����

Fault Zone S tructure of the Nojima Fault at the Depth of 600m

���������������������������

(a)

□
□f
□

(b)

□p

□
G

□p

W

□i

□f

�

C ataclasitedcdControl:･rupture nucleation･High frequency radiation･Earthquake cycle

5
4
3
2
1

4.5

4.4

5.1
3.8

3.1
2.3

1.9

HighlyDeformed

3.8

1.6

Gr anodior ite

E

10 m

Fault C lay

Velocity ( km/s)dHighlyDeformed

Gr anodior ite

Xdc

Application of the model

2.3

5.5

Vp

3.6

Vs

2.1

Data from core ins pection and well loggings (from Ito et al, 1996 )�������� ������� ������ ��� ����������
���������������� ��������������� �����

�����������������������������������������������������������������������������������

Recent studies have shown that seismic waves from small earthquakes are trapped in the
low velocity zones (LVZ) of earthquake faults. It is demonstrated that LVZ exists fromseismogenic depth to the earth surface for active faults generating large earthquakes withmagnitudes larger than about 7. Analysis of trapped waves is useful for identification of
fault segmentations.

�����

����

������������

���������������

�����������������������������������������

�����������

������

���������������������������������������������������

���

���

���

��

������������������������������������������������

���

����

���

�

������������������������������������

�

����

���

�

������������������������������������������

��������

����* seismic gap region** without a large earthquake at least for 140 years– 128 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
���������� �����

B rea kdown mod el of damage d zone
S tres s fields around a crack tip for Mode III□���xz���K III �����ｹr� ������� /������yz���K III �����ｹr� ������ ����

�
r

�
�
�
xz ��� yz ��� ys

Damaged zone

K III��ﾆ□��ｹa�����

□��������������������������������

Wp���������：�����������������������

������������� ：��ys � ����������������������������
�����������������

�Wp���K III��� ys����ｹ��������������������� ﾆ□
The coordinate system at the crack tip�������������������������������������������������������������������

�����������������������

□Wp���KIII��� ys����ｹ���KIII�����������������������������
□ Wp���ｹ dc ｵ������� ys � f��

�ｹa����

□ 1995 Hyogoken-Nanbu earthquake□ �������������������������������������������

�������������������������

� ys ���

□���������������������
���������������������������

�Nojima fault

□

□
��

�������������������
□dc �������

�

□
�
□�
��

□����������������������
�������������������������

�������������������
� Fine structure of fault zones by trapped wave analysis
�������������������������������������������
�����������������������������������������������
� Breakdown process of fault damaged zone
-plastic deformation around crack tip����������������������������������������������������
��������������������
���������������������
������������������������������������������

– 129 –

□
□
��

�

□
�
□
�
��

�

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���� ������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
������������� ������������� ��������������� ������������ ��������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������� �������������������������������������� ������������������������� �������� ����� ������� ������ ������������ ������������ ���� ��������� ����������� �������� ������ ���������� ������������������ ������������������������ ����������� �������� ������� ����������������� ������� ������������ ��������� �������� ������ �������� ��� ��� ������������� ������������� ���������� ���� ��������� ������� ��� �������� ����������� ����� ����������� ��� ������������ �������� ���� �������� �������� ����� ���������� ��� �� ���� ��������� ������� �� ���������� ���� �� ����� ��� ���� ��������� ��������� ��� �������� �� ��� ���� ��� ��� ������� ��� ������ ������������ ���� �������� ��� ������� ����� ���������� ����������� ���� �� ������� ���� ������� ��� ������� ������ ���������������� ���� ����������������� ���������� ������ ������� ������� �������� �������������� ���� ������ ��� ���� ������� ��� ���������� ���� ��������� ������������� ���������� ��� ���� �������� ����� ��� ������ �� �������� ��� ����������� ������ ������ ��� ���������� ������������ ������� ���� ������������ ������ ���� ������� �������� �������� ������������������� ������������� ����������������� �������������� �������������� ���������� ������������ ������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������� �������� ���� ��� ��������������� ������� ��� ������������ ����������� ���� �������� ���������� ���� ��������
������� ����� �������� ��� ������������ ��� ��������� ��� ���� ������� ����� ������ ��� ���� ������� �������� ��������
��������� ����� ���� ����� �������� ������� ��� ���� ������ ������ ����� ������ ������ ��� ���� �������� ������ ���� ������������ ������� ���� ��� �� ������ ������ ������ ��� ���� ���������� ����������� ���� �������� ������� ���� �������
������������� ������������� ����������� �������������� �������������� ����������������� ��������� �������� �����
������� ��� ���� �������� ����� ��� ���� ���������� ������� ����� ����� ����� �� ��������� ������������ ��� ����������
����������
������������������������������������������������������������������������������������� ���������������
������ ��������� ��� ��������� �� ����������� ��� ������ ����� ���������� ��� ������ �������� ����� ���� ������ �������������������������������������� ������������������������������� �������������������������� �������������
���������� ���������������� ����������� ������� ����������� ������������ �������������� ��������� ������������ ��������������������������� ������������ ���������������� �������������� ��������� ��������������� ��������������� ��������������� ���������� ��� ������������ ������������ ���� ����� �������� �������� ���������� �������� �������� �������� ������ ����������� ����� ������� ����� ���� ������ ����� ������� ����� ������ ���������� ����� ������ ���� �������
�������������� ������� ���������������� ����� �������� ������������� ���������� ����������� ���������� ��� ��������
�������������� ��������������� ��������� ��������������� �������� �������� �������������� ���������� �����
��������������������������������������������������� �������������������������������������������������� ������������������ ��� ���� ��������� ������������ ������ �������� ����������� ���� ������������� ������� ����� ���� �����
�������������������� ���������������� ���������������������������� ��������������������� ��������������� �������
�����������������������
������������
���� ����� ���������� ��� ������ ������ ��� ��� ������ ��������� �������� ���� �������� ����� �������� ���� �����������
����������������� ��������������� �������� �������� ����� �������������������� ������� ���������� ��������� ������������������������������������������ �������������������������� ��������������������������������������� �����
��������������������������������������������������������� ������ ����� ����� ���������� ������ ������ �����������
���������������� ��� ����� ������� ��������� ������������� ���� ������ ������������������������� ������ ���������
���������� ������� ������������� �������� ����� ������ ����� ����������� ���� �������� ������ ������ ������ �����

�– 130 –

����

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

���������� ������ ��� �������� ���� ������� ��� ������� �������� ��� ������������ ���������������� ������ �������� ������� ������� �������� ������������� ��� ������ �������� ��� ������ ������� ������������ ���������� ���������������� ����� ����� ����� ����������� ��� �������� �������� ������ ������������ ������� ����������� ������
��������������� ����������� �������� ���������� ���� ����������� ������ ��������������� ������ ���������������
����� ������������������������������ ������
������������������ ��������� ����������� ����� ��������������� ������� ������������� ��������������� �������� �����
������ ���� ����������� ������� ������������� ��� ���������� ��� ����������� ������������� ������ ��������� ��� ������
�������� �������������������� ���������������� ����������������������������������� ������������������� �����������
����������������������������������������������� ����������������������������� ��������������������������� ��������������� ���������� ���� ����� ��� ������� ����� ��� ���� ������ ��� �������� ����� ���� ������� ����� ������ ��������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ��� �����������
�������������������� ��������������� ���������� ���������� ��������� ����������������� ������� ��������� �� ����������� ������� ��� �� ���� ��� ������ �������������������� ������ �������������������� ������ ���������
������������� ������ ��� ������� ������� ������ ������������� ������ ���� �������� ��� ��� ������� ��� �������
������������������ ������������� ������������� ������������������ ���� ��������� ����� ����������� ��������� ����� ��������� ����� ������ ������� ������� ���� ��������� ��� ���� ������������� ���������� ������ ����� ����� �������������������� ��������������� ������ �������������� ������� ��� �� ���������� ���� �������� ��������� ����������
���������� ����� ������ �� �������� ������������� ��������� ���������������� �� �������� ������� ������� ��� ���� �����
���������������������������������������� ������� ������������������������������������ ����������������
���������� ���� ����� ���������� ��� ������� ��� ������������ ������� ���� ����� ������������� �������� ����������
�������� ������ ����������������� ������ ������ ������ ������������� ������ ������������� ������ ������������
������ ������� ������ ���� �������� ������ ������ �������������� ��������� ������������ ��� ���� ����������� ���������� ������������� ������ ����� ���� ���� �������������� ������������ ������ ������ ����������� ���� ������������ ���������������������������������������������������������������������������������������� ������ ��������������
������ ��������� ������� ����������� �������� ������ ����� ����� ����� ��� �������� ���� ��������� ���������� ������������������������������� ��� ������� ������ ������������ ��� �������� ���� ������� ������ ����������� �����������
������������������������������� ��������������������������� ���������������������������������������� ������
���� �������� ����� ���� ����������� �� ������������� ���� ����� ������ �� ���� �������� ������� ������ ������ ������������������� ��� ���� ������ ��� ���� ���� ������� ���� ������ �������� ����������� ���� �������� ��� ������� �������������� ����������� ���� � ��� ������� ����� ���� ������ ����� ��� ��������� ���������� ������ ����� �����
��������������������� ������������� ������� ��� ������������ ����� ���� �������� ����� ��������� �������������
����� ������������ ������������ ����������� ������������� ��������������� ���������� ������������ ����������� ������� ����� ���� ����� ����� ������� �������������� ��������� ����� ��������� ����� ����������� ���� �����������
���� ���� ����� ��������� ������������� �������� ������ ����� ��������� ��������������� �������� �������� ��� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������� ��������������������������������������������������������������� ����� ������������� ���������������������� ��������������� �������������������� ���������� ������� �������
������������������������������ ���������������������������������� ����������������������������������� �������
���������������� �������������������� ���������������� �����������������������������������������������������
����������� ����� ���� �������� ��� ������� ����� ������� ������� ���� ������� ������������ ������ �������������� ��� ������������ ��������
����������
������ ���� ����� �������� ����������� ��� ������ ��� ��������� ������� �������� ������� ������� ���� ������ ����������� ����� ��� ������� ����������� �������� ������ ����� ������������ ���� ������������� ����������� ���������
����������� �������� ������ ����� ��� ������ ���������� ��� �������� �������� ����������� ���� ������������ ���� �����
������������������� ����������� ��������� ��������� ��� ������������ ���� �������������� ��� ���������� �������� ���������������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ������������������������� ������� ���� �������� ���� �������������� �������������� ��� ��������� ���������� ����������
�������������� ����� ������ ��������������� ����� ��������� ����������� ������ ��� ����������������� ������ ��� �������� ����������������������������������� ��������������������������������� ��������������������������������� ��������� ���� ��������� ����������� �������� ������ ��� ���� ��� ��������� �������� ��� ���� ��������� ���� ���� ��������

�– 131 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

������������ ��� ��������� �������� ������ ��� ���� ���������� ������ ������� ��� ���������� ���� ��������������� �������������������������������������������� ������� ����� ������ ����� ��� �������� ���� ����������� ��� ���� �������� ������� ��� ��������� ���� ������������ ������ ��������
��������� �������� ������������� �������� ������ ��������������������� ����������� ���� �������� ���������� ��� �������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������ �������������� ��������������������� �������������� �������������� �������������������� �������������� ����� �� ������� ����� ������� ���� ������������� ������� ���� �������� ������ �������� ��� ����� ����������� ��������������������������������������� ������������������ ������������������ ������������������� �������������� ����������� ������������� ������������ �������������� ������������������ ����������������� �������� ������������ ����������� ���������� �������������� ������� ������������� ���� ����������� ����������� �������������� ���� �������� ������������������������������������������������������������� �������������������������������������������� �������
������������������������� ����� � �������� ����������������������� ������������� ���� ������ ������������ �����
��������� ���� ��������� �������� ���� ���������� ���� ������������ ��������� ���� �������� ������ ���������� ������ ������������������������� ������� ��������� ������������������ ����������������� ��������������� ��������� �����
�������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����
������������ ������������������� ������������ �������� �������������� ������� ��������� ���������������� ��� �����
�������� ����������� ����� �������� �������� ���� ��� ������ ������������ ����� ���� ����� ������ ����� ������������
���������������� ���� ������������� ������������� ������� ���� ��������������� ��� ���� ������������� ��� ���� �������
������ ���� ���������������� ��������� ����������� ��� �������� ������ ��������� ����� ��������� ������ ���� �������
��������������������������� � ������������� ���������� ��������������� ���������������������� ������������ ���������������������������� ����������������� ��������������������� ������ ���� ���������� ������������� ������� �������� ���� ��� ������� ��� ���� �� ������ ��������� ������ ������ ����� ��� ������ ������ ����������� ����������� ������ ������� ���������� ���� ������ �������� �����
�������������������� ���� ������ ������������� ����� ���� �������� �� ��� ������� ����� ��� ����� ���� �������� ������
���������� ������������ ����������� ����������� ���� �������� �� ������ ���� �������� �� ������������ ����������� �������������������������������������������������������������� ���� ��������������������� ��������������� ����� ����� ���������� ��� ��������� �������� ���� ����������� ��������� ����� ����������
����� ����� ��������� ������� ���� ������ ��������� ������ ���������� ���� ������� ��� �������� ��� ����� ��� ���� ����� ���������� ��� ������� ������� ��� ������������ �������� ������ �������� ������� � ��� ���� ����� ���������� ������������������ ������ �������������� ������ ������� ������� � ���� ���������� ��������� ������������ ������ ����� ����������� ���� �������� ����� ������� ��� ���� ����� ������ ����� ���� ������ ���� �� ��������� ������ ���� ������
����������� ��� ���� ����� ����� ����� ���� �������� ����� ���������� ������ ������� ���� ������ ��� �������� ������ ����������� ���� �� ����������� ����� ���� ������ ����� ��������� ���� �������� ������� ������� ���� ����� ������ ��� ������������������������������������������������������������������������ ������� ���� ������� ��� ��������������
�������� ������� ���� ������ ��� ������ ����� ��� ������ ��� ����� ������������ ��� ���� ������ ���������� ���������
������������������������������������������������������������������������ ��������������� ��������� �� ������������������������� �������������������������������� ����������
�������� ���� ��� ��� ����������� ���������� ����� ��������� ����� ����������� ������� ������ ���� ������� ���������� ���������������� ������������� �������� ����������������� ���� �������������� ������� ����������� ������������� ������������������������ ����������� ������������ ������������ ��������������� ������������ ������������������ �����
������� ����� �������� ������ ����� ���������� ��� ���� ���������������� ����� ������ � ������ ����� ��������� ���� ������������ ��� ������������ ���� ����� ���� ��� ���� �������� ������ ������� ���� � ������ ������ ����� ������ �����
��������� ���������� �������� ���� ����������� ��� ���� ��������������� ���� � ������ ����� ���� ���������� ������
��������� ������ ��� ���� ������� ������� ��� ���������� ����������� ��� ���� ������ ����� ����������� ��������
�������������� ��� �������������� ���������� ���� ����������� �������� ������������ ���� ����� �������� ��������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������
��������������� ������������ ���������� ������������ ����������� ��� �������� ������ ����������� �������� �����
�������� �� ���� � ��� ������������������ ���������� ���������������� �������������� �������������������������� ������������������������������� ����������������������������������� ���� ������ ��� ������������ ���� ���������� ��������� ��� ������ ����� �������� ������ ���������� ������������������ ������������� �������������� ���� ������������� ��� �������� ����� �������������������� ��� ������������������� ����� ������������� ���� ��������� ���� ������ ���������������� ������� ��������� ������� ���� �������
��������������� ����� ����������������� ����� ���������������� �������� ���������������������� ����������� ��� �� �� ������ ����� �������������� ������������ ����������������� ���������� ����������� ������� �����������

�– 132 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������������������������� �������������������������������������� ��� �������������� ���������� ���������� ��� ����� ������� ����� ���� ����� ������ ��� ��������� ����������� ���� ��������� ������������� ���������� ������������� ��� �� �������� ������� �������� ������ ������ ������������� ������������ ������� ���� ������������ �����
�������������������������������������������������������������� ����� ������������� �������������� ������������� ������������ ������������� ����������������� ��������� ������������ �������������� �������
��������������������������������������������������� �������������������������������������������������� ������������ �������� ���� ���������������� �������������� ������ ����� ��������� ����������������� ���� ������� ������������ ������������������������������� ���� �������� ��������� �������� ����� ��� ������ ������ ������ ���� ����� �����������
�������������������� ��������������������������������� ������������������������������������������ �������
��������������������������� ��������������������� ���������������������� ������������������������������� �����
������ ���� ������ ��� ��������� �������� ���������� ��� ��������� ������������� ���� ������ ��������� ������� �����
���������������������������������������������� ���������������������������������������������������� �������
�������� ���� ����� ���� ������ ���� �������� ����� ���� ����� ����������� ���� ���� ����� ������������� ������� ����������� ���� �� ������������ ������������������� ��� �� ��� ���� �������� ������ �������� ��� ���� �������� �������
������ ��� �������� ����� ��� ����� �� ���� ����� ������ ������ ���� ���� ���� ����������� ���������� ��� ������ �����
����������������������������������������������������������������������������������
���� �� ����� ��������������������������������� ��� ����������������������������������������������������� ���� ��������������������� ��������������������������� ������������������� ������������������������������ ����� ������ ����� ����� ���������� ��� ������ �������� ����� ���� ������ ���� ���������� �������� ��� ������ �������
����� ���� ������ ����� ������ ���������� ���� �������� �������� ����� ���� ����� �������� ��� �������������� ������ ������������������� ����������� ��� ������������ ��� ������������ �������������� ���� ����������������� ���� ��������
�������������������� ��������� ��� ����������� ������� ��������� ��� ������ ������� ��������� ������ �������� ������� ��������������� ������������� ������� ������������ ��������������� ������� ����������������� ������������� �������� ����������� ���������� ������� ������������ ����� ���������� ������ ����������� �� ������ ����������� ��������� �������� ����� ����� ����� ��� ����������������������������� ���������������� ���������������������� ��������������������� ���������������������
���� �� ����� ������������������� ��������������������� ��������� ����������� ��������� ������������� �������� ���� �� ����� ����������� ����� ��������� ����������� �������� ��� ��� ��� ������� ���� �������� �������� ��������������������������� �������������� �������������� ����������� ������������������� ����������������� �������� ������ ����� ����������� ���������� ��� ��� ������������������ ��������� ������ �������� ���������� ��� ������ ������������� ����� ��������������������������������������������������������������������
���� �� ���� ����� ����� ���������� ������������ ��� ������������ ���� � ��� � ������ �������� ���������� ��� ���������� ������������� ������������ ���������������� ����������������� ���������������������� ���������������� �����
���� ��� ���������� ������������� ���� ����� ������� ����� ������ ���������� ����� ������ ����� ����� ���������� ������������������������������������������������������ ��������������������������������������������� �����������
����������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� ����������
���� ��� ���������� ��������������� ��� ���� ������� ������������� �������� ����������� ���������� ��� ������ ��� �����
������������������ ������� ��������������� ��������� ���������� ����� ������������� ����� ���������� ���� �����������
���� �������� ������������������������������������� ��������������������������������������������������� �������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������������������ ������ ��������������� ������� ���� ������ ��������� ������������ ���� ������� ����� ���� ������������ �� ���������������������������������������������������������������������������������������� ��������
������������������� ��������������������������� ���������������� ��������������������� ������������ �������
�������� ������ ���� ������� ����� ����������� ���������� ������ ��� ���� ������������ ������� ���� ����� ������ �����
����� �������� ��� ��������������� ���� �������� ���������� ��� ��������������� ��� ������� ������� ����� ������� ������� ������ ���������������
����������� ���� ������������ ������ ������������ ��� ����� ��� �������� ���� ��������� ����������� ��� ��������� ���������� ����� ������� ���� ����������� �������� ������ ������� �������������� ������ ���� �������� ������ �����
������ �������������� ������ ��������������� ������� ������ ��� ���� ��������� ���������� ��� ���� ������ ���� ���� �������������������������������������������
����������������� ������� ���������������� ��� ������������ ������ ������� ���������� ����� ���� �������� ��������� ���������� ����������� ��� ���� ����� ��������� ��� ��������� �������� ������������ ����� ���� �� ����������� �������� �����
– 133 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

������� ���� ����� ������� ����� ����������� ��������� ��� ���� �������� ����������� ������ ������ ����� ��� ��������������� ���� ���������� ��� ��������� ����� �������� ������������ ������������ �� ����������� �������� �������
������������������� ��� ��������������� ������ ����������� ����� ����������� �������� ����������� ����� ���� ������
������ ��� �������� ��� ����� ����� ���� �������� ������������ ��� ���� ���� ��� ���� �������� ����������� ���� ��������
���� ���� ���������������������� ������������ ����� ����� ������������������ ���������� �������� ����� ������� �������� ��������������������������������������������������� ���������������������������������������������������� ������� ������������������������� ��������������� ������� ������� ���� ������� ���� �������� �������������������������� ��� ������������� ��� ����������� ����� ����������
���� ����������� �������� ������ ���������� ��� ������������������������ ���� ������������� ���� ��������� ��� ������
������� ������������������������������������������������������ ���������������������������������������� ��������� ��� ���������������� ������������� ������� ���� ������ ����� ������ ������ ���� ���� ���������� �������� �����
����� ����� ��� ������ ���������� ��� �� �������� ������� ���������������� ���� ����� ���� ��� ��� ���� ����� ��� �������������� ������������� ����������� ���� ��������� ���� ������������ ������ ��������� ��� ���� ������� ���������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������� ���������� ���������������������
�������� ������ ��������������������� ��� �������� ������� ������������� ���� ����������� ���������� ���� ������������� �������� ��� ��� ���� ��� ��� ����� ���� ���������� ������ ��� ���� ������� ��� ��������� ���������� �������
������������������������������ ����������������������������������� ������������������������������������ �������������� ������ ������ �� ��������� ��� �� ������� ������ ����� ����� ���������� ���������� ����� ���� ���������
������������������� ����������������� �������� ������������� ��������� ��������������������� ��������� ������ ������������������������ ��� ���������� ����������� ���������� ����� ����������� � ����� ������������ �������� ������ ����������� ������ ��� ���� ������ ���� ������ ������ �� ������� ���������� ������ �� ����� ����� ����� ���������� ���������
����� ���� ���������� ���������� ������ ����� ����������� �������� ������ ����� ������ ������������ ��������� ����������� ������ ��� ���� ������ ������� �� ���� ����� ���� ������ ����� ��� �������� ������ ������ � ������ ���������
�������� ����� ���� ������������ ��������� ��� ���� �������� ���� ������ ����� ��� ��������� �������� ������ ������ ������� ���������� ����� ���� ��� �� �� ��� ���� ��������� ������ ���� �������� ����� ���������� ����� ���� ��� ��� ����������� ���� ��������� ��� ������ ����� ��� ���� ��������� ������������� ��� ���� ��������� ��� ���� ��������� ���� ��� ������������������������������������������������������ �������������������������� ������������������������������� ���������������������������������� ������
������������� ������ ������� ��������� ����� ������ ������ ���� ������������� ����������� ������ ��� ������ ��� ���������������������������������������������������� ������������������������������������������������� �����
������������ ����� ������������� ���������� �������������������� ��������� ��������������������� ������������ �����
���� ���������������� ������������ ����������� ������������ ��������� ������������������������ �������������� �����
���� ������������ ��� ������� ����� �������� ����� ��� ������������ ������� ��� ������� ����� ���� �������� �������� ������������� ������������� ����������������� ������� ���� ���� �������� ������ ��� ���������� ��� ������� �������
���������� ������������������������� ��������������������������������������� ������
�������� ��������������� ������������� ���������������� �������������� ����������������� ����������� ������������ ������ ��� ����� ���� ���������� �������� ������ ����� ��������� ��� ������ �� ������� ���� ������ ������ ���������� ���� ���������� ���� ���������� ��� ���� ������� ��� ����� ��������� �������� ������ ����� ������ ��� ������ ������� ������������� ���������������������������������������������������������������������������
������������������������������� ���������������� ���������������������� ������������� ������� �������������� ������ �������� ������ ��������� ��� �� ��������� ���� �� �������� ������� ���� ����� ������ ��� ����������� ��� ������
������ ��� ���� ���������� ��� ������� ����� ��������� �������� ��������� ��� ������ ����������� ����������� �������
����� ��������� �� ���� ������������� ����������� ���������� ��� ���� �������� ����� ��� ��������� ���� �������
���������� ��� ���� �������� ����� ��� �� ������ ��� �� ���� ������������ � ����� ��� ������������ ��� ���� ���� ������� ���� ������� ������� ���� ���������� �������� �������� ��� �������� ��������� �������� ����� ���������� �������� ��� ���������������������� ������ �������������� �������� ����������� ������������� �������������� ���� �������� ������������������ ���������� ��� ����������� ���� ������������� ������������� �� ������ ��� ���� ������� ����� �������
����������������������������������������������������� �������������������������������������������������� ����������������� ����� ��� ��������������� ������������ ��� ����������������� ��� ������� ������ �� ������� ������ ������������� ���� ������������ ���� ����� �� �������� ������� ������������ ����� ��� ������ ��� ���� ����������� ������ ������������������ ������������������ ���������������������� ��������������� ����������� ���������������� ������������ ���� ������� ����� �������� ������ ������������� ���� ���������� ��������� ��� �������� ������ ������ ��� ���– 134 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

��������������������������������������������������� ������������������������������������������������� ��������������������� ����������������� ������������������ ���� ��������� ����������������� �� ���������� ����������������������������� � ������������������ ���������������������� ������������������������ ����������� �������� ������ ����������� ����� ���� ����������� ����� ���� �������� ��� ���� ����� ������� ��� ���� �������������������������������������������������� �������������������������������������� ������������������ ������ ������������������������������������������������������������������������������������������������� �������
������� ��� ���������� ����� ������������� ���������� ��� ������ �� �������� ��� ���� �������� ����� ������� �������
�������� ��� ���� ����� ������� ����� ������������ �� ������������ �������� ����� ���������� ����� ��� �������� ���������� ���� ����������� ���� ������������ �������� ��� ��������� ������ ���� ������� ������ ��������� ��� ���� �������� �������������� ������������ ��������������� �������� ����������� ����������� ����� ����������������� �� ��������������
��������������� ��������������� ���������� ��������� ����������� ������������ ������������ ������������� �������� ���������������������������� ������� ��������������������� �������������� �������������� ���������������� ������������
���������������� �������� �������� ������������������ ������������� ����������� �������� ��������� ������������� �������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������� ������������������� ������������� ��������� ������������� ������������ �������������������������� �������������� ����������������� ��������� ���������� ����� ���������� ����������� ������������ ���� �������������� ��������� ��� ������������� ������������ �������� ������� �������� ��� ������������������������ ������� ���� ������������� ��� ���� �������� ������ ��� ���������� ���� ���������� �������� ���� ����������������� ������� ���� ����������� ��� ��������� �������� �������� ���� ��������� �������� ���� ��������� ���� ���� ���������� �������� ���� ����� ����� ��� ���� ��������������� ����� ����������� ������� ����������� ����� ������� ��������� ������������ �������������� ������� ����������� ���� ��������� �������
��������� ������������ ����������� ������������� ����� ���� ��������������������� ����������������� ��� ������
����� �������� ��� ����� ���� ����� ����� ���� ��������� ��� � ��������� ������� ���� �������� ������ ���� ��������
������������������������������������������������������� ����������������������������������������������� ����� �� �������������������������� ��������������������������������������� ����� ��������������������� ������������������������������������������� ������������������������������ ������������������������������������ ����������������� ���� ������������������ ����� ����� ��������� �������� ��������� ��� ����� �������� ����� ����� ���������� ����������� ��������� ��������������� ������ �������� ���������� ����������������� ���������� �������� �� ��� ����������������� ������� ��������� ���������� �� ������ ���� ���������� ���� ������������ ����� ���������� ��� �����
���� ��� ����� ��������� ������� ������ ���������� ������������� ��������� ������������� ���������� ����������� ����������� ����� ���� ����� �������� ��� �������������� ������ ���� ����� ����������� ��������� ���� ��������� ��������
���������� ������� ��������� �������� �������� ������������ � ������������� ��������� ��� �������� ���� �������� ��������� ��� ���� ���� ���� ��������� ��� ���� ������� ���� �� ���� ������������ ��������� ������ ����� � ���� ��������
������������ ������������� ��� ������������ ����� �������� ���� ���������� ��� ������������� ������ ��������� ���������� ����� ������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ��������������������� ������� �������� ������� ���� ����������� �������� ������ ��������� ����������� ���� ������� ����� �������� ������ ������
�������� �������� ����������� ���� ������� ��� ������� ��� ��������� ����� ��� ���� ������ ����� ���� ��������� �������
����������������������������� ������������������������� �����������������������������������������
����������

���� ����������� ������������������ �������������������������������������� �������� ���������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������� ������ �������������� �������������� ������������������������������������ �����
����� ����� ��������������� ����������� ����������� ������ ����������� ���� �������������� ���� ��������������������� ����������� � ���������������� ���� �������������� �����
������� �� ��� �� �� ������ ���� ��� ��� ����������� ���������� ��� ����� ����� ������������ ������� ���� ����� �������
������������ ����������� ��������������������������� ���� ���������� �����
����������������� ��������������� ������� ��������������� ��������������������� ��������������� ����������� �������
������� ���� �������� �����
�������� ��� ���������� ������������� ��� ������������� ������������� ��������������������� � �� ���������� �����
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������� � �� �������� �����

�– 135 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

����������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������� ���������� ���������������������������������� �������� �����
������� �� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������ � �� ���������� ����� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ����������� ���������� ����������������������������������������
���������� ���� ��� ���������� ���� ��� ������� ����������������� ��������� ��� ���� ��������� ������� ����� ����������
������� ����� ������������������������ � �� �������� �����
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������� �������� �������� ����������������������������������������
������������ ���� ��� ��� ��������� ��� ��� ������������ ������ �������������� ��� ��� ��������� ���� ��� ��� ��������
�������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������� �������������
�������������� ���� ��� ��� ������� ����������������������� ������������� ����� �� ��� ����� ��� ���� ������� ����� ������������ ������������������������������������ � �� ���������� �����
��������� ��� ���������� ���������������� ������������������������������������� �������� ��� �������� �����
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������� ���������������� ��������� ���� ������������������ ���������� ��� ����������� ��� ����������
����������� ������������ ���� ����������� ������� ���� ������ �����
����������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������
����� � �� �������������� �����
���������� ���������������� ����������� �������� �������� ������ ������������������������ � �� ���������� �������� �� ��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������ � �� �������� �������� �� ��� �� �� ��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ���� �������� �����
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ������������ ����������� ��������� ������������������ � �� �������������� ��������� �� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������� ����������������� ���� �������� ��������� �� ��� �� �� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������� ��������������������������������� ����������� ���������������������� ��� �������� ��������� �� ��� �� �� ���������������������������������������������������������������������������������������������������
������� ���� ����� ����������� ����������������� ���� �������������� ��������� �� ��� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������� �������������������� ���� �������� �������� �� ��� �� �������������������������� ����������������������������������������������������� �������������������
������� ������ ���������������������� �������������� �������� �� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���������� ��������������� ����������������� ���� ���������� ��������� �� �� ���� ��� ��� �������� �������� ��� ���� �������� ������ ����� ����� ���������� ������ ���� ����� ����� ��������
������������ �������������������������������� ��� ���������� �������� �� ��� ������������������������������������ �������������������������������������������������������� ����������
������� ������ ����������������� ��������� �������� �� ��� �������������������������������������������������������������������������� ����������������������������
����������� ����������������������� �������������������������������������� ��������� �� ��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ����������� ����������� ���� ����������� �������� ������ ����������������������������������
�������� �� ���� ���� ��� ��� ������������������� ���������� ������ ������ ���������� ����������� ��������� ���� ������
������������ ��������� ������� �������� ���� �������� �����
��������������� ������� ��� ������������������������ �������� �������������� ��� ����������������������� ���� ��������
���������� ���������������� ������ ����� ��������� ����������������� ������������������������ � �� �������� �����
���������������������� ���������� �������� ������������� ��� ���� ��������� ����������� ��� ������ ������� ����������
��������� ���� �������� �����
���� ��� ��������������������������������������� �������������������������������������������������������� ���� �����
����� �����
������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� �����

�– 136 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ���� ��� �������������������
����������������� �������� ��� ������� ����������������� ������ �������� ������������������������� ��� �������������
��������������������������������������������������������������������������� ������������������������ ��� ��������
������������� ������������������������������ ������� ������������������������ �����
����� ������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������
������������������ �������� �������������� ���������� �����
�������������� �������������� ��������������� ���� ��������� ��������� ���������������� ����� �����
���������������� ���������� ������ ���������� ������������ ���������� ������� �������� ���������� ������� �����
������������ ������������������������������� ����������� �����
�������� ������ ���������������������������������� ������������� ������� ���� �������� �����
�������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� ������������� ������ ���� ���� ��� ���������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������� � �� � ��������� �����
�������������� ����������������� ����������� ������������������������������������� ��� ���������� �����
������� �� ��� �� �� �������������������������������������������������������������������������������������������������� � ����� ����������� ������� ���� �������� �����
����������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������
����������� ��� ��� ���� ��� ��� �������� �������� ���� ��������� ������������� ��� ����� ���� ���� ����� ��������� �����������
����������� ���������������������� ��� �������� �����

�– 137 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����
����

�����������������������
��
10 HVF �
6
KF�������

�����������

2,4
8
1,7 �
������ �����
��������
5
JVF
���
����

�����
�����

�

���

�
��
����

������

�������

39���������

Rupture zone

���

���

�

������������
��������

�����������

��������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������

����

�����

����

������������

����

����

�

�����

��

�

��

��
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����

�

��

�

��

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������

�– 138 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����
���
������������
������������ ����� ����� ����� ����� ����� ����� ���

����������������������

����

���

�

�������
���> < 250 m

�

�

�

�
���

���

��������������������
�������������������

������������

����

���

�
�

�����������������
�����������������
�����������������
�����������������

�����������������

�

�
�

���

�

���

�

��

�����������������

�
��

���

���

��������������

��������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
�������������������������

����������������

�������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������

Rupture zone

����

��

����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������

����

����

����

�������
�������

������������

����

�

�

��

�

�

�

��

�

��

��������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��– 139 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����
��

��

�

�

��

������������������������

���

�

��

�����������

������������������������

���������������

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������

���

�

���

�
���� ����

��������
���

�

���

���� ����

�
���

(B)

���
���
���
���
���
���� ����
����

���

�

���

Distance (m)���� ����
��������������

������������

�

�
�
��

(A)
���

�

���

�
���� ����

������������

�
�
��

(A)

��������������������������

���������������������������

��������������������������

��������������������������

�����������

������������

��������
���

�

���

���� ����

�
���

(B)

���

�

�

��

�

�

�

��

�

���
���

ST0

���
���
���� ����
����

���

�

���

Distance (m)Observation

Synthetics
ST0���� ����
������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������

��– 140 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����
����

����

��������������������������������
������������
������������

��������

���������������������

�����������������������
���������������������
�����������������������

��

����
��
���
���

���
�

S

Fz

S

Fz

�����������

��

��
���

P

Fz

-->

�
��
��

�

���
����
��
���
��

��

S Fz

P

S

�����������

�����������

�������
�
���

���

��

�
���
���
���
��
��
���
��

����

�������

P

-->

����

��

��

�
�� ��
�
��

���

�

�

���

��

Fz

P

�����������

�����������

����������

��������

-->�������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������

S

Fz

P

�����������

S

Fz

S

Fz

-->

P

-->

��������

P

S

Time (s)�����������

-->

�

S

�������

����

P������������

������������������

�������������

�������

S Fz

-->

��
��

�

��

��

P
P

����

-->

����

��
�

-->

���

�
�
��

��

-->

��

�� �
��
��

���

�������

������������
������������

��������

���������������������

�����������

�������

����������������������������

P

FzTime (s)��������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������

�����������������������������������
���������������������������

������

P��������

S
Fz��������

������������
����������

�����������������������������

�����

P

��������

S��������

������������
����������

�������������������������������

�������������

P������������
����������Fz
S��������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������

��– 141 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����
�

����������
�����������������

������

����������

�
���
��

�
�

�

�

���
����

�������������

��������

���������������������

����������������

���

�
���
��

�
�

�
��

�����

��������

���

�

�

���������������

���������������������

�������������������

�

�

�
���

���

���������������������

�

����

�����������������

�

���

�
���
�������������

���������������������

��������������������������

�����

�

��

��������

�������������

�������
������������������������
������������

������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������

��

�

��

�
��

�
�

��

��

��

��

��

�
� ���
�
�����

�

���

���

�

���

����

���

��

�
���

��

������������������������������������������
�����������������������������������������������������
���������������������������������������������
�����������

����������

��������

��������

�������������

��
�

��

�
��

�

�� �
�� ��
�� �������� �����

�

P

S

Fz

Fz'

�� �

P

S

Fz

Fz'

��

��

���

���

�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
���������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
����������������������������������������������������
���������������������������������

�������������
����������
��������������������������

����������������������������������������������������������������������������
��������������������

�����������������������������

������������
�����������

P

S

Fz

������������
�����������

������������
����������

P

S

P

S

Fz

������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������

��– 142 –

�

��

���

����

���

��
���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����
����������������������������������������������������������������

�����������

�����������������������

���

�
����

��
���
���

���
���

����

������������

�����

��

�������

��������������

��

���

�����������������

�

�

���
����� ���������������

�������

���������� �����
���� ��
������������

�������������

�������

���

��

�

��

�����������

�����������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
�������������������������������������
���������������������������������������
������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
�����������������������������������������
��������������������������������������
�����������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������

�
�
���
���

�
�
���
�
���

������������
���
���
�
���
���
���������������������������������
�

�
���
�

������������
���

����

���

�

���

������������

���

����

��������������������������

���

���

��������������������������

��������������������������

��������������������������

�����������
�����������������������������

��������������������������������

�����������
�
�
���
���

�
�

�������

�

7.5 km���������

���
�

�

������������������

�����������

������������
���
���
�
���
���
���������������������������������

�������������

��������������������

�

�
�����

���
�

�������
���
8.2 km
4.2 km���������� ����������� ����������

�������������������������������������������

��
�����

������������
���

����

���

�

���

������������

���

����

���������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
����������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
����������������������������

��– 143 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

���
����
������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������
��������������������
������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������

– 144 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
�����������������������������
�������������������������������������������������������������
��������������������������������
����������������������
�����������������������

�����������������������������������������
�������������������������
������������������� ������������������
����������������������� �����������������
������������ ������������������������

��������������������
���������������������������������
����������������������������������������
�����������������������������

– 145 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��
��
���
�
��
��
��

�
��
���
�
��
��
��

�����������������������������������������������������
��������������������������������������������������
����������������������������
�������������������
����������������������������

��

��

�

�

�

���

���

�

�����
����

����

�����
����

���

���

���
�

���

��
���

���

�

�

����������������������
������������������������
����������������������
�����������������������

����– 146 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��

�����

���

�����

�����

�������������������
���������������������������������������

– 147 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

0.5m

�������������������

����������������
�����������������������

– 148 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��

�������������������
�����������������������������

����

����

����
���

���

– 149 –

��

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
������������������������������������������
���������������������������
��������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������

����������������������������
������������������������
������

���������������������������������������������

��
��

����

��������������������

���������������������

������������
����������������������������
����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������
����������������������������������������
�������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������

– 150 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������������������������������������������� ���������

����������������������������������������� �����������������
��������������������������������������� ����������������������������������������� ��������������� ������������������� � ������������������ ����������������� ������������� ������������� � �������������� ������������� ����������������
����������� �������� �����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������� ����������������������������������������������� ��������� �������� ��������� �������������������� ����������������������������������� ��������� ��������� ��������������������������������������������� �����
��������� ���������� ��� ��������������������������������������������������������������������� ��������������������
�������� ��������������������������������������� ���������������������������������������������� ���������
�������������� ��������������������� ���������������������� �������������������������� ���������

�������������������� ������ �������������� �������������� ��������������� �������� ��������� �������
����������������� ����������� ������� ������������������� ���������� ������������������ ����������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ����� ������������ �������� ���� ��������� ��� ��� �� ������ ��� ������ �� ��� ����� ���� ��������
���������������������������������������������������������� ��������������������������� ��� �����������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������ �������������������������������� ���� �������������������������������
������������������ ������� �������������������� ��������������������� ���� ����������� ���� ���������� ���������� ������� ��� �������� �������� ��� ��������� ������� ����� ����� ������������ ������������������ ��� ���� ��� ����������� ���� ������������ ���������������� ���� ����� ����������� ���� ������ ������ �������� ����� ��������� ��������� ��� ��� ��������� ����� ������ ����� �����
��������������������������������������� ����������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ��������������������������������������������������������������� � ������������� ������������� ���� ������������� �������� ���� ��������� ����������� ���� ��������� ����� ���� �������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������� �������������� �������������������������� ������������

– 151 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 152 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 153 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
����������������������������������������������� ������������������ ������������������������������������������������������������������������������
���������������������
���������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������� ����� �� ��������� ���������� ��� ��� ����� ��� ������ ����� ���� ����������� ���������������� ���� ����� ������� ��������� ��� ���� ��������� ��������� ����� �� ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������� ��� ����������� ����� ������� ���������� ����� ������ ������� ����� �������� ���������������
������������ ������ ����� ���� ������� �������� ��� ������������������ ��� �������� ���� ����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������ ������������������ ����������� ���������������������������� ���������� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������������������������������������������������������������������������� �����������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���� ����� ��� ���� ������������� ��� ��� ����� ������ ����� ������� ������ ��������� ����� ����������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������ �������������������������������������������������������������������������������
������ ����� ���������������������� ��������� ����������������������������������������������
������� ���� ����������� ������ ����� �������� ������� ������ ���� ������ ��� �������� �����
�����������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
�������� ������� ��� ���� ��������� ��� ������� �������� ��������� ������� ����������� ����� �������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�������������� ��� ��������� �� ����� �������� ������ ����� ��������� ��� ������ �� ����� ������������������������������������������������������������������������������������������
������� ����� ������ �� ����� �������� ����� ������������� �������� ���������� ��� ���� ��������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����� �� ���� �������� ���������������� ���������� ��������� ����� ������������ ���������� ��������������������������������������������������������������������������������������������
���� ������� ������ ����� ��� ���� ������� ����� ������ ��������� ������� ��� ������� �� �������������������������������������������

– 154 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 155 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 156 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 157 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������
���������������������
��������
���������� ������ ��������� �������� ����������� ������� ��� ������� ������ ����� ��� �������� ������� ��������
������������������������������������������������������������������������������������������� �������� �� ��������� ����������� ���������� ��� �������� ���� ����� ����� ��� ����������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ���� �� ����������������� ������ ��� ����� ��� ���������� ��������� �������� ���������� ����������� ������ ���� ������ ������� ����� �� ������������������ ����������� ��� ��������� ������ �����
��������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������� ������ ���� ����� ����� ����������� ���� ����������� ��� ����� ������� ��� ������ �����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� ����������������������������������������������������������������������������������������
������ �� ������� ���� ���������� ���� ����������� ��� �������� ������ �� ������������ �������� ������� ������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
������� ��� ������ ������ ������������ ��� ��� �������� ����������� ���� ����� �������� ��������� ������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ������ �� ������� ������ ������� ������� ������� ������������� ������� ���������� ���� ������� ������
���������������������������������������������������� �������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ��� ���� ������ ������� ��������� �������� ��� ���� ����� ���� ���� ������� ��� ���� ������ ���� ������
��������� ��� ���� ��������� ����������� ����� ��� ���� ������� ������������� ��������� �������� ������ �������������� ���������� ���� ����� ����������� ��������������� �������� ��� �������� ������ �� ��������
������ ��� ��������� ���������� ��� ������� ������� �������������� ����� ������ ����� ������ �������� ���������� ����� ����� ����������� ���������� ����� ������� ������� ������ ��� ��������� ���� ������ ������
�������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ����������� ��������� ���������������� �� ������� �������� ����������������������� ��� �������
���������������

– 158 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 159 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 160 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 161 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 162 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��
��������������������������������

����������������������������������

– 163 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 164 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 165 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������ �������������������������������������������
������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������

����������������
Research Center for Prediction of Earthquakes and Volcanic Eruptions���������������������������980-8578, Japan���������������

������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������� ���������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������ �����������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������� ����������������������������������������
�������������������������������������������� ���� ������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������� ����������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�������������
��������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
�������������

– 166 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����

� �� � � � ��� � �� � ���������������

��������������

�����
����

���

����

�����

�������
�����

���

����
������

�����

� ��

��

�����

� � � � ��� � �������

���������������������� � � � ������ � �
����������������� ���

����

�����

� ��� ����� � �� ������� ����

Two magnetotelluric(MT) survey profiles in the back arc of NE Japan[Ogawa et al.,2001]. Open squares tied with lines denote MT sites.Two large circles are epicenters ofhistorically known large earthquakes.Thick lines denote active faults [ RG A FJ, 1991].
K LWB F stands for K itakami Lowland Western B oundary Fault. Ref and QV F in theindex map are the reference site (Esahsi)and the Quaternary volcanic Front.

�

����
�����

��������

�����������
�����

Rose diagrams showing histograms of thegeological strike from tensor decomposition
for the two profiles[Ogawa et al., 2001]. The
left and right columns are for sites over the
Dewa Hills and over the Ou backbone Range,
respectively.

������

������������

���������

– 167 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���

��

�������������
�������������

���������������

���������������

��������������
�����������
� ��

�

�����

�

�

����

�
�

���

�

�

��

�
�

�����
�����

�

�

����
�����

�
�

����

�

���
�
�

���

���

�
��
������������

��

���

���

�
��
������������

��

Left and right columns are the observed (decomposed) and the calculated pseudosections[Ogawa et al., 2001]. C alculated apparent resistivity includes static shifts.
From top to bottom, plotted are apparent resistivity for TM and TE modes and phase
for TM and TE modes.

������
���������������

����������

�������

���������

������������������

10�������

�����

C2

C1

���������
�������

�����������������

1000

C3

100

20

30

V. E. = 1. 0
10000

C4

����

10

�����������

1

-40

-20

0

20

40

m

������������

Resistivity model of back-arc of NE Japan[Ogawa et al., 2001]. Distinct mid-crustal
conductors are identified as C 1 to C 4. The thick sub-horizontal lines represent major velocity
structures from seismic refraction experiment [Iwasaki et al., 2001]. V--shaped lines
underneath the Ou backbone range are fault images inferred from deep seismic reflection
experiment [Sato et al., 2001]. The thick broken line as an extension of K itayuri Thrust Fault isestimated from structural geology [Sato and Ikeda, 1999]. The white dots denote hypocentersby Umino et al.[2000]. The stars denote seismic scatterers identified at the seismic refraction
experiment and S-wave reflectors using natural earthquakes [A sano et al., 1999].

– 168 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
320

0

-200
-200

0

200

1

290

Mag.

5

: Epicenter (1962 M6.5)+ : S-wave reflector

300

S316

-200

Northeastern Japan

280
0

North A merican
plate

S306

K itakami
Mts

S300
0

200

Volcanic
front

200

Li

ne

270

S310

S303

2D

UTM Northing-4000 (km)

310

260

Study
A rea

0

Pacific
plate

subduction

250
470

480

490

500

510

520

530

UT M E asting (km)540

MT study area in the forearc of NE Japan(Northern Miyagi area) [Mitsuhata et al., 2001]. MT
sites are shown by solid triangles. The epicenter of the 1962 Northern Miyagi
Earthquake(X), the epicenters of microearthquakes (o) and the S-wave reflectors (+) are
shown together, and the inferred earthquake source fault of the 1962 Northern Miyagi
Earthquake is represented by a gray rectangle [K ono et al., 1997]. Color contours represent
reduction-to-the-pole aeromagnetic anomalies with an interval of 50nT [Okuma, 1993]. A 2D inversion of the MT data was carried out for the broken line labeled "2-D Line" .

I nduction vector
0.035Hz0.0088Hz

N

D
2-

Unit

Li

ne

S316

S310
S305

S300

S303

10km
Real part of the induction vectors at the frequencies 0.035 and 0.0088Hz in the Northern
Miyagi area [Mitsuhata et al., 2001]. The direction of the 2-D Line was determined as N47oE
Line" .

– 169 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

(a)

a̲obs(TM)

1000

(b)

a̲cal(TM)

100
10
1
( -m)

(c)

̲obs(TM)

C1
R1

R2

C2
75

C3
(d)

60
45

̲cal(TM)

30
15
0
(deg)

C1
R1

R2

C2

C3
Pseudosections of the TM-mode MT data for the northern Miyagi area[Mitsuhata et al., 2001].
(a) Observed apparent resistivities. (b) Calculated apparent resistivities. (c) Observed phasedata, where peculiar features recognized are conductive regions: C1 to C3 and resistive
regions: R1 and R2. (d) C alculated phase data.

– 170 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

Final resistivity model of northern Miyagi area in the for-arc[Mitsuhata et al., 2001]. Marked
zones correspond to the major features in the resistivity model. The hypocenters of
microearthquakes, five S-wave reflectors are projected, which are represented by ﾒoﾓ and ﾒ+ﾓ,
respectively. Since the exact focal depth is unknown, the epicenter of the 1962 Northern
Miyagi Earthquake is plotted as ﾒXﾓ.

– 171 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���������������������������������������������������������������
���������������������������������������
����������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������� ����������������
������������������� �����������������������
��
��
��
��
��
��

����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������
��������������������������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������� � ������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������� � �����������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������� � ���������������������������������������������������������� �����������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������

– 172 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
– 173 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������

– 174 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������������������������������������������������������������������������������

��������
�������
���������

��������
����� �����������
����������� �����
�������� ����������� ��������������

�������
����������
���
�����

������������ ������ �����
������� ����������

��������������
�������

����������
��������

�������������
����������
������������
����������

��������� �����������
������� �����

���������������������������������������
– 175 –

���������� �����������������
������� �������� �����
�������� �������

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����

����� ���

����
����
��
����
���

�����

����������������������������������������������������������������������������������

�������� ������������� ���� ����� ��������� ��������� ��������� ������

���������
���������� ������

���������
������������ �

��
��
��

����
��
����
���

��

������� �°�

�
��
��

�

������ �����������

�

�

���
���
����
����� ���

����

����

����

�

��� ����

��������������������������������������������������������������������������������������
– 176 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������� �°�������� �°�������� �°��� ������

������� ��� ���������� ���������
������� ��������
�������

�
�

�
�

���

����
����
��
�������
��������������
�

����

����
�
�

���
���
����
��
������ �������������
�

����

����

����

�
�
�

���
���
����
����
��
������ �������������
�

����

����

�
�
�

���
���
����

����

����
����� �����������������������������������������������

������� ���������� �� ������
�������� ��������� �� ���������
������� �� �����

������� �� �����
���

���

���

���

���

���

���

���

���
������
�������
�������

���
���
���

� ������������� ������� ������

���������� �� �����

���
���

���
���

���

���

���

���

���

���

���

���

�

��

��

��

��� �� ��������� ���

�

��

��

��

��� �� ��������� ��������� ����
��������� ��������� ���� ������

������������������������������������������������������������������������������
– 177 –������� �� ��������� ���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����
�

�

��������������
����������������
�����������

�

�

�

�

�

����������

�

�

�

�

����������������������������������������������������������������������������������������������������

– 178 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Oral Session

S3: Numerical Modeling– 179 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����������������������������������������������������
���������������������������������������������
������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
– 181 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����

�����������
�����������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������
������������������������������

��������������������������������������������������

������������������������������������������������

���������������
���������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������
������������
�������������������������� ��������������������������
�����������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������
����������������������������������������������������������

������������������������������

���
���

������

������������������������������������������

���������������������������������������

������

��������������

���

����

���

��������������
������������
�����������������

�
���

���

���

���

���

���

���

����������

�����������������������������

�����������������

����������

������������������������������� ��������
����������������������

��������������������������������������������������������������
�������

�������

�

�

�

�

��
��

������

���������

�� ��
��
� ��

��

�

������

�����������

���������

�������

������������
��������

��������
�

��

��

��
��

�������

�

�

�

�

�������
�������������

��������

��������

��������

��������

��������

�������

���������

������
��������

�������������������������������
��������������������������������

������������������������������

�

����

��������

������

��������

�������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������

������������������������

Flat Fault

Curved Fault

Inital Stress��������������
�������������
�����

��

��

��

��

��

���

��

�� ��

��

�������������

����������
������

��

��

�

�

0.00

��� � ���

3.75e+6

5.00e+6

0.00

1.25e+6

2.50e+6

3.75e+6

5.00e+6

0.75

1.50

2.25

3.00

0.75

1.50

2.25

3.00

0.75

1.50

2.25

3.00

Slip at t=30��

�

2.50e+6��������������

�������������

1.25e+6

��

��

���
��

0.00

�
��

�������������
��������������

0.75

1.50

2.25

��
�
���
�� ��
������������

3.00

0.00

Slip at t=60���� � ��� ��������������������������������

0.00

0.75

1.50

2.25

3.00

0.00

Slip at t=90

0.00

0.75

1.50

2.25

3.00

0.00

����������������������������������������������������������������������������������������������

– 182 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda
�����

����
���������������������������������

������������������������
�����������������������������
�����������������������������������������������

������������������������������������������������������������
���

�����

���

���

����

���

���

�����������

���

���

���
���

���

���

���������������

��

�

��

���

��
��

�����

���

�����

���

����

���

���
��

��

��
��

��
�

��

��

���

���

��

���

��

�� �� �� �� �������������������������

��

���

��

����

��

��
�

�����������

��

��

��

��
��
��
��
��
�����������������������

�������������������

��

���

���

��������������

���
���
���
���
���
���
����
�����
�����

���

���

���

���

���

�

���

���

���

������������

�����������������������������

��

���

���
�

��������������������������������������

���������������������������������������

�
��

���

���

���

��

�
�

����

���

���
�����������

�����������

���

���

�

��

��

���
���
�����
�����
�����
����
����
���
����

�

�

���

�

���
���
���
�
���
���������������������������

������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������
������������������
������������������������������������������
�������������������������������
�������������������������

����������������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

�����������

�����������������������������������������

����������������������������������������������������������

������������

������������������������������������������

��������������

��������������������

���

��

������

����������������

���

���

����

���
��
�

��

��������

���

���

���

���

���

���

���

���

����������
��������������������������

��������������������������������������������������

���������������������������

�����������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

– 183 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002
�����

����
���������������������������������������
����������������������������������������
�������

�������

���������������������������������

���������

��������

���

����

������������

����

���
������

����������

�������

��������

��������

��������

��������

��������

��������

�������

���������������������������������

�������

�����

���

���

���

���
��������

���

����

������������

���������������

���

����

���

��������

���

���

���

���
��������

����

����

����

���������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������
���������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������
�������������������

����������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�����������������
���������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������

����������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

������

������������

���������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�������������������������

������������������������������������
���������������������������������������
���������������������������

��������������������
��������������

�������� ��������� ������������
������������������������������������
������������������������������������
������

��������������������
��������������

�������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

– 184 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda
������

��������������������

���������������������������
�������

��

�

����

� ��������
��

����

�������
����

����

����

����

�������

���

���

����

���

���

����

����

����

������

����

���

����

����

���

����

���

���

������

��

�

�

��

��������

�����������

���

����

���

����
����

���

�
���

���

����

����

���

�

����

���

�������
���

�
����

��

��������

�

�
��

�����
������������� ����

������������

��������

������������

��������
�

��

��

���
���

����

��������
�

���

����

�������
��������

�

�

�

��

����

�������

�

���
����

�� �

��������

���������������������
������������������������
�����������������������������
������������������������

��

��

��

��

���

���
��

������

�������������

�������������������������������
��������������������������������

��������
���������

��������
��

��

��

���������������

�������������

�

��

���

���
��

��������������

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��������

�

�

��

��

��

��

���

���

�

�������������������������������������������������������

�����������������������������
����������������������������������
��������������������

����������������

�������

����������������

����

�

�

�

�

��

��

��

��

���

���

�

�������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������
������

����������������������������

�������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

������

����������

�����������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
������
��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

– 185 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������� ���� �� ����� ���������� ��������� ���������� �� ���������� �������
������������ ��� � ������� ����� �����
����� ����� ��� ���� ���������
������������ �� ���������� �����
������� ����������� ������ �������
���������� ��������� ������� ������� ����������� ����� � ��������� �������� ������ ���� �� ��������� �� � ������ ���� ������ ����� ����� � ��� ��������� �� ��� ������ ������� ��� ������ ���������� ������ �� ��� ������ �� �������� ���� ��� ������� �� ��� ������� ������� ���������� �� ��� �������� �������� �� ��� ����� ���� ���� ������� �� ��� ��������� ���� �� �������
������������ ��� ���������� ������� ����� ���� ��� ���� ������� ��� ������� ���� �� ������� ����� ���������� ������ ������ �� ������� �� � ���������� ����� ������� �������� ������ ������������ �������� �� ��� ������ �������� ���� �� � ������������ ����� ��� ��������
��������� ������� ����� �������

�������������� ��� ��� ���� �� ����� ���������� ����� �������� �� ������� �������� �� ���������� ����������� �� �� ���� ��������� �� ��������� �������� ��� ���������� ����������� ���� ����� �����������
����� ��������� ������ ���� ��� �������� ��� ����� ����� ��� �������� ������ ��� ��� ���� �������� ������������ �������� �� ����� ���� �� �������� ���� �� ���� ����������� ��� �� ���������
������������ �� �� ���� ��������� �� �������� ��� �� ����� ����� ���������� �������������� ��� ���� ����� ���������� �������� �� ���������� ��� �� ��������� ����� �������� ������������� ����������� ����� ��� ������������ �� �������� ����� ������ ������ ��� ���������� �������������� ������ �� �������� ���� ����� ����������� �� ����� �������� ���� � ����������
���������� �� ��� ������� ������� ��� ��� ���� �� ������� ���� ������������ ��� ���� �������
���� �� ����� ����� ������� ��� ������� ����� �� ����� ���� �� ��� ������ �� ������� � ����������
����� ���� � ����� ���� �� ������� ��� ��������� ������ ������ ����� �������� �������� �����
������ ���� ������� �� �� ��������� ���� ������� �� � ��� ������������� �������� �������� �� ��������������� ��� ��� �� � ���������� ����� �� ����������� ������� ���� ����� �������� �� � ��������� � ����� ����� �������� ������ ��������� �������
�������� ���� ���� �� �������� ������� ���� ����� ��� ����������� ����������� ����� ������
������� ������� �������� ����� ������ ��� ��� ������ ������ �� ��� ����� ���� �� � ����������
����� ������ �� ���� ������ ������� �� ��� ���� ������ ���� �� � ������������ ������ �� �����
����� ����� ������� ����� ���� ��� ���� �� �������� �� ��� ����������� ������������ �� ������� �������� �� ��� �������� ����� ����� ����� ��� ������� ���� ������������������ ���� ������������������

������� ���������������������� �������������������������

�– 186 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda������ ��� ������ ��� ���� ��� ���� ������� �� ���� ������ �� �������� � ������� ��������������� ����� �������� �� ����� ������ �� �� �� ������� �� �������������� �������� �� � ������ ���������� �������� �� ������� ��� ����� ������ �� �� �������� �� �� ��������� ������� ������������ � ��� �� ����� ��� ������������� ������� ��� ������������� ��������� �� ����������
������� ����������� ��� ��� ���������� ������� �� �������� ��� ������������� ���������

���������� ����� ���� ���� �������� ������ ����

����

����

��

�� �

���� ���� ������� ������� ����� ���� ��

������� ����� ������ ��� ������������ �������� ���� � ��� ���

�������� ������ �������� ����� ������� �� ����� �������� ������� ������ ��������� ��

���� ������ � ��� ���������� ���� �������� ����� ���������� ���� �� ���� ������

����� ����� ��� ��������� ��������� ���������� ������� ������� ����������� ����� � ���������� ������ �� ��� � �������� ��������� �������� ������ ������ ���� �� ����� �� ��� ������� ��� ����� �� ������ �� � ������
����������� ���������� ����������� ������� ������� ��� ����������� �� �� ��� ���� ���������
����� ��� �� ����� ��������� ���� ������� ����� ������ ����������� �� ���� ��������� ����� ����������� � ������ �������������� �������� ��� ����������� ��� ������� ������� �� ��� ���� �� ��������� ������� ����� ������ � ��� ����� ���� ���

� ��

��
� �
��

��� �

��
��

���

����� ��� ��� �� ��� ������ ��������� �������� ���� ��� �������� �������������� ������������ ����� ���������� ��� ������� �� �� ������� ��� ���� ��� ����� ������ ������ ��� �������
����� ������ ����������� ��� ��������� ��������� ��� ����� ���������� ��� ����� �� ��������� ����� �� ���� ����� ������ �� ��� ����� �������� ������� ����������� ��� �������� ����� ����������� ����� �� ������ ��� �������� ��� �� ����������� �� ���� ����������� ���� ��� ������ ��������� ���� �� �������� � ����� ��� ���� ��� �������� ������������� ��������� �������� ��� ����������� ������ ����� ������� ������ �� ��� ����� ���������� ���� ���� ���� ��� ����� ������������ ������� ���� ������ � ����� ��� ��������� �� ������� ������������
�– 187 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���� � �������� � �

���

��

���

��

���

���

����� ������������ ����������� �������� ������� �

��������� �� ��������� �� ������� ������������ ������� ��� ��������� �� ���� �������� �� ��� ������
���� ��� ����� ������ ���� ������ � ��� �� ������������� ��� ���� ����� �� ���� ����� ������������� ���� ���� �������������
���� � �

���

��

���

���� � �

���

��

���

���

���
����� ������ ������������ �� ��������� �� ������ ������������ ���� ��� ����� ������ ���� ������ � ��� �� �������
��������� ��� ������ ���� �� ���� ����� ��� ������� ������� �� ��� ������ �� ��� ����� ��� ������� �����
���������� �� � ������ ��������������� ������ �������� �� ���������� ���� ������ ��� ����� �� �����
������ ��� ������� ������� �������� ���� ��� ���������� ������ �������� �� ��� ������ �� �������� ����� �� ��� ������ ���� �� �� ������� ���� ������� ����������� �� ��������� ���� ���� ����� ����� ����� ������� ������ ���� ���� ��� ���� �� � ���� ����� ����� ��� ������� ������� �� �������� ���� ���� ��� ����� ����� ������� ��������� ���� ��� ������ ����� ���� ������� ����������
����� ������� ������ ���� ����� �� ��� ��������� �� ����� ������ ������ �� ������ �� ���– 188 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������

�������

�������

�����
�����
�

�

�

�

��

��������

�

�

�

��

��������

������ �� ���������� �� ��� ������ ������� ������������� �������� �� ���� �� ��� ������ ������������� ���� ��� ����� ����� ��� ��� ������ ������� ��������� �� �� ������� ����������� �� � ������ ������ ���� �� ��� ������ ������� ����� ���� ��� �����
������ �� ���� �� �� ������� � ������ ���� ����������� �� ��� ��������� ������� ���� ��������
���� ��� ������ ���� �� ������ �� ��� ������� ����������� �� ��� ���� �������� ��� �� �� ��� �����
������ �� ����� ��� ������ ��� ������� �� ��� ������� �� ��� ����� ������ �������� ��� �������
������ ��� �� ��� ������ ������������� ����������� �� ��� ������� ������ ��� ��� ���� ������ ��� ���� ��� ���� ���� ��� ��� ������ ������������ ���� ������ ��� ���� ������ �� ��� ��������� ������� �� ���� ������� ���������� ���������� ��� ������� ������� ������ ���� �� ���������� �� ���� ���� �� ������ ���� ��� ���������� �� ��� ����� �� ������� �� ��������� ���� ����� ����� ����� �� ���������� ��������� �� ��� ������� �� ������ ��� ��� ������ ��� ���� ��� ����������� ��� ��������� ������� �� ������� �� ��� ������� ����� �� ��� ����� �������� ���� ������� �� �� ���� ����� �� ��� �������� ������� �� ��� ������� ����������� ����� �� �������� �� �����
��������� ������ � ����� ��� ������ ������� �������� ��� ���� ������ ��� ���� ����� ������
������� ���� ������� ���� ������ ��� ������� ������� �� ��� ����� ��� �� ���� � �� ��� ����� ����� ���� � ������ ���� ���� ��� ��� �� ��� ����� �� ��� ����� ���� �� ��� ������� ��������� ���� �������� ������ ���� ��� ��� ������ ����� ������ ������� ���� �� ���� �������� �������� �����
������� ��� �� ���� � ������ �� ��� ���� �������� ����� ������� ����� ���� ��� �������� �� ���������� ���� �������� �� �������� ������������ ����� � ���������� ���� �� ������� ���� �����������
���� �� ��� ���� ����� ��� ����� �� ��� ����� ���� �� ����� ������ �� ������� ���������� �� ��� ������� ���������� �� ��� ������� ����� �� �� ������ �� ��������� ��� ����� �� � ���������� ����� �������
���� ��� �� ��� ���� ���� ������� ��� ������� ���� �� ��� ���� ����� ���������� ������ ������������� �� ������������ ������

�– 189 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

������������ ������� ��� ��� ���������� �� ������� ���� � ������ ����� ��� �� ���� �� ������ ���� �������� ���� ��� ������� � ���� �������� ��� ������ �� ��� ���� ������� �� �������� �� ������� �������������� �� �������� ���������� ���� ��� �������� ���� �� ������ �������� ���� ������� ������
������� �� ��� ��� �� ��� ���� ������� �� ���� � ���� �� �������� � ���� ��������� ��������� ����� ������ �������� �� ���� ��� ����� ���� �� ��� ������ ��������� �� � ������ �������� ������������� �������� �� ��� �������� ������ ���� �� ��� ����� ��� �� �������� ������ ����� ��� � ������������
���������� �� ������������� �� ���� �� ��� ��������� �� ���� ����������� ������������ �� ���� �����
��������� ����������� �� ��������� �� ��� ������ �� �������� �� ��� ����� �� ���� ��� ����� �������
������ �� ���� �������� ���� �� ���� ���� �� ���� ��� ��������� ���� ������ �� ���� ����������� �� ���� ������
������� ����� ������������ �� ������� ��� ��� ���������� �� ����� �������� ��� ��� �������
������� �� �� ���������� ��� ��� ���������� ������� ���� ����������� ��� �������� �������
������ �� ��� ����� �� ��� ���� ���������� ������������ ����� �� ���� ���� �� ���� ��� ����������� �� ������ ������ �������� ���� ����������� �� ��� ������ �������� �� ���� �� ���� �������
������������� ���� ������� �������� �� ��������� ��� ���� ������� ���������� �� � ���� ��������
������� �������� ������� �������������� ������ �� � ��� ������ ������� ������������ ��������� �������� �� ��� ������ �� ������� ���������� �������� �� ��� ������ ����� ��� � �����������
����� ������ ����� ��� ���� �������� ��� ��������� ��� ���� �� �������� ������ �� ���� �����
��������� ����� ������� ��� ����� �������� �������� ����� ��� �������� ������ ��������� ����� ������� ���������� ����� � ���������� ��������� �� ����� ����� ��� ��� ������ ���� ����������� ����������� �� �� ����������� ��� ������ ���� �� ��� �� ������� ���������� ���������
���� ����������� �������� ��� ������������� ����������

���������������
���� �������� ��� ��������� �� ��� ����������� ��� ������������ �� ������ �� ��� ������������ �� ���������� �������

����������
������ �� ��� �� ��������� ����������������� ��������� ���������� �� ��� ���� �������
����������� �� �������� ����� ��������������������� �����
������ ��� �� �������� ��� �� ���������� ����������� ������� ����������� �� � ����������
����� �� �� ������� ������� �������� ���� ���������� �����
������� �� �� ��� �� �� ���� ������� �� ����������� �� ����������� �� �� ������� �������
�������� ���� ������ ��� ���������� �����
� –
– 190

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
����� �� ��� �� ����� ������� ����������� ������ ����� ���������������� ����������� �� �����
������ ��� ��������� �������� �� ����� ���� �������� �����
���������� �� ��� �� ��������� �� ��������� �� �������� �� ������ ��� �� ������� ����������
������ �� ��� ������� ������� ��������� ��� ��������� ������ ������� ���������� ������������� �� ��� ������� ���������� ����� ����� ����� ������ ���� ���� ��� ����������
�����

�

– 191 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������
��������������������������
�������������������
����������������������������������

�����������
��������������
������������������������������
������

�������������������
������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
���������������������������������������������������
���������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������

���������������������
����������
�����������

�����������������������������
����������

������������������������������������
����������������������������������

�������������������������
��������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
�������������
�����������������������������������������������

���������
�����������

������������������������������������
����������������������������������

– 192 –

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������
��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�������
���������������������������������������������������������
�����������������������������������

��������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
�����������

������������������������������������
����������������������������������

�������������������������
�������������������������������������������������������
���������������������������������������������
����������

�������������������������������
����������

�������������������������

����������

������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�����������

������������������������������������
����������������������������������

�������������������
���������������

������������������

���������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
�����������

������������������������������������
����������������������������������

– 193 –

�

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�������

�������������������������������������
����������������������������������������������������
���������������������������������������������������
�������
��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������������
�����������������������������
�����������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������

������������������������������������
����������������������������������

– 194 –

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����
����
��������� ��������� ������� ���� ��������� ����� ������� �� �������� ������ ������������
�����������������������������������������������������������
���������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������� ��������������������� ���������������� ���������� ������ ��� ���� ����� ��� ������ ������� ������������ ����� ���� ������ ���� ��� �� �����������
�������� �������� ������� ����� ���������� ��������� ��� �� ��������������� �������� ������� ��� ����������������� ������������� ��� ���������� ����� ������������ �������� ���� ����������� ������������� ������������� ��������������� ������ ��������� ��� ����������� ��������������� ��������� ������� ����� ���� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ��������� ����������� ���� �������� ��������������������������� �� ��������������� ��������������
��������� ���� ���� ��������� ��������� �������� �� ����� ������������� ������������� ���� ���������� ��� �������������� ������ ������� ����� � ���� ���� ����� ����� ��������� ���� ������������ ������ ���� ����� �����
���������� ������� ����� ���� ������������� ������ ��� �������� ��������� ��� ��� ���� ���������� ��� ���� �����
��������� ������� ���� ��������� ����� ����� ���� �������� ������ ��� ���� ������ ���� ����� ������� ���� ����������������� ���� ���� ����� ������������ ��� ���� ����� ����� ��������� ��� �������� �� �������� ��������
��������������������������������������������������������� ������ ��������������������������������
�������������������� ������������������������������������������������ � � � �������������������
���� ������� ���������������� ������ ������������������������� ������������������������ �����������
�������������������������������������� � ���� � ���� ��������������������� ���������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ������������������������������������������������� �� ������������������ ��� ���������� ����������������������������������������������������������������������� ������������������������������
���� � �����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ���������� ���������� ������ ��� �������� ����������� ���������� ��� ����� ����� ������� ��� ������������� ������� ������� ���������������� ������� ��� �� ���� �������������� ���� ������ ��� ���� ����������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� ������ ���� ������������ ��� ������� ������ ����������� ���� ���� ��������� �������� ���� ���������������������������� ������������������������������� ������������������� ������������� ��������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������� ��������������������������� �������� ������������ ������� ������������ ����� �������
������������� ������������� ��� ������ ���� ���� �������� ����� ���������� ������ ����� ���� ��� �� ������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
– 195 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

������
���������������������
���������������������������
�������������
��
�����
��
�������
�������������
�����������
�������
�������
���������

�������������������������������������
���������������������������
�������������������������������������
����������������������������������
�����������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�������������

��������� ��������������������������������������������
����������������������������������������������� ��������������������������������������������
���������������������������������������������������
��������������������������������������������������

������ ���������������������
�������������������������������������������������������
������������� ����������������������������������������������������
���������������������������������������� ���������������������������������������������������������
������������������
����������������������

������������������������������������ ���� ���� ��� �
�

���

���

�

�� � �� � ���� � ��� � � ���� � ������������ ��� � � ���� ���� � ������� � ��� �� ��������������������������� ����������������� ������������ ���������������������������������������������
���� � � � ��������� � � � ���� ������������� � � � ����������������
������������������������ � ����� � �� ���������� � ��� �� ��� ���������������������������������������������
��������������
�������������������������
�������������������������� � ������� ������� ����
��
���
���
�
�
�
� � ���� ��� ���� ��� �� ��
��
���
���

– 196 –

��������
����������

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������������� ��������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
���������������������������
���������� ������������� ����������� ��� � ���� ���� ��� ��� �������������������������
����������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������
�������������������������������
������������������������ ��� � � ��� ���� ��� � ���� ���� ��� ��� ���������������������������������������������� ��������������������

��������������

����������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
��������������

���������
�������������

����������������������
�����������������������������
����������������������� �������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������� � ��� ���� ������ �� � ��� � ����������� ���������� ���� ������� � �������������������������������� �������� � ��� �����������������������������������������������������������
������������������� � ������ ������������������

�
�
� ��
�
� ����� � ���
����� ��� ��� ��� � ���� �� � ��������� � ����� ����������� �
�
�
�
�
�
��
�
�
� � ������������
������������������
�����

– 197 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

�����������������������

�������������������� �������������������������������������
�����������������������
�
�
�
�

�

�

�

�����������������������������
��������������������
�������������������������������

����������
������

�




��



���������������������������� ������������������������������������
������������������������������������
��������������������������������������� ������������������������������������
������������������������������������
���������������������������������
��������������������������������������
���������������������������������

������������
�������������

�����������������������
�����������������������������������
�
�
� ��
�
� ����� � ���
����� ��� ��� ��� � ���� �� � ��������� � ����� ����������� �
� �
�
� �
��
�
�
� � ������������
�����������������������������
�������������������
��������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
��������������������������
�����������������

��������������������

���������������������������������������� �� ���� � ��� �� ��� �� ���� � ��� �� �

�����������������������

�����������������������������������
�
�
� ��
�
� ����� � ���
����� ��� ��� ��� � ���� �� � ��������� � ����� ����������� �
�
�
�
�
�
��
�
�
� � ������������
�������������������������������
������������������������
���������������������������
�������������������������
��������������������������
����������������������������
����������������������������
����������������������������

��������������������

���������������������������������������� �� ���� � ��� �� �

– 198 –�� �� ���� � ��� �� �

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������������������������������������� �����������������������
����������������

����������
��������������������
���������
�����������������
���������
��������������������������� �����������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������
�������������������������� ������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������

�������������

�������
�����������������
����

����
������������ ��������������
���������������

���������������
���������������������������������
��

��

��

���������������������������������������������
��
�����

��

��

������

– 199 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����������������������������

����������������������
�����������������������
�������������������������
����������������������������
����������������
�������������������������

�������������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������������
���������������������������������������������������
������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������

������������������������������
���������������������������

��������������

�����������

�����������������������������
������������������
��������������������
����������������������

��
����

�����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������

– 200 –

����

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

������������������������� ���� ������ ��������� ���������
��������� ����� ���� ��������
��������� ���� ��������� ���� �������������� ����� ������������
���� ��� ��������� ���������������
�������� ���� ��������� �������������� ��������� ������� ������ ��� ������� ����� ���������������
������ ��������������������������
������ ��������� ���� ������ �� �����
���� �������� ������ �������������
������ ��� ���� ��� ���� ���� �������
��������� ���� ���� �����
������������������

��� �� � � � ���� ����� � � � ���� � �� �
��� �
� ��

�������������������������������
����������������������������������
���������������������������������������������
��������������������������������������������������
����������������
���������������������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������

��������������������������������

�
�
� ��
�
� ����� � ���
����� ��� ��� ��� � ���� �� � ��������� � ����� ����������� �
� �
�
� �
��
�
�
� � ������������
�������������
��������

�������������
��������������������������
������������
����������������������������
������������
���������������������������������

– 201 –

���Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

��������������������������������

�
�
� ��
�
� ����� � ���
����� ��� ��� ��� � ���� �� � ��������� � ����� ����������� �
� �
�
� �
��
�
�
� � ������������
�������������
��������

�������������
��������������������������
������������
��������������������������
���������������������������������

��������������������������
������������������������������
���������������������������
����������������������������

�������

�����������
�����������

�����������

�����������

���������������������������
���������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������
�
�

�
� � �
� � �
��
� � ��� � � ���� �� � � ���� � �� � � � � ������� �� �� ����� ���� �� � � ���� �� ��� � ��� � �� � � ���� � � � � �� � ��
��������������������������������������������������������������������������������� � ����

����������������������������������������������������������������������������������������
���� � �– 202 –

�
�����

�

�

� �

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������������������������

��������������
�����������������������������������������������������������������
�����������
���������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
���������
������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
�������
��������
�����������������������������������
������������������������������������������������������
�������������
������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
����������
��������������������������������������������������������������������

���������������
�������������������������������������������������������������������
�����������
���������������������������������������������������
����������
����������������������������
�����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�����������������
������
���������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�����������������������������
�����������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
������������

– 203 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����

������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
��������������������������

���������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
��������������������������
����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
��������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
���������������

– 204 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����

��������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
���������
��������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
��������������������

���������������������������
����������� �������������������������������������������
�� �

�

�

� ��� � � � � �� � � � ��� ��� � � �� �� ��� � �� �� ��� ��������������������������������������������������� � ��
��� �� � � �� � �� ����������������������������������������������� ��� � �� ���� � ��� ������������������������������� � ���� �������� � ���� ����� � ���� ��� ����– 205 –

���Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���������������������������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������� �������������� ���������� ��� ����������� ���� ����������� ������������� ����� ��������� ���������� �����
����������������������������������������������������������������������������� ������ ��� ������������� ������������� ������ ������ ����������� ������ ��� ������� ������� ������� �������
������������������������������������������ ����� ������ ������� ������� ����������� ������ ���������� ������ ������������������������ �������
�������������������������

���������� ���� ������ ���������� ��� �� ������ ����� ������� ���� ����� ��� ���� ����������� �������
�������������� ���� ���� ����� ���� �������������� ��������� ����������� ��� ����� ����������
����������� ����������� ����� ����������� ����������� ���� ���������������� ������������ ������������� ���� ����� ��� ����������� ����������� ���� ���� ����������� ��������� ��������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������ ��� �� ���� �������� ����� ������ ������ �� ������ ���� ���������������� ��������� ���� ���� ������������� ��������� ��� ���� ���������� ���� ��������� ������� ������� ���� ����������� �������� ������������� ��� ���� ���������� ������������� ��������������� �� ������� ���� ������� ��� ���������
������������� ��� ��� ������ ��� ���� ������ ��� ���� ������������� �������� ��������� ������ ����� ����������� ������� ������� ���� ����������� ��������� ��������� ���������� ��� ������ �� ���� ��������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������ ��������������������������������������� �������������� ��������
����������������������������������������������� ������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ��� ���� ��������� ��������� ��� �������������� ��� ���� ����������� ������ ������� �������������� ��������� ��� ���� ������� ������� ����� ���� ��������� ����� ��������� ��� ���������� ���� ��� ������� ����� ��������� ���� ��������� �������� ���� ���������� ���� ���������� ��� ������� ��� ��������������������������������������������������������������������������������� ����� ����������
����������� ��������� ���� �������� ��� ���� ��������� ��������� ������ ������� ������� ������������
���������������������������������

– 206 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�����������������������
���������������������������������
�����������������������������������
���������������
�������������������������������
��������������������������������
���������������������������������

���������
������������ ������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������� �� �� �� �� ����� ��� � � �� � � � �� � � � �� ��� ��� � �� �� �� �� ���������������������������������������������� ����������� ���� ����� ��� �� ��������� ��� �� ��� ��� ���� ���� ��� ��� �� � ����� �� � �� ������ �� �� ��������� ��� ������ �� ������������ ����������� ���������� ��� �� ��������� ������ �����������
������������ ������ ��� �� ���� �������� ����� ������ ������ �� ������ ������������������� ��������� ���� ���� ���� ���������� ��������� ��� ������������

�������� �������� �� �� �� �� ��� ��������������

����������������� ��� ������ ������� �������������������
�������������� ��� ���� ������ ��� ��������� ����� � ���� � � � � ����� ��������� �����
������ ��� ��� � � � ��� ���� � � � � � �� ���� � ��

����������������������
����������
�

�����
����

�

����������������������������������
����������������������������������

– 207 –

�����������������

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
��������������������������������������� � � �� � � �� �����������������

���������������
�����������������������

�
�

�� ��
� ��
� � �� � � ��� � � � ��� � �� �� �� �� ��� � ��� � �� � � ��� � � �� � � ��� � � ��
��
�
� ��
�

� �� � � �� ���� �� � ��� ���� �� � � �� �

��
��
� ��
��
��

�

������������������������������
����������������������������
����������������������������
�����������������������������
��������������
��� � � �� � � �� �
��

�

�

�����������������������������
�����������������������������
�������������������������

��������� � ��� � � ��� � �� � ��� � �� �� � �� � � ��� �� � �������������������������������
���������������������������������
�������������������������������

��

�

�

����������������������������� ����������������������
���������������������������������������������

������ � � ��

�

���

��

�

���

��

�� �
� � �� � �� �� �� ���� �� ���� �� ��� � � � �� �� ��� �� �� �� � �� �� � � ��� � � � � ������������������

�� �� � �� ��� �� �� �� � �� � � � �

���

��

���

��

���

����� �� ���

���

��

���

��

���

��

���

��

���

��

�

��

���

���

���

���

���

������������������������

– 208 –

������

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������������������������������� � � � ��� � ��� � � � � � ��� � � �

�

�

�

�

� � � �� �� �� � ���������������� �������������������������������� � � � � �� �� � � �� �� �� � �� � � � ���� � �� � ������� �� �� �� � �� � � � � ��������������������� ��������������������������������������� ���������� �������������������������� � �� � �� �� �

���������
����������
���� ��

������������ ����������� ����� ��������� ����������������������� ��������������� ��������������������������
��������������������������������������
�������������������������������������

���������������������
�������� �����

�������������������

�����

�����

�

������������������������

����������������������������������
������������������������������
����������������������������� � �� ������
����������������
�

�� �

�

��
�� � � � ���� � � ���� ��� � �� �

– 209 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������

���������������������������

– 210 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������
������ �������� ��� ���� ���������� ������������ ����� ����� ����� ������������ ��������� ������ ��� ����������� ������ ������ ���������� ������ �� ���� ��� ����������� ���������� ���� ������ ������ ��� �������������� ����� ���������������������������������������������������
��������
������� ���� ����������� ��������� ��� ���� ������� ������� ����� ������������ ��������������������������������������������������������������
������������� ���������� ��� ������� ��� ���� ��������� �������� �������� �������� �������� � � ������ ���� ������ � ������� ���� ����������
��������� ������ �������� ��� ���� ��������� �������� ������ ��� �����
������������������

– 211 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������������������������������������
����������������
������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������� �������� ������� ������ ����� ������� ������ �� ��������� ������������ ������ ��� �� �������������
�������� �������� ���� ���������� ��� ���� ���������� ������� �������� ��� ���� �������� �������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��������������������������� �������������� ������������������������� ��������� ��������� ��� ����������� ��������� ���� ������������ ����� ����� ���� ������ ���� �������� ��������������������������������������������������������������������������������� ���� ����� ��� ����� ��������� ��� ������ �������� �������� ���������� ����� ��������� ������������� ������� ���� ����������� ����� ���������� ���������� ������ ���� ���� ���������
�������������������������������������������������������������������������������������
���� ������������ ������ ������ ���������� ������������� ���� ���������������� �������������
����������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
������������ ���� ��� ���������� ��� ���� ��������� ��������� ��� �������� ��� ����� ��� ����������� ��� ���� ��������� ����� ��� ����� ������ �������� ��� �� ��������� ��� ������� ��� ��� ��������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������� ���� ����������� ��� ���������� ����������� ����������� ���� ���� ���������� ������������� ������������ ��������������� ������������� �������������������������������� ������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������

– 212 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 213 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 214 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 215 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 216 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Oral Session

S4: Core Analyses andExperiments– 217 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

��������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������

����������� �������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
��������� �����������������������������
��������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������
����������� ���������� ����� ������ ���� ������������ ���� ��� �� ������� ��� ��������� ������� ��������� ����� ����� �������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ���� ������ ����� ������ ���� ������ ������� ��� ������ ��������� ����� ������ ��� �� ��������� ����� ���� ������ ��� ���� ������
��������� ����������� ���� ���� ����� ��� ���� ���� ��������� ������� ����� ������ ��� ���� ���� �������� ���� ���� ���� ����� �����
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� ������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���� ������� ������ ��� ������ ����� ����� ��������� ����� ���� ������� ��� ���������� �������� ����������� ���� ����������� �����
���������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ��� �������� ����� ����������� ��� ����������� ��� ���� ����������� ����� ���� ������ ��������� ���� ��������� ��� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ��� ��� ��� �� ��� ���� ����� ����� ���������� ���� �������� ���� ���� ��������� ��������� ������������� ���� ��������� ��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������� �– 219 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������

������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
����������������������������������������

�������������������

������������������������
�������������������
������������

������������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������

�������������������������������������������������������
�������������������������������������������������
���������������������������������������������������
����������������������������������������������������
��������������������������������������������������
�����������������������

������������

����(����3)/(��+�3)

���

���
�����������
������ �����
��������
�������

����������������������������������������������������
��������������������������
���������������������������������������������������������

�����������������������������������

������������������

������������������������������
���������������������
���������������������
��������������������������������������������������������� � ���� �������� ������ ������� ��� ����� ��� ����� ������ ��� ����� ��� ���� �������� � � � �����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������� �� �������������������������������������������������
��������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������
�������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������
��������������������(����3)/(��+�3)������������������

– 220 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��
�
������������
�����
�����

��

������������

�

��

��
���������������������������������������
����������������������������
����������������������������

����������������������������������������
������������������������������������������
���������������

����������������

����������������������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
������������������� ���� ������������� ������ �������� ������ ��������� ��������� ��������� ������������ ������ ��������� ���������������� �����������������������������������
���������������������������
���������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
��������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������

�����������������������������������
���������������������������������������������������������������������

�

���

���

�

�

���

�������

�

��

���

��

���

��
�

�
�

����

�������������

�

��
���

�

�������������
������������������

�������

����������������������

���������������

��������������������������

�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������

���������������������

��������������������
����������� : ���������������������������
�: ���������
�����������������������������������
�����������������������
�������������������������

���������� ���������µ�����
���������������������������
�������������������

– 221 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�������������������������������

�������������������������������������� ��� ������������������������
�����������
��������
������������������������������
�����������������������������

����������������µ��������
���������µ������������
������ ��������������������������
������������������������
�����������������������������������������

������������������������������������������
������������������������������������������
�����������������������������������������

�������������������
����������������

���������������������������������
����������������������

����

���

�������������������

������������

���

���

���

���������� � ���� � ���
����
����

����
������������
����������������������
������������������������
�������������������
�������� �������
�����������������������
����������������

�����������������������
�����������������

���
���

���

���

� � �����������
����������������

�������������������µ�����������µ������������
�����������������������������
������������
�������������������������µ����������
����������
�������������������������
������������
����������������
����������������������
�����������������������
�������������������
�������������������������������

�����������������������
���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������
��������������������������������������������
��������������������

�����������������������
����������������������������������
�����������������������������������������������
��������������������������������
�����������������������������������������

����������������

– 222 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������
���������������
�����������������������
��������������������

������� ������������������ ������

��������������� ������

���������

���������������

����
����
����
����������������
����������
���� ����

���������������

��� �

���

������

������������

���������������������������������
������������������������������������
���������������������������������
��������������������������������
����������������������������������
����������������������������������
������������������������������
������������������������������
�����������������������������
���������������������������������
����������������������������������
������������������������������
�����������������������������������
����������������������������������

�����������������

���������������������������������������������
������������������������������
�������������

������������

������������

������������

�������������������������

������������������������������������������

�������������������������

����������������������������
������������������������������������������

���������

�� ������ �����
��������� �����

��� ������ ������ ������ ������ ������ �����

����� � ������������������������������
���� � ������������������������������
��������� �����
����������������������������������������
����������������������������������

�������

�����������������
�����������������������������������������

���������������������� ���� �����

���
�
���
� �� � ��� �����

���������������������

�����������������������������������������������
�������������������������������
����������������
������

������� ������������������������������

������������������������������������������������������������

�������

�(�����������< ������������������������
�������������������������������

����
����
����
����������������
����������
���� ����

��

�

���
���
� �� ����� ������ ��������

��������������

���������������������������

������������

�

���
���
� �� � ���� ������ ��������

������������������

– 223 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�

�����������������������
���������������

����������

����������������������������

��

�
����
����
����
����
����
����������
�����������

��� �� ���
�

��� �

��
���������

���������������

������������������������

���������

�� ������

���������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������� ������� ������� ������� ������� ������� ������

�������������������������������������������������
��������������������������������������������� ������

���������
������������������ ��

��������������

���������������������

����������������������������������
�������������������������
����������

�

��

��

��

��

�������������������
��������
�������������������

��������

�������

�����������������������

�������

����������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������

������������������

�������������������������������
����������������������������

�

�

��

������

������� ������ �������
������� �� � �� � � ������������������������������������
��������������������������������
��������������������������������
��������������������������������
��������������������������������� �������� ������������
������ �������������������

���������� ������� ���� ����� ��� ����������
������
������ ������ ����� �

������� �

����������
����� ���������� ������� ������� �������� ��������
�������� ��������������������������
��������� � �� � �������� � ��� ���������������������

������������������

– 224 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������������������
��������������������������������
�����������

�������������������������������������������

���������������

����������

����������������������������

�������������������������������������
����������������������������������������������������

���������������
�����������������������������
������������������������������������������������������������������������

��������� �����������

������������������������������������������������������������������������������������
�������� ������������

������������������������������������������������

�������������������

����������������������������������������������������

����� ������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������
������������������

���������������

�

�

�
���
��� ��������� �����
��������������
�������������

�����������������

������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
����������������������

�����������������

������������������������
���������������

����������������

– 225 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�� ������������

�

�����

�

���
��
��

��������� �������
������������ ������
��������� ����������

�������������

��� ������������
���

����

�

�

������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������

�����������������

������

�

���

���

��������

�����������������������������������
�����������������������������������
���������������������������������������
��������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������
�����������
�����������������������������������������
������������������������������������
������������������������°�������
�������������������������������
������������������������������������
����������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
�����������������������������°�������������

���
�
���
���
���
���
���
���
���

���

�

�°�

��°�

��°�

������������������������ �������������������

��������������

����������������
���� � ���������������������
����������� ��� �������������
�������������

��� = (1������)(���������), ������ = (1���(�))(�����)/�� ���������� ����� ����������������������

– 226 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda
���

����

�� �

���

��

���

���

�

�����

�� �

���

�����
�� � �� ���� � �� ���� � �� ��

�

���

���

���

�������

�����

���

����

�����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
����������������

���������

����������������� ���� �������������������������� ������� ��������
������������������������������������������� ������� ��������
�������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������

�

���

���

���
�

���

���

������������������

�������
����������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
������ ���� ������� ��������� ���������� ���� ���� ��������� �������� ��� ���� ��� ������ ��� ���� ��������� �����������������������
���������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������

����������������������������
��� ���� ��������� ��� ��������� �������� ��� ��� �� �������� ������� ��������� ����������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
����������������
��������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
�������
���������������������������������������������������������������������������
�������������������������������

�������������������

– 227 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ������������ ������� ���� ������ ������� ��� ������ ��� ��������� ���� ������� ���� ��������� ��� �������
������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����������������� ������������ ��������� ���� ����������� ��� ����� ������������ ����� ��������
�������� ��� ����� ��� ���� ������������ �������� ���� ���� ��������� ����������� ��� ������ ���������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ���� ��������� ��������� ���� ��� ��������� ����������� ��� �������� ������ ���� ��� ������ ������� �����
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������� ����� ���������� �������� ���������� ��� �������� ���� ��������� ����� ����� ���������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������� ����������� ���������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������� ��������� �������� ������ ����� ���� �������� ���������������� ����������� ������ ���� �����
������� ������ ���� ���������� ��������� ��� ��� ���� ���� ������������� ��� ��� ������ ���� ��������
��������� ���������� ��������� ��� ���� ���������� ��� ���� ������� ����� ����������� ���� ������� �����
����������� ��� ���� �������� ��������� ��� ���������� ��� ������� ���������� ����������� ���� ������� �����
������� ��� ����� ��������� ��� ���� �������� ���������� ��� ���� �������� ����� ���� �������� ��� ������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����������������� ������ ���� ���������� ���������� ��� ��������� ���� ���������� ���������� ��� ���������
������ ������������� �������� ���� ������ ��� ���� ����� ������ �������� ���� ��������� ������� ������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ������� ������� ����� ��������� ���� ������ ��������� ������ ���� ������ ��������� ���� ��� ������
�����������������������������������������������������������������������������������

– 228 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 229 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 230 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 231 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002���� ������������������������������������������������������������������������
��������������
������������
���������������
��������������
�������������
�����������������������
��������������������
��������������������
���������������������������
�����������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������
���������� ���� ������ ����� ��������������� ������� ����������� ��� ���� ������� ������� �� ������� ������������� ����������� ����� ���������� ��� ���� ����������� �������� ����� ��� ������ ������������ �������� ��� �����
�������� ����� ��������� ��� ���������� ���� ������� ������ ���� �������� ������ ��� ���� ������ ����� ���������� �����
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������������� ���� ��������� ������ ��� ��������������� ����� �������� ����� ���� ����� ������������ ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ��������� ����������� ������� ���������� ���� ���� ����������� ������� ��� ������ ������ ����������
�������������������� ����������������������������� ������������� ������� �������������������������������� �����
����������� ������� ������������ ���� �������� ����������� ����� ������� ���� ��������� ������ ��������� ����������������� ��������� �� ������������� ���� ���������� ������������ ��������� ������� ���� ������ ��� �� ������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������������� ��� ���������� ������ ������ ����� ����������� ��������� ������� ���� ������� ���������� ���������
�������� ������ ��� ��� ��������� ������ ���� ������ ����� ���������� ������������� ������������� ��������� �� ������
����� ������������������������� �������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������
���� ���� ����� ����� ������ �� ������� ��������� �������� ��� �� �������������� ������ ������������ ���� ������ ������ ������� ������� ��� �� ������ ��� ���� ��� ��������� ������������� ������ ���� ��� �� �������� ��� ���� ������ ���������� ���� ������ ����� ��� ����������� ��� �� ��� ��� ��� ������ ����� ��� ��������� ������������� �������� ��� �������
����������� �������� ����� �������� ������������ �������� ��������� ��� ������������ ������ ����� ���� ��������
��������������������� ������������������ ����������� �������������������������������� �����������������������
��������� ������ ��� ���������� ������������� ���� ������������� ���������� ���� ������ ���� ��������� ��� ������� ������ ���� ����� ��� ��������� ��� ��� ���������� ��� ���� ����� ������������ ����� ��� ������ ������ ������ ���� �������� ��� ��������� ��� ���� ������� �������� ���������� ����������� ���������� ������������� ������������� ���������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� �������� ������ ����� ���� ������������ ��� ���� ������������� ���������� ��� ������ ����� ������� �������������� ��� ���� ������� ��� ���� ������ ��� ���������� ������� ���� ���������� ������ ���������� �������� �� �������
������� ������������� ������ ����� ����� ��� ���������� ����� ���� ������ ������������� �������� ���������� ������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������ ��� ������ ����� ���������� ��� ����������� ����� ������ ����� ��������� ��������� ���� ����������� ��� ������������������������������������������������������

– 232 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������
�����������������������
�������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������� ���������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������� � ����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������ � ���������������������������������������������������������
���� ����� ���������� ����� ��� ������� ���� ���� ����� ��� ����� ����� �������� ����� ���� ���� ��������� �� ������
������������������������ � ��������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������� � ����������������������������������������������
�������� ���� ���� �������� ��� ������� ������������ ����� ������� ������ ������� ������������� ��� ���� ���������
������� � ���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� �������� ��� ������� ���� ����� ��������� ��������� ���� ������ ������ ���������� ��� ���� ������� ��������� ����������� ����� ����� ��������� �������� ��� ���� ������� ����� ���� ����� ����� ��������� ������
������ ����� ������������������������ ������ ��� ��� �������� ��� ���� ������� ������ ��� ������������� � �������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������� � ����������������������������������������������������������������
������� �������� ����������� ��� ������������ ����� ��� �������� ��������� � ���� ������������� ���� ��������
����� ����� ������� ����� ��� ���� ����������� �������� ����� ���� ����� ����� �������� ��� ���� ��������� ������
�������������������� � ������������������������������������������������������������������������������������
������� ����� ��� �������� ��������������� ��� ����������� ����������� ����������� ����������� � ���������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������
We would like to present highlights of ongoing high-velocity friction projects in Kyoto.
Experiments by Hirose consistently reveal two stages of slip weakening; i.e., the first
immediately after the onset of slip due to flash temperature at asperity contacts, and thesecond after the second peak frictional due to the growth of molten layer. The weakening
distance during the first weakening is much larger than that measured conventional
frictional experiments. The first weakening is likely to be associated many natural
earthquakes. Melt patches begin to form after the first weakening and the onset of melting
induces marked strengthening of faults possibly due to viscous drag of very thin melt patches.
This high-velocity barrier may act as a break to dynamic fault motion. The second slip
weakening occurs after a continuous molten layer forms and HiroseÕ s detailed analyses reveal
how the growth of molten layer causes the weakening fault.
Abundant data show that the
weakening distance, Dc varies dramatically with the rate of frictional heating and is not amaterial constant.
It can vary with depth and along faults. We propose a physical model
to solve the highly nonlinear problem involved with viscous flow, heat dissipation and melting.
The rate of melting is probably the most critical process to determine Dc during frictional
melting.
A controversy in the last 15 years or so is the difference in Dc of several orders between
seismically determined values and those measured in conventional friction experiments. Dc
for natural faults is very difficult to determine for natural faults. Hirose has shown thatfractal dimension of melting surface and the growth of molten layer can be correlated with theweakening behavior. The thickness-displacement data on pseudotachylytes in the Outer
Hebrides indicates Dc of the order of several decimeters, the same order to the seismicallydetermined values. The controversy may be solved taking into account of the frictional
heating, although the effect of scaling still remain difficult problem to evaluate.
– 233 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�������������������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������������ ����� ��� �������� ������� ������� �������������������������������������������������������������������
������ ������ ����� �������� �������� ��� ���� �������� ����������� ����������� ������� �������� ������ ���������� ������� ���������� ��� ��������� ��������� ������������ ����������� ����������� ����������� ����������� ��� ���������
���������� ���� �� ��������� ��� ������ ����� ������������� ���������� ������� ��������� ��� �������� ���������� ������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������
������� ��� ���� �������������� ����������������������������������������������������������������������������
���� ������� ����� ����� ���� ������������ �������������� ����� ���� ���� ������������ ����������� ���� ���� ������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���� ��������� ��� ��������� ��������� ������������ ���������� ���� ������������ ���������� ���� ���� ������
����������� ����� ���� ������ ��������� ������� ��� ������������� ���� ������ ������������� ��� �������� ����� ���������
��������������������� ������������������������������������������������������������������
����������� ����� ���������� ��� ������ ������ ������ �� �������� ������� ��� ������ �������� ��� ���������
����������������������������������������� ��������������������������������������������� �� � � �� � � � � � � � �� � � �������������������������������������
����� � ���������������������������������������������� ��������������������������� � �� ������������������
��������������� �������� ��� ������ ������ ������� � ��� ���� ���������� ��� �������� ����������� ���� � ��� ��������
������������������������������������� ������������������� �� � ����� �� � �� �� ������ �� � ���������� � � ������������������������
���������������������������������������������� ��� ��� ���� ����������� ���� ��� ������ ������������������������
���� ������������ ���������� ����� ���� ��������������� ��� ��� ����������� ����� ������������ ������� ������� ��� ������� ��� ������� ������ ����������� ���� � ���������� ��� ������������ ���������� ����� ��������� ������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������

����� �����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������� � � ���������������������������������
������������������������������������������������������������������� � ��� ����������������������������������
����������������������������������� �������������������� �������������������������������� ����������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� ������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� � ���������������������������������������������
������������ � � ���� ����� ��������� ���� ��� ��� ������ ��� ������ ��� �� ��������� ��� �����������������������
���� ������������ � � ��������� ��� � �������� ��������� ����������� ����� ����������� ��� ������ ���������� ����������������������� � ������������������������������������� � ���������������������������������������������
������������ ���� ������� ���� �������� ���� ���� ������� ���� ������������������������������������������������

– 234 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������������������� �����������������������������������������������
�������������� �� ��� ���������� ������������������������������������������������������� �� ����������������
������������������������ �� ��������� �� ��� � � � � � � ����� �� �� ������� �� ������� � �������������������������

����������������������� �� ��� �������� ������� ��������� ��� ������� ������������ �� ��� ���������� ����� ��������������������� �� �������������������������������������������������������������� �� ��� ����������������� ���� �� �� ���������� ������� ��� ����� ��� ���� ����� ����� �� ��� ������������ ���������� ������ ����� �� ������ ������������������� � ����������������� ������������ �� �� ������� ���� ������ ����������� ����� ������ ���������
������� ��� �������������� ����� ��������� ������� ���� ������� ��������� ������� ����� ����� ������ ������ ���������������������������������� ��� �����������������������������������������������������������������
������������������ ���� ��� �� ���� ��������������������������������������������������������������������
��������������� ���� ��� ������ ��������� ��� ���� ������������ ������ �������� ��� ������ ��� ����� � ���������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ��������� ������ ������ ���� �������������������������������������������������������������������������
����� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
���� �������������� ��� ����� ����� ������ ��� ���� ��������� ��������� ����������� ���������� ������ ������
������������ � �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���� � �� ������� � �� ��������

������������� �������
�����������������

�����������
���������

������������������ ����

����������

��������������

������������
����������

��
�

���
���

���

���

� � �� �

���

�

���

������������������������������������������� ���������
���������������������

��

���

����

�����

� ����

���������������������������������������������������������
�����������������������������������

����������
���������� ���� ��� ��� ������� ���� ��� ���������� ������ ������������� ��������� ��� �������� ����� ������� ������������ ���������
�������������������������������������������������� ��������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������������� ����������
������������������������������������������������������ �������������������������� ���������������
������� ���������������������������������������������������������������������������� ��������������
������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ��������������� ���������������

����– 235 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 236 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 237 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 238 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 239 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����
����
����������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������
��

��

��

��

��

������������� � ������������� � ��������������� � ������������ ���������������� �
��
��
��
��
����������� � ������ ������� � ������������ ����������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������� �����������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������

���� ���������� ������ ����������� ������� ���������� ����������� ������ ��� ���� ��������� ����� ��� ������ �������
���������� ������ ���� ���������� �������� ��������� ����� ����� ����������� � ��������� ����� ������ ���� �����������
���� ������������ ����� ��������� ���� �������� ������������ �������� ���� ������ ����� ��� �� ������ ��� ������ ����� ������ ���������������������������������������������������������� � ������������������������������������ �������������������������������������������������������������������
�������� ��� ���� ����� ������ ��������� ������ ����� ���������� ������������� ����� ������ ��� ������ ������ ����� �������� ����� ��������� ���������� ��������� ��� ������ ������ ������������� ���� ��������� ����������� ��� ���� ������ ��������� ������������� ������ ��� ����������� ���� ������ ������ ���� ������������ ���� �������� �����������
���������������������������������������� � ����������������������� �������������������������������������������� �����������������������������������������
���� ������ ��� ���� ������ ����������� ��� ������������ ������ ��� ������� ������� ������� ������ ���� ������� ������������� ����� ��������� ��� �������� ����� ������ ������ ���������� ������ ������ ��� ������ �������� ������� ������ ��������
������ ������ ���� ������������� ���� �������� ������ ���������� ��������� ���������� ���� �������� ������ ������ �����
���� ���������� ����������� ��� ������ �������� ������ ����� ���� ������� ����������� ���� �������� ����� �������� �����
������ �������� ��� ������� ����� ���� ������ ����������� ����� �������������� ���� ����������� ��� ������� ��������� �������� ��������� ��� ���� �������� ������ ��� ���������� ��������� ���������� ���������� ��� ����������� ������ ������� ���������� ���� ���� ��������� ��� ����� ������ ����� ���������� ������ ���������� ������������ �������� ����� ���������
���� �������� ���������� �������������� ������ ���� ����� ��������� ��� ��������� ����������� ������ ������� �������������� ��������� ��������� �������� ���������� ��� ���� ��������� ���������� �������� ����� ���� ����������� �����������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ����� ������� �� ������ ��� ������ ��� �������������� ��� ���� ����� ����� ����������������� ����� ���� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������ ����������������������� ��������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������� � �������� ��� ����� �������� ����������� ��� ���������� ���������� ��� ����� ������ �� ������� ������������ �������� �������
��������� ��� �������� ���������� ������� ������ ������������ ��� �������� ����� ������� �� ���� ��������� ��� �� ���������� �������� ��� ������ �������� ���� �������� ��������� ��� �������� ��� ��� ���� ������ ������ ��� ���� �����
���������� ��� ��������� ������� ������ ����������� ��������� ����� ��� �������� ����� ���� ��� �������� ��� � ������������������������� ������������������������������������������������� � �������������� ������������� �������� ��������� ����������� ��������� ��� ����� ��������� ������ ��������� ������ ��������������������� ������������������������ ������������������� �����������������������������������������������
������������ �������� �������� ��������� ���� �� ����� ��������� ��� ���� ������ ���� ������� ������������ ����� ���� ����������������� ��������� ��� ���� ��������� ������� ���� ��������� ����� ��� �� ������ ��� ������ ���������� ����� ���������
����������� ����� ������ ���� ��������� ������� �� ����� ���������� �������� ���� �������� ��������� ������� ��� ������
������� ������������ ��� �� ����������� ��������� ��� ������� ������������� ��� ������ ������ ������������� ��� ���� ��������
������������������������������������������� ����������������������������������� ��� ����� ���������������� ���������
������ ����� ���� ����� ���� ��� ������� �������������� ���� ������������ ������ ��������� ����������� ����������� ���������� ����� ��� ������ ��������� ��� ���� ������� ��� �������������� ���� ����������� ��� ������ �������� ������ ��� ��������
������

– 240 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������

������������������������������������������������������������
�������������
��������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������� ������ ����� ������ ������ ����� ������� ������������� ����� ���������� ��������� ��������� ���������� ������� ��������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���� ����� ����� ��� ����� ���� ��� ���� ��� ���������������������������������������������������
������ �� ������ ������� ��� ������ ���� �� �� ���� ������������������������������������������������
���� ������������������������������������������
�������� ��� �������������������������������������
��������������������������������������������������� ����� ���� �������� ������ ��������������������

���������������������������������� ������������������������������
��������������������������������������
���������������������������������������� ��� �����������������������������������������
����������������� ������������������ ����� ������ �� ��������������� �����������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������

����������������������������
��������������������������������
��������������

�������������������������������������������������� �� ��������� ����������� ��� �������������������
������������������������������������������������� �� �� ���� � �� � � � �� � � �� � � � � � � � � � � � � � � � ��� �� � � �� � � ��� ��� �� � � �� � ����� ��� �� � �� �����������

��������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������

– 241 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

���������������������������

����������������������������������������������������������������������
�������������
��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������������������������������������������������������
– 242 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������������������������������������������������������
��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������

��������������������������������������������������������

�����������������������������������������������
– 243 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ������� ���� ������� �� ��� �����������������������������������������������������������������������
������� �������� ��� �������� �� ������� �������� �� �������� ���������� ��� ���� ����� �� ��������������������
������� ����������� ���� �������� �������������� ����� ������� ������� �������� ��� �������� ���� �������
����������� ��� ���� ����� ����� ���������� ������������ ��� �������� ����������� ��� ���������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������

������������ �������� ����������� ��������� ��������� ����������������������������������������������
����� ���� ������ ������� ���� ������� �� ��� ���� �����������������������������������������������������������
������� ������� �� ������� ��� ���������� ������������ �������� ����� ���������� �������� ����� ����������� ������ ������� ������� �������� ��� ���� �������� ��� ��������� ���������� ����� ��������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������� ��� �������� �����������������������������������������������������������������������������
�����������������������

������������ �����������������������������������������������������������������������������������������
������� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������
����������� �� ������ ��������� ��� ������ ���������� ��������� ���� ��������� ��� ����� ����� ���������
����������� ��������� �������� ��� �������� ���� ����� ����� ������� ������������������������������������������� ���������� ������� �������� ��� ����� ����� �������� ����������� �������� ���������������������������
���� ������������ ��� ������� ��������� ��� ��������� ������� �������� ��� ������ �������� ����������� ������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������

– 244 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

������������ �������� ������������ ��������� ��������� ��� ������������������������������������������������
������� ��� ����������������� �������� ��������������������������������������������������������������������� ������� ������������������������������������������������������������������� ����������������������������
������ ��� ��������� ����������������� ����� �������������� ��� ����� ���������� ��������� ���������� �������� ���������� ���� �������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� �������� ���� ����� ����� ��� ������ ������ ��� ��������� ��� ��� ���������������� ��� ����� ������� �������������������� ������ ��� �� ����� ������� ����� ��������� ���������� �������� ������� ����������������� ��������
���������������������������������������� ������������������������������������ ��������������������������

�������� ����������������� ��� ���� ����� ��������� �� ���������������������������������������� ������� ���� ������� ���� ���� ������� ������������������������������������������������
������������������

����������� ��� �� ��������� ������ ����������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������

– 245 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

��������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������� ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������������������������������������������������������������������������������������������
���� ��� ������� �������������������� ���� �������� ������ ��� ���������������������������������������
�������������

������ ����� ������������� ��� ���� ��������� ����� ��� ���� �����������������������������
�����������������������������

– 246 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������
�������� ��������
�������� ���������
��
��

�����
��
������� �������� ����� �������������

�

�

��

��

�

�����������

����������� ��������
������ ���������
��
��
��

����� ��������� � ��������� ������ ��

�
�

�
�

�

��

��

�����������

������������

����������� ��������
������ ���������
��
��
��
��

�����
�
������� � �������� ������ �

�
�

�
�

��

� ����������

�������������

��

�
��

������ �� ������������������� ��� ������� ����� �� ����� �������� ���� ���������� �������������� ����� ���������� ������ �������� ������ ����� ����������� ����� ���� �������
��������� ����������������������������������������������������������

���������� ���� ��� ���� ������� ������ ����� ����������������������������������������������������
���������������� ������������� �������� ����� ��������� ����� ��������� ������ ������ ������ ��� �� �����
�����������������������������������������������������������������������

– 247 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

����

�����������������������������������������������������
������

��������������

������������������������� ��������������������� ����������������
��������
�����������������
����������������
�������
������������� ���
����
� ��
� ��
�
���������������������������� ������������������������������
���������������������
�������������
��������������
����������������
�������������
��������������������
������������������������ � ��������������������� � ������������������������� ������������������������ �������������������
����������������������������
���������������������������� ������������� �����������������������������������������
������������������������������
��������������������
����������������
��������
����������������
������������������
����������������������
�����������
���������������������������� ���������������
��������������
��������������������
�������������
��������������������
��������������������������� ����������������������� ����������������������������
���������������������
������
������������������������� ����������������������������
������������������� ��������������������
������������������� �������������������� ��������������������
��������������������
����������������
��������������
��������������
����������
��������������������������� ����������������������� �������
���������������������
���������������
��������������������
�������������
�������������������������
������������
��������������
���������������
�������������
���������
���������������������������� ����������������������� ������������
������
�������������������������
���������������������
��������������������������������
������������������� ��������������������
�������������������
��������������
����������������������
����� �������������
��������������
������������
����������������
����������������������
������
������������������������� ����������������������� ����������������������
���������������
��������������������
������������
���������������������������� ���������������
��������������
����������������
��������������
��������������������
���������������������������� ��������������������� �������
�������������������������
���������������������
������������������������� ���������������������������� �������������������������
�������������������
�������������������
��������������
��������������������
����������������
��������������
��������������
�����������������������������
������������������������� ��������������������� �������
��������
���������������������
���������������
��������������������
���������������������������
�������
�����������������
��������������
��������������������
��������������
��������������������������� ��������������������� �������
�������������������
���������������������

������������ �����������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������
�������������������������������

– 248 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

�����

�����������������������������������������������������
��������������������������

�����������������������������������������������������
�����������������������������������

�����������������������������������������������������
���������������������

– 249 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����

��������� ������������������������������������������������
�������������������������������������������������

��������� ���������� ��� ��������� ������ ���� ������ ���� ��� ���� ��� ���� ������ ��������� ������
��������������� ����� ��������� ����� ��������� ��� �������������������������������������������������������
������ ��������� ������ ������ ���� ������������� ������ �������� �������� ��� �������� �����
������������������������������������������ ������ ������ ���������������������������������������������������������������������
���������������������� �������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������
����������������� ���������� ���� �����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������

– 250 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���� ����������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� �������������������������������
���������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������������������������������ ������������ ��������� ���� �������� ��� ������� ������������ ���� ����������� ���� ������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ��� ������� ������ ��������� ������ ��� �� ������ ����� ���� ����� ������� ��� ��������� ���� ����� ��������������� ��� ������� ��������� ���� ��������� ��������� ��� ������ ���� ����������� �������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� ���� �������� ����� ����� ��� ���� ���������� ��� ���������� ���� ��������� �������� ��� ��������
������������������������������ �����������������������������������������������������������������������
������� ����� ���������������� ���� ����� ����������� ���������� ������������ ���������� ��������� ��������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� �������������������� ��������������������������������������������������� ���������������������
��������� ��� ���� �������� ����� ����� ��� ���� ���������� ��� ���������� ���� �������� ��� ������ ��������
���������������������������������������������������������� ��������������������������������������
������� ��� �� ���� �������� ����� ���� ��� ��������� ����������� ���� ���������� ����� ���������� ��� ���������� ��������� ��� ���� �������� ������ ������� ������ ���� ���� ���� ��������� ��� ���� �������� ����� �������������������������������������������������������������������������������������������������������
������� ������������� ����������� ��������� ������ ��� ���������� ���� ���������� ������ ������� ���� �������
������ ������ ���� �� �������� ��������� ��� ���� �������� ����� ����� ������� ���������� ����������� ���� ������ �����������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ������� ��� ���������� ����������� ��������� ��� ���� �������� ������ ��� ������ ����� �����
���������������� ���� ����������� ����� ������ ��������� ���� ���� ������� ��� ����������� ������������� ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������� ���� ��������� ����� ��� ����� �������������� ��������� ������ ����� ���� ��������
��������� ��������������� ������ ����� ����������������� ��� ���� ����������������� ���������������
�����������

– 251 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������������������
�������������������
���������������������������������������
��������������������������������������
�����������
������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������

��������������������������
����
���

����

����

����

����

����

����

����

����

����
���

���

���

���

���

���

���

���������������

���

���

���

���

���

���

���������

�������

���

�����

���

��������������

�

����
����

����������

�

����

�

�
�����������

������������

������

�������������

�����

�

�

�

�

�

�

�

�

����������������
�����������
����������
�������������
�������������������
�����

����

��������������

�

�����

������������
��������
�������������

���������������������

– 252 –

�

���

�����
���

����

����

�

��������

����

���

����

������

���������

����

�

�

����

���
����

�

�

�

����

�����

���
����

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��������������������������������������������������������������������

������������
���������������������������������������������������������������

���������������������������������������
���������������
����������������������������������������������������������������

���������������������������������������������
���– 253 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
� ������������������
��������������

18-1

18-3

18-2

18-6

18-7

18-4

18-5

18-8

18-9

�����������������

18-10

� �����������
���������������������

�������������� ����������������
������������������ �������������������
���������������
������������� �����������
������������ ������������������������� ����������������������
�����������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������

���������
��������

�������

��������

����������

��������

���������

�������

�����
�����

������
��������

���������� ��������� ��� � ��� � �� ��� �� ��� ��� ��� ��� ���� ��� � ��� ��� ��� ����������
����������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
������
������ ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
������
������ ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
������
������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
�������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� �����������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
������
�������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������
�������
������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������� ����� ���� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������

����
����
����
�������
�����������

����
����
����
– 254 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

�����
�����

����

����

����

����

����

����
����
����

�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
�����������
��������������������������������������
��������������

������������������������������

���������������

��������������������
�����������������������

��������������������������������������������������

���������������

��������������������
����������������������
���−���≒�������������������������������

��������������
�����������������������
����������������������������������������������������

��������������

�������������������
��������������������������������

– 255 –

��������
�������
��������
��������

����������
��������

�����������
����������
���������
��������
����������

��������
��������

�������

��������

����������

��������

���������

�������

��������

�����
�����

������

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�����
����� ����
����

����

�����

�����

���

���

���

����

���

�� � �

����

���

���

����

�������
�����������

����

����
��� � ���

����

�����
����� ��������� ��� ��� � ��� � � �

�

�

�

�

����

�����

����

����

����

����

�����

�����

���

�

�

�

�

� � �

�

�

�

�� �

��

����

����

����

����

����

���� �����

���

���

����

���

�� � �

����

���

�

�

�

�

����

����

����

����

����

����

����
� ��� ��� � ��� � � �

�

�

� � �

����

����

�����

����

����

����

����

����

����

����

����

���� �����

���������� ����
����

����

�����

�����

���

���

���

����

���

�� � ��������� ��� ��� � ��� � � �

�

�

�

�

�

� � �

�

�

����

����

����

����

��� � ���

�

�

�

�

�

�� �

��

����

����

����

����

����

����
��� � ���

����

�����

����

�

�

����

�

����

– 256 –

�

����

�� �

����

��

���� �����

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

����

����������������������������������

���������������������������������������

���

���

�����

������������������������������������

�����

���

����������������������������������

���

���
�

���

�
���

�

���

���

���

�

���

�

���

���
���

���

���

�

���
���

�

�����������������������������������

���

�

���

���

��

�

��

����

���

���

���

�

���

���

�

�

���

���

���

�

���

���

�

��

���

��

�

�������������������������������������

���

����

�

��

����

��

�

�

����

����������������������������������

��

��

����

���������������������������������

���

���

���

�

���
���
���
�
�

���

���

�
�

�

���

��

�
�

��

����

����������������������������������

�

���

�

�� � �

��

���
�

��

����

�

���

����������������������������������

����

��

�

��

�

��

��

����

����������������������������������

��

�

���
�

���������������������
������������������������
����������������������

���

���

�

���
�
���

�

�

���
�

���

���

�
�

�

����

��

�

��

����

�

�

����

���������������������������������

��

����

��

��

������������������������������������

��������������������������������������

���

����

���

�����
���

���

���

����

�

�����

����������������������������������

���

����

�

��

����

�

�

���

���
����

�

�

���
���

���

���

����
����

���
���

����
�

�

�

���

�

����

�

��

��

����������������������������������

���

���

���

���

����
�

�

���

�

�

�

��

����

��

���

���
���
�

�

�

�

�

��

�

��

�

�

�

����
���

����������������������������������

���

����

�����������������������������������

���

�

�

��

��

����
�����������������������������������

���

���

���

�
���

���

���

�

���

�
���
���

���

���

���
���

���
���

���
���

���
���

���
�

�

�

�

�

��

���

��

�

�

�

����
���

�

�

��

��

���
�

�

�

����
�� � �

����������������������������������

�

��

��

�

���

�����������������������������������

�

�

��

��

����

���������������������������������

��

���
���

���������������������
������������������������
����������������������

�
���
�

�
�

�

��

���

���

�

����

���

���

�

���

�

���
���

�
���

���

���
�

�

����

�

�

����

�

��

����������������������������������

�
�

��

����

�

�

�

����

�

��

��

�����������������������������������

���

���

�

�

�����

�

�

����

�

��

��

�����������������������������������

���

�����

�����������������������������������

���

���
�
���
�

�
���

�

���

���
���

���

���
���
���

���

�
�

���

�

��

��

����

��

���
�

��

�

��

��

��

��

�
�

�

����

�����������������������������������

�

���

��

��

��

��

�

�

��

����

����������������������������������

�

���

��

��

��

����

�����������������������������������

�������������������������������������

�

�

���
�

�

�

�

�

�

���
�
�
���
�

���

���
�
�

�

�

�

�

���
���

�

�

��

��

��

��

�
�

�

����
���

��

��

��

��

�
�

�

����

�����������������������������������

���

���

���

�� � �

��

��

��

��

�����������������������������������

���

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

���

�

��
�

�

��

��

����

��

��

�
�

�

��

��

����

��

��

– 257 –

��

��

��

��

���������������������
������������������������
����������������������

���

���

�

���������������������������������

�

���

�

����

����

�

�

��

��

����

��

��

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���������������

��������������

����������

�������

��������������

����

�����

�

��������������
�����������������
��������
�������������

���������������������

– 258 –

�

���

���

���

�����

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����������������������������������������������������������������
�������������
��������������������� ������������������� �����������������������
����������������������� ���������������������������������
���������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
������������������ � ������������������������������������������������������������������������
����������������������������� � �������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������� ���� �������� ��� ���� ������� ��� ���� ������ ����� ���� ���� ���� ������� ����������
������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������ ��� ���������� �� ������ ��� ��� ��� ���� ������ ����������� ��������� �� �������
������������������������������������������������������������������������������������������
������ ���� ��������� ��� ����� ������� ������ ������������� ����� ����� ���������� ��� ���� �����
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
������ ����� ������ ��������� �� ����� ����������� ��� �� ���������� ������� ���� ����� ����� ���� ���������
���������� ���������������� ������������������ ��������� �������������������������������������� ������
���������������� ������ �������������� ����������� �������������������������������� ������������
��������� ���������� �������� ����� ����� ���� ����� ����� ��� ���� ���������� ��� ���� ������ ������ �����
����������������� ���������� ����� ����� ��������� ��� ����� ��������� ������� �� �������� �� �����
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ������������� ���� ����� �������� ���� ���������� ���������� ������ ������ ���������
��������� ���������������� �������������������������� ���������������������������������������� ������ �� ���������� ������ ����� ������� �������� ����������� ������������� ���� ��������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������

– 259 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
�����������������������������������������
���������������������������������������

���������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������
���������������������������������������������

��������������������������������

������������
����������������
���������������
������������

�����������������������
����������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������

���������������������������������������
����������
������������������������

�������������������������

������������������������������

������

����������

��������������������������������������

����������������������������� ��������������������������������������������������� �������������������� �����������������������������������������������������
������������������� ��������������������������������������������������������� ����������������������������������������������
������������������������������ ��������������������������������������������������
������������������������� ���������������

– 260 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����������������������������
�������������������

������������������������������������� ������������������������������������ �������������������������������������������������
��������������������������������������������� ������������������������������� ���������������������������������������������
������ �������������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������

�������������������������������������

����������������������

���������������������������������� ���������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
����������� ������������������������������������������
����������������������������������������

����������������� ������������������������������������������������������ ������������������� �������������������������������������� ��������������������������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������������������

���������������������������������
���������� ������������������������������������������������� �������������������������������������� ���������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������
�����������������������������������
�����������������������������������������������������������
����������������
�������������������������������������������������������
������������������������������

– 261 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������

����������������������
����������������������������������������
�����������������������������������

�������������������������������������
����������������������������

���������������������������������������

�������������
������

���������

�����– 262 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������
������

�����������������
������

����������������
��������������������

�����������������������

����������������������������������
�����������������
�����������������������������

�����������������������������������������

������������������������
����������
�����������������������������
���������������������������������������������
������������������������������

– 263 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������

����������������������������������� �������������������������������������� ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������
�������������������
���������������������������������������

������������������������������������

������������������� ���������������������������
����������������������������������������������������������
���������������������������������������
��������������������������

��������������������������������

– 264 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������
������

������

��������– 265 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������

���������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������
������������� ����� ����������������� �������� ����������������������� �����
������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������� ����������� ��� ������ ���� ���������� ���������� ����������� ���������� ����������
������������������������������ ���������������������������
���� ������� ������ ��������� ��� ������� ������������ ������ ���� ����� ��������������� ������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� ��� ���� ����������� ��������� ������ ������ ��� ��������� ��� ������� ������������� ��� �������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������ ��� ����� ������������ �������� ����� ���� ����� ����������� ���� ����� ���������� ��� ������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����� �������� ���� �� ���������� ����� �������� ����� �������� ������� ���� ����������� �������� ����������������������������������������������
���������������� ��������������������������������������������������� ������������������
���������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������� �����������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
������� ���� ��� ����� ����������� ����� ������������� ����� �������� ��������� ��� ����������� ���������������� ����� ����� �� ���� ���� ������ ��� ����� ����� ��������� ������ ��� ����������� �����
�������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������� �������������������������� ������������������������������������������ �������������
������������ ����������������������������������������� ����������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������

– 266 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
��

������������������������

��
��
��
��
���������
���������
���������
���������
����������
����������

��
�
�
��
���
���
�

���

���

���

���

���

���

���

���

���������
��������������������������������������������������

����������������������������

�����������
�����������
�������������
������������
�����������������
��������������

��
��
���
���
���
��

��
��
��
��
�����������������������������

���������������������������������������������

– 267 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

���
�����
����������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������
���������������� ���������������������� ����������������������������������� ���������������
�������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������� ����������� ������� �������� ������ �� ���� ������ �� ���������� ������������� ����������
��������� ������ ���� �������������� ������� ���� ������ ����� ���� ������������ ��� ������ �� ���� �������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ���� ������������ ����� ������ ������� ��������� ���� �������� �������������� �����
����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������ ������� ��� �� ������� ����� ��� �������� ���� ������ ����� ���� �� �������� ������ �������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ������ ��� ������ ������ ���� ���������� ����� ������ �������������� �������������� ���� ��������������������� ������������������� ������� ����������� ��� ������� ������ ������ ����� ���� �����
����� ���� ������ ������ ��� ���� �������� ����� ������� ���� ������ ������ ���� ��������� ���� �������
������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ���� ����������� ��������� �������������� �������� ���� ������ ����� ��� ���� �������
������ ���� ���� ��� ���� ���������� ���� ����������� ��� ���� ������ ����� ������������� �������� ����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������
����� ������ ��� ������������� ����������� ���� ��������� ��� �������� ������������ ���� �����
������������ ���� ����������� ��� �������������� ��� ��������������� ��� ������ ��������� ��� ����� ��������� ��� ���� ��������� ������ ��� ���� ������ ��������� ������� ���� ���������� ���� �������� ��� ����������������� ���� ������� ����� ��������� ������� ���������� ���� ��� ��������� ��� �������
��������������� ��� ����� ����� ����� ������������� ����� ��� ��������� ��� ���������� ��������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
������ ������ ��������� ��������������� ��� ��������� ��� ��������� �������������� �������������
�������� �������� ���� ���������� ������ ���� �������� �������� ����� ���� ����������������������
������ ������� ����� ���� ������� ��������� �������� ��� ������ ���������� ������� ���� ������ ����� ����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������ �������������������

– 268 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

����������������������������������������
������������� ����������������������
���������������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������������

������������
�������������������������������� ������
������ ��������� ���� ������� ������������ ��� ������ ����������������������������������������������������������������
����� ��� ������ ������� ������������ ������ �������� ��� ����������������������

���������������������������� �����
������ ���������� ���� ���������� ��� ������ ���������� ��� ���������� ����� ������� ���� ������� ��� ���� ������ ������� ������������������������������� �����������������������������
���������������������

��������������������������
������ �����
��������������
�����

�����
���
�

�������������

�����������������
���
����

����

����

�����

��������������������
��������������

�����������������

�

�

�

��������������

�

����

�
�����

– 269 –�� ��

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�����������������
��������������� ��������
���������������������������
�������������������������
�����������

���������������������
�������������������������

�������
��������

�������������
��������������������������������

������������������������
�������������������
������������������������
����������������
��������������
������������������

�����������������

�����������������������

���������
�����������

��
��

��
��

����������

����������

�������

���� ��

������

�������������� �����������������������������
���������������

�����

�
�����������

���� ������������������������

������������

�������

������������
�������������
������������

�����

���

� ��������������������������������
������

�

�

�

���

� ����������������������������������
��������� ��������������������������������
������

���������
�������������

���� ���������������������������
������������ �������������������� ���������������������������
�������������������

�����������

������������
�������������
�����������
��������������������������

���������������������������
���������� ��� ������ ������ ������ �������� �������� ��� ������ ���������
��������� ���� ���� ����� ��������
�������� ���������� ������� ���� ������
����������������������������
������ ��� ��������� ���� ����� �����
������������������������������������
����������������������

– 270 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

���������������������
������������������

��������������� ��� ������� ��������������� ����� ���������� ���� �����
����������������������
����������� ��� ����������� �������
�����������
��������� ��� ��������� �������� �������
��������������������������������

���������������
���������������
������������������� � ���� � ����� ����� � ���� � � �
���

���

���

�����
���

� �������� ����������������������
��������������������������� ����������������������������
��������������������������

���

���
��

� �������� ��������������������������������
�������������������������� ���������������������� ����������������������
�������������������������������������������� ����������������������������������
����� ���������������
������������������ �������������������������
����������������

����� �����
������� � ����

�

���

���
���
���
��� ��� ����� ���� �� � �� ��� ��� � � �����������������������������������������

����– 271 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

����������������� ���������������
����������������������������������������

��������������������������������
�����������

����������������������������
������������ ������������������������������� �������� �����������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
����������������������������
����������������������������������������������������������
������������ ���������������������������������� ������� ������������������������������
������� ����������������������������������������
����������������������������������������������� ��������
������������������������������������������ ������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������������������ ����������������������������
������������������������������������������������������������

– 272 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

�������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
������������
���������� ������������������������������������������ ��������� ���������� ��� ���������� ���� ���� ��������� �������� ������ ���� �������������������������������������������������������������������������������������
�������������� ���������������������������������������������������� ���������� ������� ��������� ���� �������� ����������� ��������� ��� ��� ������
�������� ���� ���������� ������������� �������� ���������� ������
������������������������������������������������ �����������
���������������������������������������������������������������� ������

�������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�������������������� ����� ���� ������������� ��� ���� ��������� ��� �������� ����� ����� ��������������������
��������������������������������������������������� ��������������
������������������������� �������������������������������������������
������ ��� ������ �� ��� ���� ������������� ���� ������ ��� ������ �� ��� �����������������
����������������������������������������������������������������
���������������
������������������

������������������������������������������������������������������ ����������������
�������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������

������������������������
�����������������
���������
������� ����������������������������
���������������������������� ������������������� ������������������������
����������

������������������������������

���������������������������������������������� ��������������������
���������������������������������������
���������
���������������������������������������
���������
������������������������������������
�������������������������������������������������������
������������ ������������� ������
������� ���������������
������������������������ �������������������
���������������������������������������������������������������������������

– 273 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

�����������
������ ������ ������� ����� ���� ��������� ����������� ������� ���� ����� �����������
�������������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
���������������������� ������

������ ������������� ��� ���� ������� �������� ������ ����� ������� ��������� ������������
���������������� ������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������� ���������������
���� ��������� ���� ������ �������� ���� ������� ��� ����� ������������ ������� �����
��������������������������������������������������� �������������������������
��������������

����������� �������������� ��� ����������� ��� ���� ������ ������ ��� ���� ������ ������
��������� ����������� ���� ������ ������������ ��� ���� ������ ����� ���� ������� �����
������������������������� ������������

– 274 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������������������������������������������������������������
��������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������
������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������

– 275 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

Sa

200 km

n
N
C

A

Fa

V

ndr
eas

s

nA

ea
dr
An

Sa

Map
Location

ult
Pacific
Ocean

Devil's
Punchbowl ParkN

Fe nner Fault

Pu
nc
hb
ow
lF

Quaternary Alluvium
Pliocene C rowder Fm.
Mio-Pliocene Punchbowl Fm.

au
lt

5 km

Paleocene S an Francisquito Fm.
Undifferentiated Igneous and Metamorphic Rocks
FaultsC ontacts

Geologic map of the Punchbowl fault on the northeast side of the San Gabriel
Mountains, southern California. The location of the Devil's Punchbowl Los Angeles
County Park is shown.
Outermost damage zone
Middle damage zone
Innermost damage zone - fault coreLinear Fracture Density (#/mm)

70

Cataclasite
Fine grained
Medium grained
Coarse grained

60
50
40

30
20
10
103
104
0.01
0.1
1
10
100
Distance from Punchbowl Fault Ultracataclasite (m)Linear microfracture density in the Punchbowl Formation sandstone as a function of distance from the Punchbowl fault. Distance intervals of the three fabric domains isindicated. Density determined from the total number of fracture intercepts along ninety(90) randomly oriented line segments from 3 mutually perpendicular petrographic sectionsfor each sample.

– 276 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
max

max

max

min

Fault Tip

Andersonian

Wear

Schematic diagrams illustrating mechanics based models for microfracture development associated with fault formation and wear. a) Fault models assuming homogeneous stress. Anderson model for fault formation predicts microfracture orientation at approximately 30 to fault.
Wear models predict microfractures form at 50 to 70 otfault for frictional sliding at limiting
conditionor for weak faults. b) Fault model for fault growth by tip propagation. Microfractures form locally in tip region from stress concentration. Depending on mode of tip
propagation, microfractures are expected to form at orientations different than far-field principal stress directions. c) Fault model for wear along wavy, frictional fault surfaces. Microfractures expected to form locally associated with stress concentrations formed by offset along
rough surfaces. Microfractures generally predicted to form at orientations different than farfield. For some loading conditions and weak faults, microfractures form approximately normal and parallel to the fault surface.
N
fa ult growth Andersonian

fault normal

fa ult growth mode II tip

b-axisfa ult growth mode III tip

fa u

wear - frictionalsliding at lock-up

lt p
la n
e
slip direction

wear - sliding onrough, weak fault

Orientationsof microfracture predicted by models of fault growth and wear for the Punchbowl fault. Great circle shows orientation of the Punchbowl fault; diamonds show the orientation of the fault b-axis, normal and slip direction assuming a N65 W strike, 65 SW dip, and
35 rake to the SE. Lower-hemisphere equal-area projections with North at top.

– 277 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���
N

Microfracture Fabricof Middle Damage Zone

N
N= 8442

Microfracture Fabric of Innermost
Damage Zone - Fault CoreN
N= 1129

Fabric of Healed Microfracturesin Outermost Damage Zone

N= 4335

Comparison of fault model predictions and the composite fabric of amicrofractures inthe three fabric domains of the fault.

– 278 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������
���������� ����������������� ��������������������������������������������������� �����������������
������������� ������������������ ���������������������������� ����������������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
������������ ��� ������������ ��������� �������� ������������ ��������� ������� ������� �������� �������������������� ���������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������
����������� ������� ���� ����������� ���� ������������� ������� ������������ �������� ���������� ������ �������� �������
�����������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ������ ���� ���������� ��� ���� ����������� ����� ������� ����������� ��� �� �����
����� �������� ��������� ���� �������� �������� ��� ���� �� ���� ���� ��� ���������������� ������������� ���� �������� ���������� ���� ������������ �������� ��������� ���� ��������
�����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������� ���� ���� ��������� ����� ����� ����� ��������� ��� ��������� ��� ���� ��������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������
����� ���� ���������������� ������������� ��� ����� ��� ������������� ��� ��������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���� ����� ���� ���������� ������������ ��������� ���������� ���� ��������� �������� �����
���������� ��� ����� ����������� ���� ��� ������� ��� ��� ���������� ������������ �����������
������������ ����������������������������������� ������������� ������������� ������ �����
������� ��� ���� ����� ����� ��������� ����� ���� ���� �� ���� ���� �� ��������� ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� ���� ��������� �������� ������ ��� ������ �������� ��� ���� ��������� ������ ��������
������ �������� ��� ���������� ����������� ����� ����������������� ���� ���������������� ��� �������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������

– 279 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

����������������������������������
���������������������������������������
�������������������������������
������

����������
�������������
����������
���������
������������� ������������ ��������� ����������
�������� ����������
���������� ������
���������� ������
������ ���������� ���������� �����������

�����������������������������������������������
�������������������������������������
�������������������������������������

��������
�����������
������

�����������������������

��������������������
��������������������

��������������������������

���������������

�����������������������������������������������
�����������������������������������
�����������������������������������

�����������������
���������������
�����������
����������
���������������

���������������

�����������������������
– 280 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
�����������������������������������������������
�����������������������������������
�����������������������������������

�������������
������������

�����������������������

�����������������������������������������������
�������������������������������������
�������������������������������������

�����������������������������

�����������������������

������������������������������
����������������������������

�����������������������������

��������������
��������
������������

�����������������������������

�������������������������

– 281 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

�����������������������������

�����������
��������������
�����������������������������
���������

����������

�������������������������������������������
������������������������������������
�����������������������������

�����������������������������

�������������������������������
������������������

�����������������������������������
�����������������������������������
������������������

�����������������������������������������
���������������������������

– 282 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
�����������
������������
�����������
�����������
�������
���������������
���������������

���������������������������������������������
����������������������������������������������

������������������������������������
������������������������������������

�����������
������������
�����������
�����������
�������
���������������
���������������� �������������� ���� ������������������������������������ ����� ����������������������������������
�������������������� �������������� ����� ����������������������������������������
��������������������������

�����������
�����������������
������������

�������������������������������������
���������������������

���������������
�������������������
������

�������������������

��������������������
�������

�������
������������������
�������������������������� ���������������������������������������������� ������������������������ ���������
���������
�����������������
���������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
��������������������������������
��������������������
�����������������������������������������������������
���������������������������������������������

– 283 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

�������
������������������
�������������������������� ���������������������������������������������� ����������������������������
�����������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
��������������������������������������������
��������������������������������������������������������������

�������������
��������
�������������
�����������
����������������
�����������������
�������������
��������
�������������
�����������
����������������
����� ��������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������������������
���������������������������������������
����������������� ������������������������������������������������
��������������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������� �������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
���������������������������������� �������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
����������������������������������

– 284 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Poster Session

P1: Downhole Measurements– 285 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

� ���������������������������������������������������������������
���������������������������� ������������������
��������������������������������������� ���������������� �����������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������ � ����������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������

��������� �� �������������������������������������
���������������������������������������������������
���� ��� ���� �� ������ �������� ������������ ��� �������
������������ �������� ������� �� ������������ ��������� �������� ������� �������� ������� ����� ������ ������
���������� ���������� ������� ���� �������� �����������
������� ����������� ������� ����� �������� ��� �������������������������������������������������������
���������� ������������� �������� �� ����� ���� ������
������ ���� ������� ���� ������������� � ��� ����� ������� ������������� �������� ������ �� ����� ������������ ����� ������ ����� ���� ������ �� ����� ���������� ������ �������������� ������ ������ � ��� ������������� � ������������
����������������������������������������������� ������ �� ������� ��� ������������� ����������� ����� ���� ������ ����� �������� ���������� � ����������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� � ���������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������ � �������������������� ����� ������� ��� ���� ������� ������ ���� ����� � ��������� ��� ����� ����� ����� ��������� � ������������������������������������������������������������������ ��������������� � ������������������
����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������ ������ �������� ������� �������� ����� ������ ����� ��� ����� �� �� ������ ���� ������ ������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ������ ��� ����� ������ ������� � ��� ������� ���������� ������� �������������� ���� ������������������������������������������������������������� � ����������������������������������
������ ������ ����� ������ ������� ��� ���� ������� � ��� ��� �������� ������������ ����� ����� ����������
����������������������������������������� �������������������������������������������������
����� ����������������������������������������������������������������������������������
���������� ��� ���� ������� � ��� ����� ����� ��� ��������� ��������� �������� ���� ���������� ��� ���������
������� ��� ������� ������� ������ ���� � ���� ��� ���� �������� ������������ ������ ���� �������� ��� ���������������������������������������������� � ���������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
– 287 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

������� ��� � ���������� ������������� ��� ����� ���� ������������
�������� ���������������������������������������������������
�������������� ���� ����� ������� ��� ����� �������������
����������� ���������� ������� ����� ����� ��� ����� ������� ��������������������������������������� � �������������������

���������� � ��������������������������������������������������
���������������������� �� ���� ��� ���������������� ���������
��������������������������������

��������� � �����������������������������������

������� ��� ���������� ������������� ��� ����� �� �������� ����������� ���� ������
�������� ��� �������� � ����� ����� ��� �������� ��� ����� �������� ����� ���������
�������� ���������� ��� ������� ������� � ������� ������ ���� �������� ��� ���� �������
���� ��� ���� �������� ������������ ������ ���� ���������� �������� ��� ���������������
�������������������������������������������������������������������

������� ��� � ������������� ��� ������������� ���������� ���� ��������
����������� ����������� ��� ��������
����� �������� ��� ��� �������� ������
���� ������ ������� ��� �� �����������
���������������������������������� ���������� ������ ��������� ������������ ������ ������ ��� ��������� ����� ��������� ��������� ������� ��� ������ ���������� ����������� ��� �� ��������� ����� ���������������� ������� ������� ����� ����� ������ ��� ��������� ����� �� ���������� ��������� ���������������� ������� ����� ��������� ����� ���� �������������� ������ ������� ������ ���������� �������������������������������������������� ����������������������������������������������������
������� ����� �������� ���� � ��� ������������ �������� ����������� �������� ��� ���� ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������

– 288 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������� ��� � ���������� ���� �������
������� ��� ���� ������������� � ����� ����������� �� �� �� ��� ������������� �� ��� �� ���������������������������������������������

������� ��� ��������� ������� ���� �������������� ��� ������������ ������������ ������������ ��� ��������������������� � ����������� �������������������� ����� �� �������� �� ���� �� ������� ��� �� �������� ����������� � ��������� �������� ������� ������
����������������������������������������������������������������� � ���������������� ������������ ��������������� ��� �������������������� � ���� ������ ��� ������������ ���� �����
��������������������������� ������������������������ ���������������� ���������������
������ ������� ��� �������� ��� ���� �������� ������� ��� ���� ���������� ��� � ������ ��� ������������������������������������������ �������������������������������������������
����� � �������������������������������������������������

������� ��� � �������������� ��� ����� �����
�������� ��������� ������������ �� ������������
�������������������������������������������
������� ��� � ����� ���� ����� ��� ���� ������ ����� ����� �������� ������� ��������� ������� ������ ��� ���� ������ ��� �����
�������� � ��� ������ ��� ��������� ��� ���������� ��� ���� ������ ����� ����� ������ �����
����������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������� ��������������������������������� �������������������� ��� ����������� � ���������� ���� ������ ���� �������������� �������������� ���������������� ���������������������������������� �������
���������� � ������������������������������������� ��������������������������������������������
��������������� � ������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������� ������� ��� ������������� � ����� ���� �������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������� � ���������������������������������������������������
���� ���������� ���������� ���� ��������������������� ��������� ������ ��������� ����������������������
���������������������������
������������������������������������ ���������������������������������������������� � ������
����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������� � ��������������������������
�������������������������� ����������������������������������������������������� �� �������������
�����������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������

– 289 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���������������������������� � �����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������� � �������������������������������
����������������������������������������������������������� � ����������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������� � �������������������������������������������� ���� � ������

���������� � ����������� ����� ������������ ������� ������ ������ ���������� ��������� ������� �������������� ������������������� �������
������������������������������������� �������������������� ���������������������������������������������������������� � ����������
�������������������

– 290 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
������� ���� � ��������� ������������ ����������� ����� ��� ������� ��������������������������������������
���� �������� ��� ��������� ��� ����������� ������������� � ��������
����� ������ ���� �������� ���������� ������������� ���� ��� ��������
������� ����������������� ��������
��������

������� ���� � ������� ������������ � �������� �������
������� �������� ���� ��� ������� ����� ������ �����
��������� � ����������� ����� ����������� ������������������������� ����������������������� � �� �� ���� ������� ��� ���������������������������� ������� � ��� ��� ��������
���������������������������������������������������������������������������������� � ������������
����� ��������� �������������� ��������������� ������������ �������� ��� �������������� ������������
������������� � ���������������������������������������������������������������������������������
������ ������� ��� ������� ��� ������� ������� � ���� ��� ���� ��������� ������� ���� ���� ���������� ������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ���������������������� ���� ��� ��������� ����� ������ ������������ ����� ������������ ������� ��� ���� ������� �����������
������ ������ �������� ���� �������� ������� ����� ��� �� ��� ���� ��������� ���� ��� ����� ������ �����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������� � ������������������������ ����������� ���� ����� ��������� ���� ���� ������� � ���� ���� ������ ��� �������� ������� ������ ������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������� � ���������������������������������������������������������������� � ���������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ � ������������������������������������� ��������������������������
�������������������������

– 291 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�� ��������������������������������������������������������������������������� � �����������
��������������������������������������� � �������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������� � ��������� ���� � �������� ������ ������ �� ��������� ������������
��������� ����� ��������� ��� ������� �������� ��� �� ���� ������������ ��� ������������� ������� �������� ����� ���� �����
���������������� ���� ���������� ���� ���������� � ��� ������
������������ ����� ��� ��������� � ������� ���������� �����������
������� ���� ������� ����� ��� ����� ���� ��� ���� ��� ��� ��������� �������������� ������� ���� ����������� ������� ����������
��������������� � ���������������������������������������� ������������������������������������

������� ���� � ��� ����� ������ ��� ���� �� ����� ���� ������������
�������� ���������� ��� ������ ��� ������� ��� ���� ������ � ����� ����������� �������� ������ ��� ����� ��� ������� ���� ���� ���� ���������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������ � ��������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������ � ����������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������

– 292 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�� ����� ������� ��� ����� ����� ��� �������� ����� �� ������� ������������� ���� ������� ��� ������ ���������� ������������ ������� ����� ������������� ��������� ����� ����� ��������� ����� �� �������
��������������������� � �������������������� �������� ������������ ������� ��������������� ��������� ���������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
����������������� ��� �������� ���� �������� ������� ���� ���������� ����� ���� �������� ����� ���� ����������� ����������� ���� ���� ��� ������� �������� ������ � ������ ������ ����� �������� ���� ����� ��� ��������� ���� �������� ���� ������� �������������
����� ������ ������ ����������� ������ ��������� ���� �������� �������� ������� ������������� ���� �������������� � ����� �������� ��������� ���������� ������������ ��� �������� �� ��������� ����� ������������ �������� � �������� ����� ����������� ���� ��������� �������������������������������������� � �������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��������� ��� ����������� ������� � ������ ��������� ���� �������������� � ������������ ����������� ������� ������� ����������
�������

����������
�������� ��� ������ ��������� �������������� ������ �� ��������� ������ ��� �������� ��� ������������� ���� �������� ��� ���������� ��������������� � �����������������������������������������������
������ ��� ��� ��� ������ ���� �������� ��������� ��� ������������ � ��� ������ ���� ����� ���������� ����� ��������� �������� ��������
������
������������������������������������������� � �������������������������������������������������������������������������������� ���� ��������� ��� ��� ��������� �� ��� ��� �������� ������� ����������� ���� ����������� ��� ������ �� �������� ����� ����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������� ����������
����������������������������������������������������������������� � ���������������� ��������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
������� ���� ������� ���� ����������� ��� �� ���� ��������� ������ ���� ���������������� ����������� ����������� ����������� ��� �����
������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������� ���� ������������ ������ ������ ��� � �� �� ������ ��� ��������� �� ���������������� ����������� ��� �� ����� ����� ��� ������ ������� �����
�����������������������������������������������������
�������� ��� �� ������� ��� ��� ��� ������ ������������ ��� ����� ��� �� ����������� ����� ����� ���� ���� ������������� ��� ������� ��������������� � ��������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������� ���� ������� ��� ���� ������� ��� ���� �������������� ��� ��� �� ������� ��� ��� ��� ������ ���������� ���� ������ ����������� ������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������
����������������������������������������������������������������� ��������������������� ��������������������������������������
������������������������������������������
����������� ���� ������� ���� ������� �� �� ���� ��������� ������ ���� ���������������� ����������� ����������� ����������� ��� �����
�������� ����� ����� ������� ������ ��� �������� ��� ����� ����������� �������������� ������� ����������� ��� �� ������� ������ ��� ������� �������� ����� ����� ����� ������ ���� ������ ��� ����������� � ������������ ��� ���� ���� ���������� ������ ������ ������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������� ���������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� ����������� ����������� ����������� ��� ������ �������� ����� ����� ������ ������������� � ��� ��� ����������� �������������������������������������������������������������� � ���������� � �������������������
��������� ����������������� ����������������������������������������������� ������������������ ������ ������������������ ���������
�����������������������
��������������������������� � ������������ �������������������������������������������������������������������������������������
����� ������� ������ �������� � ���������� �������������� ��������� ��� �������� ��� ������� ������� ���������� ������� �����
���������������
���������� ��� ������ �������������� ������ ���������� ���������������� ���������������������� ������������ � ������� ��������� ��������������������������
�������� ��� ���� ���������� ��� ��� �� ������� ��� ��� ������ ���� ������������� ��� ������������ ������� ��� ������� ����������� ��� �������
����� �������� ��������� � ��� ������ ���� ���� ��� ��� ������������������ ������ ���� ���������� ������ ����������� ���� ����������� ��������� � ��������� � �������������������������������������������������������������������

– 293 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
������������ �����������������������������������������������������������������������������������������

��������� �� ���������������������������������� ���������������������������������������������� ��������
�������� �������� ��������� ������ ������ �������� � ������ ������� ����� ������ ����� �� ������� ���� ������������� ������������ ������ ��� ���� ���� �������������� ���������� ��� ���������� ���� ����������� ������������������������������������ � �����������������������������������������������������������
����������� � �������������������������������������������������������������������������������������
��������� �� ������ ���� ���� �������������� ������� ���� ����������������� ������� ����������� ����������������
�����������
���������������������������������������� ��������������������� � �����������������������������������
���� �������� ��������� � ���������� �������� ������ ����������������� ���� ������� �������������
�������� � ������������������������������ �� �������������� � �����������������������������������������
������ ��� ������ ������� ������������ ����� ������� ���������� ������� � �������� �������������� ������
����������������������������������������������� ������������� �� �������������������������������
���������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������
������������������������������������������������
��������������� ������������ ������� ������ �������������������������������� �����������������
������������������������������������������� ���������������������������������������������������
����������������������������������������� � ��������������������������������������������������

���������� � ����������������������������������������������������
�������������������������������������

���������� ������ �������� ������� �������� ����������� ������ ������
������ � ����������������������������

������� ��� � ����������� ��� ��� ������ ����� �� ����������� ����� ������������ � ������������������������������������������������������
������ ������ ����� ������ ����� �������� ���� ���������� ���������������������������

– 294 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������������������������������������������������������
��������������������������������

������� ������ �������� ���������� ������ �� ���������� �� ������ ���������� ��������� ��� �������� � ��� �� ��� ����� ����� ���� ������������ ������ ������ ����� ��� ������ ���� � ����������� ���������
������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
������ ������ ��� ������ ���� � ���� ����� ���� �� ������� ��� ��� �������� ��� � ���� ���� �� ������ ��� �������
�������� �����������������������������
������������������
�������������
����������� ���� ������������ ������ ������������� ������������
������ ��������� ��� ������� ��� ������ � ���� ������ ������� ���� ������������ ���� ���� �� ������ ����������� ������������ �������� �������
��������������������������������������� � �������������������������
������������� ���� ���� ��������� �������� ����� ������ ����������
���������� � ��������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
�������� �������� �������� �������� ���� �� ����� ���� ������������
������������ ��� �������� ��������� ���������� ����� �� ������� ������
������ ��� ���� ���� �� ������ ������ ������
������ ����� ������ ������ ����� ��� ������� � ����������� ���� �������������������������
������������������������������� � �������������������������������
�������������������������������������������� � �������������������������������������������������
�����������������������
������������������������������������������������������
������� ���� ������� ������� �������� ������� ���� �������� ����� ������ ����� ������ ������� ���� ����� ����� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� � ����� ���� ������� �������������� ������� ���� � ����� ��� ��������� ��� �������� �������� ���� ������������������������������������ � �����������������������������������������������������������������
���� �������� ���� � ������ ���� ��� ������ �� ���� ����� ����� ���� �������� ��� �� ����� ������ ���� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������� � �����������������
��������������� ����������� � ������������������������������������������

��������� � �����������������������������������������������������
������� ������������������������ � ��������������������������������
������ � ������������������������������� � �������������������������
������ ����� ��� �������� � ���� ����� ������ ��� ����� ����� ����� �������
������� � ������������������������������������������

������� ��� � ���������� ������������� ��� �������������� ��� ���� ���������� ���� ���� ������������ ������ ���������� ���������� ���������� � ���������������������������������� � ��������������������������������
����� ����� �������� ��� �� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ������ �����������
��������������� ���� ������ ���� ����� ������ ��������� ��� ����� ������������ ������� ����� ��� ��������� ��� ���� ��� � ����� ��� ���� ��� ���� ���� ��������������������������������������������������������������������

– 295 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

������ ��� � ����� �� ��� ��� ��� � ���������� ����� ��� ����� ������� �����
���������������������������������������������������������������
�������������������������
��������� � ��������������� � ���������������������������������������
������ � ������������������������������� ���������������������������
�������� ����� ����� ���� ����� ��� ������ ��� � ������ �� ��� ������ �����
������� ���������� ����� ��� ����� ������� � ������ �� ��� ����� �����
���������������

��������� � ���������������������������������������������������������
����� ������ ������ ������� ����� ��� ������ ���� � ���������� ��������
������������������������������ � ������������������������������������� �� ����� ��� �� ����� ����� ����� ���� ����������� ������� ����� �����
����������������������������������������������������������������
������������������������������������������ � ������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������

��������� � ����������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������� � �����������������������������
����������������������������������������
������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������

– 296 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��������� � �����������������������������������������������������

���������� � ���������������������������������

��������� � ������������������������ � �����������������������������
������ ��� ��� ����� ��� � ����������� ����� ���� ����� ������� ������������� ���� ����������� ���� ������ ����� ���� �������� � ������
����������������������

���������� � ���������������������������������������������������� � �����������������
����������������������� � ����������������������������������������
���������������

�����������������������������������������������������
��������������������������������� ���������� ��������������������� �������������� �������� � �������������
�����������������������������������

– 297 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002�������������� � ���������������������������������������������������
������ ���� ����� ������������� ��� ���� ������� � ������� ���� ������� ������� ����������� ������ ����� ��������� � ���� ������������� ��� ������������� ������ ���� ��� ����������� ��� ������ ��� ������ ���� � ������
���� ������� ����������� ����� ������ ������ ���� ���������� ���� �����
������� �������� ���� ���� ������ �������� ����� ����������� � ������
���������������������������������������������������������������������

���������� � �������������������������������������������������������
��������������������������� ���������������� ������ ���� ��������� �������
���������������� ���������� ���� � �������� ��� ������������� ��� �� ���������� ����� � ������
��������� ��� ��� ��������� � ����� ����� ��������� ��� �������
������������������� ������� ������������������������ � ����������
������������������������������� �������������������� � ��������
�������������������������������������������������������������� ������� ���� � ����� �� ��� ��� ��� � ������ ��� ������ �������� ����� ��� ������� ������� ��� ������ ������������ ������� ���� ������ ���� ����� ����������� ����� �������� ���� � ���� ����� ������ ��� �������� �������� ������
������������

������ ���� � ����� �� ��� ���������������������������������������������
������ ���������� ��� ������� ��������� ���� ������ ������� ����� ������� � ����� ����� ������������� ���� ����� ������ ����� ������ ������������

– 298 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����������������������������������������������������
������� ������ ������� ������ ������������ ��� ������������ ������ ���� � ������ ��������� ���� ������ ����������
���������������������������������������� � �������������������������������������������������������
��������������������� � ���������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������� � ���������������������
������������������ ��������������������� ������������������������ ����������������� � ��������������������
����������������������������������������������������������������������������� � ����������������������
�������������������������������������������������������������������������
����������
������������������������������������������������������������������������������������������������� � ����������������������������������������������������������������������������������� � ������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� � ����������������������������������������������������������������������� � �������������������
����� ���������� ������������� ������ ��� ���� ����� ������� � ��������� ����� ��� ��� ���� ����� ������ ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ��� �� ������ �������� ����� ��� ����������� ������� ������ ���� � ���������� ����� ���� ������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������
����������������
������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ � ���������������������������������������������������������������������������

����������
���������������� �������������� �������� ������ ��������� ������������������������������������ ������������ ������������ ���� �����������������
��������������������� � ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ���������� ��� ���� ������ ������� ��� �� ���������������� ���������������������� ����������� ��� ������ �������� ����� ����� ������� � ���������������������������������������������������������� � ���������� � ���������������������� ��������� ��� ��� ������ ����� ��������� ���� ����������� ��� ������������� ������� �������������� ���� ������ �������� ���������� ��� ������� ����������������������
������������������������������� � ������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������� ������� ����� ������� ���� ������������ �������� ��������� ����������� ������������ �������� ��� ����������� �������
���������������������������������������������������
������������������������������������������������������������ � �������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� � �������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������
�������������������������������������������������������������������

– 299 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
���������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������
������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������� ����������� �� ����� ������ ����������� ��� ����� ������� ��� ����� ����� ���������������� ������ �����������
��������� ���������������������������������� ���������������������������� ��������������������
��������� ���� �������� ���� �������� ������������ ����� ��������� ����� �������� ��� ����� ��� ���� ��������� �������� ������� ����� ������������ ������ ���� ������� ���� ������ ������ ������� ������� ������
������ ��� ������� �������� ����� �� ��� ��� ���� �������� ������������ ����� �������� ����� ���� �������
����������������� ������� ���� �������������� ����� ����� ����� ������ ��� ��������� ������������ �������������� ������������� ��������� ��� ������� ����� ��� ����� ������������ ��� ������� ���� ����������� ������ ��� ����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ����������� ������ ���� �������������� ������������ ������ �� ��������� ���� ��������� �����
����������� ������������ ���������������� ������������ ������� ��������� ��� ���� ������������ ������� ��� ���� ����� ��� ����� ������� ���� ������� ��������� ���� ���� ������ ��� ���� ���� ��������� ����������
����� ���������� ��� ���������� ��������� ���� ���������� ����������� �������� ��� ��������� ������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������
���� ������� ��������� ������ ��� ������� ��� �������� ������������ ���� �������� �������� ��� ���� �������������������������� ��� ������ ��� ������������ ������ ������� ������ �������� ����������� ����� ������� ����� �����
���������������������������������� ������ ���������������������������������������������������� ������ �� ��������� ��� ����� �������� ������������ ���� ���� �������� ������ �������� ������ �������� �� ����� ��� ���� ��������� ��� ������������ ���������� ��� �� ��� �� ���� ������ �� ��������� ��� ��������� ������� �������� ����������� ��� ���� ��������� ��� ������������ ���������� ��� �� ��� ��� ������������ ��� ������� �������� �������������� ��� ��� �������� ������������� ����� ������
�������������� �������� ����������������� �������� ������������ ���������� ��������� ����� �������
��������������������� ���������������������������������������� ������������������������������������� ��������
������������� ����� ����������� �������������� ��� ������ ����������������� ������������ �������
���������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������ ���������� ��������������� �����������������������
����������� ����� ���������� ��� ������������������� ����������������� ��������������������
����������������������������������������������������������

– 300 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 301 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 302 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������

�������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������� �������� ���������� �������������������������������� ���������� ���� ���������� �������
����� �� ������ ������ ������ �������� ����� ���� ����������� ��������� ��� ������ ��� �������� ��������������� �� ��� ������������� ��� �������� ��� ��������������������������������������� ������
��������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
���� �������� �������� ������������� ��������� ���������� ������������� ������ ������������ ������������������������������������������������� ���� ����������������������� �����������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ����� ���� ��� �������������� ��� �������� ���� ��������� ������������� ����� �� ����� ������
���������������������������������������������������������������������������������� ����� ���������� ���� ������������ ���������� ��� ���� ������ ����� ����� ��������� ����������
���������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ����� ��� �� ���������� ��� ���������� ��� ��������� ���� ���������� ���� ����� ���������
�������� ������������������ �������� ����������� ��� �������� �������� ���� ������������ �������
����������������������������������������������������������������� ���� ��������� ����� ������������ ������ ������ ��� �������� ��� ��������� ����� ��������� ��� ��� �������� ���� ��������
����������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������� ����������������������
������� ������������������������������������������������������������������������������������
���� ��� ��� ���� ����� ���� ������������ �������� ���� ������ ��� ����� ��������� ����� ������ ��� �������������������������� �������������������������� ��������� ��� �������������� ������� ������� ����������������������������� ��� ��������� ���������������������������� ����� �������������������
����������������� ����������� � �������� ������������ ������������� ��� ���� ���� ������������������ �������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� �������������������� ������ ������ �������������� ���������� ������������������� �����
�������������� ��� ��������� ����������� ��� ��������������� ����������������� ��������� ������������������������������������

– 303 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Figure 1�������
P-waveFault zone

Tu
be
wa
ve

e
av
w
e
b
Tu

Fault gouge

Fault gouge
Fault gouge

Cataclasite
Fault gouge

Figure 1. VSP section and geological structure of GSJ borehole. At several depths, tube waves are
generated from P-wave and propagate upward and downward. Arrows in the VSP section
indicate distinct depths of tube wave generation. These tube wave generations suggest thatpermeable fractures and permeable zones exist at these depths.

Figure 2

Fault zone
Figure 2. Composite log of GSJ borehole. The fifth track displays
the Stoneley wave forms, and permeability indicator obtained from
Stoneley wave slowness is shown onthe right track. Note that several
regions in the fault zone, such as fault gouge and cataclasite,are permeable.

– 304 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

Figure 3

Figure 4

Figure3. VSP section around ht e fault gougein the
coaxial zone. The tube wave going in an upward
direction is clearly generated at the depth of 624 m.

Figure 5

Figure 4. Comparison between theoretical curves and VSP data
for the depth ofthe fault gouge. The estimated permeability ofthis permeable zone in thefault gougeis remarkably high tobe
about40darcy. The width of this permeable zone is determined
to be 1.0 m from the Stoneley wave attenuation.

Figure 5. Theresults of Stoneley wave analysis around thefault gougein
the coaxial zone. The red shaded zones in the Stoneley wave analysis indicate
permeable zones. The width ofpermeable zone in the fault gougeis determined
to be 1.0 m rfom Stoneley wave attenuation.

– 305 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������������������������������������������������������������
���������������������������������������������� ���������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������

��������� ���� ������������� ��� �� ����� ��������� ������������ ����� �� ������ ����� ��� ���� ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������� �������� ��������� ����� ����� ����� ��� ���� ������������������������������������������
������������ ������ ������ ����������� ������������ ������ ����������� ���� ����������� ��� ��� ������� ������������� ������� ��� ����� ������������������ ������������ ��� ��������� ���� ������� ����������� ����� ������� ����� ��������� ��������� ��� ������ ��� ��� ������ ������ ��������� �������� ��� ����� �������

�������� ������� ����� ������ ��������� ��������� ���� ����������� ����� ��� ����� ��������������
��������������� ���� ����������� �������� ���� ��� ���������� ����� ���� ������� ���������
�������� ��������������������������������� �����������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ��������� ��� �� ���� ��� ������ ������� ����������� ����������� �������� �������� ������

����������� ��� ���� ��������� ��� �������������� �������� ����� ���� ���������� �������� ���������� ��� �������� ���� ���������� ���� ���� ��� �������� ��� ��������� ���������� ����� ������������ ������ ��� ������ ������ ������������ ������� ��� ������ ��� ��������� ���������� �������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������ ��� ������ ��������� ��� �������� ���������������������� ��� ������ ������ ������� �������� ��������� ��� ���������� ����� ���� ����������� ��������� ��� ���� ������� ������ ��� ���������������� ������ ���� ��� ���� ������������� ��� ��������� �������������� ��� ��������
������������������������������������������ ��������������������������������������� ������������ ���� �������� ����� ��������� ��� ������ ������ ����� ������� ��� ��� ����������� �����
�������� ��� ��������� ������������ ���� �������� ����������� ��� ���� ������ ����� ���� �������� ������� ����������������� ����������� ��� ���� ������� ������� ��������� ��������� ����������
������������ ���� ���������������� �������������� ����� ���� ����� ������� ���� ����� ����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������

– 306 –

���

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������������������
�����������������������������
������������������������������
��������������
���������������������

������������������������ ����������������������������������������� ��������������������������������������������� ��������������������������������������� ������������������������� ���������������������� ������������������������������� ��������������������� ���������������������

���������������������������������

��������������������
������
��������������
– 307 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������������������������������

�����������������������������������

������������
����������

�������������������

�����������
������

– 308 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������������� �������������������������������� ���������������������������������� ������������������������������������������������ ���������������������

��������������������������� ������������������������������������������ ���������������������� �������������������������������������� ������������������������������������������������

���������������������

– 309 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

������������������������������� ��������������������������������������� ����������������������������������������������� ����������������������������������������������� �����������������������������������

������������

– 310 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Poster Session

P2: Surface-based Observation– 311 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�������������� �������� ��� ���� ����� ������� ������ �����������
���������� ����� ����������� ������� �����
������������������������������� ��������������� ��� ������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������� ��������
��������������� ��������������������������������������������������������������� ����������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������� ���� ����� ������� ����� ����������� ����� ����������� �������� ������ ���������� ��������������� ����������� ���� ������������� ���� ��������� ��� ������� �������� ������
�������� ������� ���� �������� ��������� ���� ���������� �������� �������� ������� ������������������������������������������������������������������ ��������������������������
������ ��������� ���� ������������� ���� ����� ������ ������������ ���� ������� ����� �������
���������������������� ��������������� ������������������� ��������������� ����� ��� ������
���� ���������������������� �������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
���������������� ������������������ �������������������� ����������������� ���������
��������������� �� �������� ��������������������������� ���������������������� �������
������������ ���������� ����������������������� ���� ������������� ������� ��������� ����������� ��������������������������������������������������������������������������������
������� ������ ��� ���� �������� ����������� ��������� ����� ���� �������� �������� ��� ������������������������������������������������������������������������������������������� �� ��� ��������� ���������� ��������������� ���� ��������������������� ��� ������� �������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���� ��������� ���� ��� ����� ���� ������������� ���� ����������� ������ ������ ���������������������������������� ������������������ ������������������������������� ���������� ������������� ���� ������������ ������������������� ������ ���������������� �� ���������������� ����������� ������� ��������� ������������������ ��� ������������ ���� �������
���������������������������������������������������� ������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������� ����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������� ������� �������������� ������� ����������������� �������������� �������������� ����������
���� �������������� ������� ������������ ������ ����������� ��� ���� ������� ����� �������
���������� ����� ������ ������������������ ���� �������� ��������������� ��� ��������� �������������������������������������� ������������������������� �������������������� ������������� �������� ��� �������������� ������ ��������������� ������� ���� ��� ���� �������� ������������������������������� ����������������

– 313 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����������������������������������������������������������
�����������������������
�����������
�����������������������������������������������������������������������
����������������
������������������������������������������������������������������������������
�������������
��������������������������������������������������������������������������

��������
���������� ���� ���������� ������� ������ ����������� ��� ��� �������� ������������� �� ������� ��������� ��� ���� ����������� ���� ��������� ��� ���� ����� ����� �������������� ������ ���� ����������� ������� ��� ������������ ������ �� ��������� ������������� ��� ����������� ������� ��������� ������ ���� ��������� �������� ���������
���� ���������� ������ ������������ �������������� ������� ���� �������� �������
���� ����������� ��� ������� ���� ��� ���� ����� ���������� ���� ���������� �����
������������ �������� ���� ����������� ���������� �������� ������������ ������ ������������� ������ ������������ ����� ����������� ������� ���������� ���������
������������ ����� ���� �������� ������� �������� ����� ���� ������ ������ �����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
�������� ����� ����� ��������� ��� ���� �������� ���� ����� ���� �������� ������
��������� �� ����� ������������ ��� ��������������� ������������ ���� ������� ����������� ������������������� ���������� ���������������� ����������������������������������� �����
����������� �������� ����������� ������� ����� ��������� ��� ���� �������� �������� ���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������������� �������������������������
���� ������� ����� ����� ��������� ���� ���� ������� ����� �������� ����� ��� ���� ������ �������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
���� �������� ��� ���� ��������� ����� ���� ������� ������ ��� ������ ���������� �����������
������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������
���� �����������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������� ��� ���� ������� ������� ������� ��� ���� ���������� ������ ����������� ���������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������

– 314 –

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 315 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

Exploration of subsurface structure across the Atera fault zone

���T. Tanaka1, H. Aoki1, M. Okubo1, M. Onishi�, and K. Oshita3
1. Tono Res. Inst. of Earthq. Sci., Yamanouchi1-63, 509-6132, Japan (Phone: +81-572-67-3107,
Fax: +81-572-67-3108, E-mail: tanaka@ tries.gr.jp, aoki@ tries.gr.jp, okubo@ tries.gr.jp)
2. JGI Inc., Meikei Bldg, 1-5-21, 112-0012, Japan (E-mail: oshita-kenichi@ oyonet.oyo.co.jp)
3. OYO Corp., Nakashima102, Seko, 463-8541, Japan (E-mail: onishi@ jgi.co.jp)

Introduction
We carried out seismic and gravity prospecting in Kashimo village (here in after, Northern area)and Sakashita town (here in after, Southern area) across the Atera fault zone (Fig. 1). In the seismic
prospecting (Line-1˜ 3&A), a general vibroseis method was used and horizontal tomography
analysis (Northern area only) was tried, too. In the gravity prospecting, a micirogravity method wasused (one digit high-precise than what we call "1 mgal-aimed" survey). In the Northern area, agraven structure has been estimated geologically among a few parallel faults. We aimed to reveal the
precise three-dimensional structure of the graven or fracture zone, and detect the structure which
related to the tectonics of Central Honshu Island. In the Southern area, the Ueno basalt (or Ueno
volcano) widely covers the southwest side of the Atera fault and must have been concerned in thefaulting. We aimed to investigate the relationship between basalt distribution and fault.
10 km
Results･Southern area
Northern area
The deepest event is confirmed about 20km
depth. In thesouthwest part of Line-1, a seriesof reflection events, which slightly tilts in thesouthwest direction, exits from 4 to 8 km
depth. Near the center of Line-1 (about 600m
interval of the fault crossing site), somereflection patterns peculiar to fault are found.
A non-reflective zone is correspondent to the
Ueno basalt layer from the comparison with ageological map. The basalt is high density
Southern area
(probably more than Naegi-Agematu granite),and the interpretation of the gravity anomaly isdifficult. In future, referring to the drilling data
of NIED, we want to try three-dimensional
structure analyses.
Fig . 1･Northern area
The deepest event is confirmed about 11km depth. A reflection event obviously concerning thefault activity is found until 1.5km depth. Among the two or three parallel faults, the collapse
structure is seen and the velocity structure changes suddenly. The low velocity zone detected by
the horizontal tomography between Line-2 and Line-3 agrees with this collapse structure.
Moreover, low gravity zone also corresponds the same position.

The authors wish to express their grateful thanks to Dr. Ryuji Ikeda and Dr. Kentaro Omura, who provided theinformation of "Atera active fault zone drilling project" by NIED.

– 316 –

������

������

������

������

�

��

��
�

�������

��������

������

�������

�������

�

���

�

���
����

�������

���������

��

��

�����

��

��

�������

�����������

���

��
�����

�

��
��

������

������������������������������������������������������

�

��

����
����

��������

�������

�����������

������

��������
������������������������
����������������������������
���������������

�����������������������������������������������
�����������������������������������������������������

�����������������������

����������������
�������������

�������

������������������������
����������������

�������

������������������������
��������������

�����������

������������������

������

������

������

������

�����������

���������

��������������������������������������������������������������������

�������������������������������
��������������������������������

����������
��
��
�

�

�
�

������

������

����������������� ������ ���
����������

������������

���������

����������������

��������������������������
�����������������������

����������������

������

������

���������������������������������������

��������������������������������������

������������

��������������� �������������������������� ���������

����� ����� �������� ����
�� ��
�� ��

�
��
��

���������������������������

�

�

�

�

�

�������

������������

��

�

��

����

�������

�����������

������������������������������

���������������������������������
��������������������������������

������������������������������
����������������������������������
�������������

��������������������������
��������������������������

�����������������
��������������������������������������
��������������������������������������������

�������� ������� ������ ���������������

������������������

��� ����� ���� ���
��� ����
�� ��
�� �
�

����������

���������������������������������������������������

����

�

������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���– 317 –��������� ����� ����
�

��
��
�

�

�
��

��
��
�

��

��
��
�������������������

�

�

��

�

�
��

������

���������

���������������������������������������������������������������

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���

�

�

�

��

���

��

�
����

���

����

�

�

�

– 318 –

�

���
���

���

�
��

��

�

�

��
�
����

�

��

����
�� ���������
�

����

��

��
�

�

����

��

��

�� ����
�������� ������� ���
������ ������� ���
�

�

���

����

���

�

��

���� ���� ���� ��� ��� ��� ���

�
��

���

������
������
������
���������������������������
��������������������������

�����������

�������
�������

����

��

��

��

��

����

����������������

�
��

����

���������������������������������������

����������

��

�

��

����
��

�

�

��
��

�����������������
����������������

���

��

����������

�������������

�����������

�

�

�

�����������������
����������������

�

����

�
��

������

���
�

�

��

��

��

�� ��
� ��

������������ ���
�
��

�
�

��

�
��

���

����

����

���

���

�

����

����

����

����

����

����

��������
������

��������������
�������������

������

�������������������������
�����

����

�����

������

�����������������
����������������

�

�����

����

�������

����������������

����������������������������������

��������������������������������������� ���� ���
��
� ��
�
�
�
�
�
��
��
�� � ��� ����
�������� ������

�����������
�������������

�����������������������������
����������������������������

������������������������
�����������������������������
�������������������������

��������

���������������

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����
���

�����
�����

�

�
�

�

�

�
�

�����
�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��������������������������������������������������
�����������������������������
��������������������������������������������� ���������������� ������ ��� ������ �� ���������� ������ ����� ������ ����� ������� ��������� ������ ���������� ������ �������
���������������������������������������������������������������������� � ������������ ���������������������������������������������� ��������������������������������
�������������������������������������������������������������� � ������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������� � ������������ �������� ������������� ������ ������������������������������������� �������� ������������
�������������������������������������������������������

���� ����� �������� �������� �������������������� ���� ����������� ��� �������� ��������
������ ���� ���������� ������ ������� ������ ��� ���� ������� ����� ������� ������ ������� ������
�������� ��� ���� ��������������� ���������������� ���� ������ ���� ������������ ������������� ����������������������������������������������������������������� �����������������������������
������������������������������������������������������������������������������������� ������ ��� �������� ���� ����������� ������ ������������ ����� ���� ������� ����� ������� ����������� �������� ��� ����� ���� �� ������ ��� ����� ��������� ������ ��� ����� ���� ������ �������������������� �����������������������������������������������������������������������������������
���� ������ ���� ������ ���� ���� ������� ������ ������� ���� ����� ��������� ���� �������� ���������������� ��� �������������� �������� ����� ����������� �������� ������� ��� ���� ���������
���������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ������������ ��� ���� ������ ��� ���� ������ ������� ���� ���������� ���� ����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������ �������� �������� ����� ���� �������� ������ ��� ���� �������� ����������� ����� �������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�������� ����� ��� ���� �������� ����� ��� ����������� ����� ���� ������������ �������� ����� �������� ������� ������������ ������ ���� ��� ��� ����� ������� ��� �������������� ���� ����������
����������������������

– 319 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������� �������������� ���������� ��� ������ ���������� ��������� �������� ����� ���� ������ ��������
�������������������������������������������� ��������� ������� ���� ����������� ���� ������������� ������� �����������
������ ��������� ������� ������ ���������� ������ �������� ����������������
����������������������
��������
������������������������
���������������������������� ������ ������� ��� ������������ ��������� ��� ���� ����� ������� �������� ����������
��������� �������� ����� ��������� ������������� ��� �������� ���������������� ��� ����������
���������������������������������������������������������������������������������������������� ������� ������ ����� ���������� ����������������� ������ ��� ����� ������ ������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������ ��� ���� ������� ������������ ����� ��� �������� ������� ���� ����������� ��������� ������
������� ���� �������� ���� ���� �������� �� ��������� ����� ����� ������������ ��� ����������
����������� ��������������������� �������� ����������������� ���� ������������ ���������������
���������� ��������� ����� ����� ��� ���� ����� ��� ��� ������� ������ ������������ ���� ������
���������� ��� �������� ����������� ����� ��� �������� ��� ������� �������� ������� ����������� ����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������ ������ ��� ��������� ������ ���� ������� �������� ���� ��� ���� �������� ������
����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������

– 320 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

– 321 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������������������������������������������
��������������� �� ����������������������������������� �������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������

��������
���������������� ����� �������� ����� �������� ���� ��� ������������ ���� ����� �����������
���������� ��� ���� �������� ����� ��� ���� ���������������� ������ ����� �������� ������ ��������������������������������������������� ������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
������ ���������� ������� ��� ��� ���������� ��� �� ������� ���� �������������� ���� �������
��������������������������������������������������������������������������������������������
������ ��� �� ������ ��� ����������� ���� ������������� ������� ������������� ������ ����� ������ ������������������������������������������������������
���������������� ����������� ����� ���������� ��� ����� ��������� ��� ������ ���� �������������� ��� ������ ���� ������� �������� ���� ���������� ������ ���� ���� ����������� ��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
����� ��� ������ ��� ���� ������� ���������� ������ ������� ���� ���������� ������������ ��� ����������� ������������� ���� ������������ ���������������� ���������� �������������� ����������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����� ������� ������������� ��� ���� �������� ���������������� ���������� ������� ��� ������������

– 322 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

���������������������������������������������������������������
�����������������������������
�����������������������������������
������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������� ���� ��� ������ ������������ ��� ����� ����� ���� ����������� ���� ����������������� ������ ����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �������� �������� �������� ������
����������������������������������������������������������������������������������������� �� ������ ��� ������ ����� ����� ������������ ���� ������� ���������� ����������� ��� ������������������������������������������������������ ���������������������������� ��������
������� ����������� ��� ���������� ��������� ��������� ���� ���������� ��� ���� ���������
����������������������������������������� �������������������������������������������
���� �������� �������������� �������� �������� ������� ������� ���� ��������� �������� �������
���� ������� ����� ������� ��� �� �� ������� ������ ������ ������ ��� ���������� ���� ������
������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ����������� ��� ������� ��� �������� ������� ���� ��� �������� ������� �������
���� ��������� ������� ���������� ����� ���� ��������� �������� �������� ���� ����� ���� ��� ��������
������ ��������������������������������������������������������������������������������
����� ����� ����� ���� ������� ��� ���������� ���� ���� ��������������� ���� ��� ������� ���������
���������� ����� ���� �������� ������� ����� ������� ��� ��� ���������� ����� ��������������� ��� ������������ ������� ���� �������� ���� ���������� �������� �������� �����
������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ������������������� ���� ���������������������������������������� �� � ��� �������
������ ����� ���� ���������������� ����� �������� ����� ���� ����������������� ��������� ���� ������
������������������ ���������� ����� ������� �������� ��� �������� ����������������� ��������� ���������������������������
������ �������� ��������� ����� ���� ��������� ������������� �������� ��������� ������� ���� �������
������� ��� �� ������������ ��� ���� ���������� ��� ����� ����� ������������ ���������� ������� �����������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���� ����������� ������ ��������� ������������ ������� ���� ������������ ���������� ���� ����������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������

– 323 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

��������������������������������������������������
����������������������������������������������������������
���������������
���� ������������������������������
�������������������������������������������������

��������������� ����������������������������������������������� ������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����� ���� ����� �������� ������������ ����� ���� �������� ���� �������� ���� ����� ���� �������� �������� ������� ���� ��� ������ ������������ ����� ����� ��������� ���� ����� ���������� ������ �����
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������ ���� ������� ���������� ����������� ��� ���� �������� ������ ����� ��������
������������ ������ ��� ����� �� ����� ����� ��� �������� ��������� ��� ���� ������ ���������� �� �����
����������������������������������������������������������������

����������������

�������������������������������������������������������������������������������������
�������� ���� ���� �������� ����� ����� ����������� �������� ����� ���� ����� ���� ����������
���������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������� ���������� ���� �������� �������� ������ ��������� ���� �������������� ��� �������
������������ ���� �������� ������� ����� ���� ���� ��������� �������� ������� ����� �����
���������������������������������������
���� � �� �
���
�� �
�
��������������
����� � � � ����
��
�
�
�
�
����
�� �
��
��������������������������������
����� � ���������������������������� � ��������������������������������������������������
���� ����� ����� ��������������� �� ��� ���� ������������ ���������� �� ��� ���� ���������� ��������
���������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������������ ���� ������� ��������� ���� ���� �������� ������� ����� ���������� ���� ���� ��������
������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������

– 324 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
�� � �

�� �
�� �
��� �

������������������������������������������
�� �
�� �
��
����� ���������������������������

�

�

�

�

����

���

��������

���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
����� ��� ���� ����� ����� ����� ���� ������� ��� ���������� ���� ���� ��������������� ���� ��� �������
���������� ���������� ����� ���� �������� ������� ������ �������� ���� ��������� ������� ���� ������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������

�����������

��������������������������������������������������������������������������������������������� �� ����������������������������� ������������� ������������ �������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������� ��� ������������������������������ ������������ ����������� ������������ ����� ������ ����� �������
�������� ���� ��� ������ ��� ���������� ��� ������������ �������� ���� ��������� �������� ��� �����������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������� ���������� ���� ������� ������������� �������� ������� ���� �������� ������� ��� ����� ������������� ��� ������ ����� ������ ������������ ����� ������������ ������� ����� ��� ���������
���������������������
�����������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
– 325 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����

�������������������
���������������

����

����

����

����

����

Distance<2km

2km<d<4km
4km<d<6km

���

���

6km<d<8km
d>8km

0.
1M
Pa

���

1M
Pa

10
0M
Pa
10
MP
a

����

Lines indicate stress drop

���

���

���

���

��������������
�����������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������
�����������

M<0.0
0.0<M<1.0�����

1.0<M<2.0
2.0<M<3.0�����������������

����

M>3.0

���

��

�

���

����

�����

������
�

����

����

����

����

�����

�����

��
���������
������� ������� ��������
����������������������������������������������������������������������������
– 326 –

�����

�

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
������

Stress drop(sd)<0.01MPa
0.01MPa < sd < 0.1MPa
0.1MPa < sd < 1.0MPa
1.0MPa < sd < 10.0MPa
sd > 10.0MPa������

������

�����������
�������
�������
��������������������������������������������������������������������

�������� �

OT0a����������
�����

��
��
��
��
���

stress drop (ds) < 0.01MPa
0.01MPa<ds<0.1MPa
0.1MPa<ds<1.0MPa
1.0<ds<10.0MPads>10.0MPa

���
���
��

�

�

����������������

��

��

�
���������������������������������������������������������������������������������������

– 327 –

�

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���������������������������������������
��������������������������������������������������������
���������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
������������ � ������� � �������� � ��������

����������������������������
���� ������� ������������ ����� ������������ ���� �������� ���������� ��� ������ ������������ �����
�������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����������� ����� ��� ���� ����� �������� ������� ������������ �������� ������� ��� ����������
������� ������ ��������� ������� ���������� ���� ������� ������ ���� �������� ��� ������ ������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ���� �������� ����������� ����� �� ��������� �������� ���������� ����������� ������������ ��� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��� ������� ���� ��������� ������� ��� ������������� ��� ���� ���� ��������� ��� ��������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������� ���� ���������� ��� ���� ��������� �������� ��� ����� ����� �������� ����������� ��� ���������� �������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ������������ �������� ��� ����� ����� ������ ��� ������ ������ ����� ��������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������� ������ ��� ���� ������� ������ ��� ������ ��������� ��� �������� ����� ����� ����������� ����� ��������������� ��� ��������� ������ ������ ���� ������ ������������ ��� ������ ��� �� ������ ������
�������������� ������ ���� ��� ������� ��� ������ ����� ���� �������� �������� ����������� ��������� �����
������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������� ����������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����� ����� ��� ������ ������������� ��������� ���� ������� ������� ���������� ����� ������������ ��� ������������� ��� ����������� ��������� ������� �������� �������� ������ ���� ������ ������������� ������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������� ����������� ����� ���� ��������� ������� �������� �� ������������� �������� ��������
������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������� ��� ������� ��� �������� ���������� ������ ������ ��������� ���� ������� �����������
���������� ��� ����� ������� ��� ����������� ���� �������� �������� ��������� ������ ������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������� ���������� ���� �������� ������������ ��� ��������� ��� ���������������� ���� ��� ��������
��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������

– 328 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
������

������������

������

������

���������

�������

����������

��������

���������

����������

�

�

�

�

������

��������

��������

��������� ��� ���������� ��� ������������ ��������� ��� ����� ������
�������������������������������������� ���������� �������������
���������������������������������������������������������
��������

����������������

��

���

��

��

��
��

��

��������������������������

����

��

���

��

������������������

���

����

�������������������

����

����

����

����

����

����

����

���
���

���

���

���

���

������� ��� �������� ������� ���� ������� ����������� ������������ ��� ����� ������ ���� �������� ��� ������ ��������� ���� ������
������� �������� ���� ����� ���� �������� ������ ����� ���������
�������������

��������������������

���������������

���

���

���

���

���
����

�������������������������������������������
����

����

����

����

�������������������

– 329 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

���
���
���
���

������

���
���
���
���
���
���
���
���
���
����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

�������������������
���� �������� �������� �� � �� ������
������� �� � �� ������
���������� ������
���������� ������
������� �������� �����

�������������������������������������������������������

����

����

����

����

������������������

�������� �����
��������� ������
������� �� ��������� ������
����������� ������
������ �� ������ ������
�������� �� ��� ������

����

��
��
�� ��
�
��� ��� ����� ���
���

����

����

����

���

���

���

���

���

���

���

���

���
��� ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� �����������������������
������������������������������������� ���������������������������������� ��������������������� ����������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
– 330 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

������������������������������������������������������������������
����������������������������� �������������������������������������
��������� ����������� ��������� ����������� ������ ������������ ��������� ����� ������� ���������
��������������������������������������������

��������� ������������� ����� ���������� ��� �� ����������� ������ ��� ���� ������ ��� �������� ��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ���������������� ������������ ��� ���� ������� ����� �� ���� ���� ��������� ���������
������������������ ���������� ��� ������������������������ ������������ ���������������������������� ��� ����������� ������ �������� ������������� ��� ��������� ������������� ������� ���� ������ ���� ������������ ������� ���������������� �������� ��� ����� ���������� ��� ����������������� ��� ��������� ����������
������������� ���������������������� ������������ ������� ����������������������������������������
��������������������������������������������������������������� ������������� ����������������������
������������������������������������������������
���� ���������� ��������� ��� ���� ����������� ��������� ������� ���� ������� ���� ������� �������� ������������������� ������������������������������������� ���������������������������������� �������������
��������� ���� ������������ ��������� ������������ ��������� ��� ��� ����������������� ��������� ����� ����������������������������������������������������������� ����������������������������������������
������ ��� �� ���� ���� ������ ���������� ������������ ����� �������� ���� ��� ���� ������������ ����� ��� �������������� ��� ����� ������ ���� ����� ������������ ������������� ��� ����� ���������� ���� �������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������� ��������������� ��� ������� ����� �������� ������� ����� ����� �� ������� ���������� ������ �� ���� �������� ��������� ����� ����� ����� ������������� ������ ���������� ���������� ����� ����� ��������� ����� ����� �������
����� ��� ��� �� ����� ������ ����������������������� ��� �� ������ ������ ������ ���� ������� ������ ���� ��������������� ��������� ������� ��� ����������� �������� ���������� ��� ������������ ����� ����� �������� ��������
������������������ ������� ������������������� �������� ����������� ������� ���� ����������� �������� ������
���� ������������ ��� ���� ��������� ������������� ���� ���� ����������� ���� ����������� ��������
������������ ������� ���� ����� ��� ��������� ��� �������� ����� ������� ����� ����� ������� ��� ���� ����������������� ���� ��������� ��� ������ ���������� ����� ����������� ��� ���� ����������� ������ ����������
�������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ���� ������������� ����� ���� ����� ����������� ��������� ������������ ������� ��� ����������� ����������������������������������������������������������������������������������������

– 331 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

– 332 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������������ ��� �������� ���������������� ��� ������������ ���� ������� ������
������������������������
������������������������������� ���������� ���� ��������� ��������� ��� ������ ����������� ������ ������� �������� �� ����������
�������������������������������������������������������������������������������� ������� ��� ������������� ����������� ��� �������� ���� ������ ���������� ��������
�����������������������
����� ����� ���������� ��� ��������� ����������������������������������������������
������������������ ����� ��������� ����� ���� �������� ��������� ���� ����� ���� ���������������� ��������� ������ ���������� ��������� ������������ ��� ���� �����������������
��������������������������������������������
������ ���� �������� ������������ ������ �������������� ����� ������������ ��� ��������
�������� ��� ���� ����� ��� ������� ����� ������ �����������������������������������������������
����� �������� ������ ������� ������ ������
������ ������� ����� ����� ����� ��� ��������
���� ������������ ���������� ��� �����������
���������� ���� �������� ������ ������� ��� ��������� ������� ��� ����� ������ ������� ������������� ������ ���� ��������� ������ �������
�������� ��� ����� ������ ������ ���� �������
������� ������������� ��� �������� ������������
����� ����� ����� ��� ������������ �������
��������� ��� ������ ����������� �����
����������� ���� ��������� ������ �������������������������������������������������
����� ��� ������ �������������� �� �����������
�������� ����������� ���� ��������� �� ������
������ ��� ��� �������� ��������� ��������� ��������������� ��� ������ ���������� ���� �����������������������������������������������
��������� ������ �������� ������� ��������� ��� ����������������� ���������� ��� �������� ��������
������������������������������������������������� ��������� ������� ����������� ���� �������� �������� ��������� ���� ���������������� ��� �����������������������������������������������
����������������������������������������������
�������� ������� ������ ��� ������������ ���������� ��� ���� �������� ���������������� ��� ����������� ��� ������������ ���� ������� ���������
������������������������

��������
���������������� ����������� ����� ����������
����������� ���� ������� ������� ��� ���������������������� ����� ��� ��������� �������
������ ������� ���� �������� ����� ��������� �������������������������������������������������
���������� ���� ������ ��������� ���� �����
������������� ��� ���� �������� ��� �� ������ ����������� ������� ������ ���� ���� ���� ����� �����
����������������������������������������������
�������� ������� ������ ��� ������������ ���������� ��� �������� ���������������� ��� ����������� ��� ������������ ���� ������� ������
���������� ��� ������������ ���������� ��� �������� ���������������������� ��� �� ����������� ������� �� ������ ��� ������� �������� ��������� ������������������������������������������������
����� ������ ������� ������� ���� ��������
��������������������������������������������
����������������������������������������������
��������������������������������������������
���� ��������� ����� ������ ��������� ��� ������������� ������� ���� �������� ��������
�����������������������������������������������
������� ���� ���������� ���� �������� ��� ������������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������
���� ������� �������� ����������� ����� ���� �����
������� ���������� ��� ���������� ��� ���� ������
�����������������������������������������������
���������������� ��� ���� ������ ������ ��� �������
�������������������������������������� ������������
���������� ��� �� �������� ������������ ��� ������������ ������ ��� ����������� ����������
����� � � ����������� ���� ���������� ������

�– 333 –

���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���
������� ���� �������������� ����� ���� ��������
���������������������������������������������
�����������������������������������������

������������

���
����
���

�����

��

���

��
��

���

�

�����

�

���

��

���

��

���

��

��

���

��

��

��

���

��

���

��

��

���

��
�����

�

���

�����

��

���������������������������������������������
���������������������������������������

��

��

��

��

���

���

���

�����

���������������������������������������� ������ ������������ ��������� ��� �� �����������
������� ���� ����� ����� �������� ���� ������ �����
������������������������������������������
��������
���
����
���

���

���

�����

��� �������������������������������������
����������������������������������������������� ������������ ��� ���� �� ��� ��������� ������������� ������ ������ ��� ���������������� �����������������������������������������������
������ ���� �� ������������� ������ ���� ���� ��������������� ����� ���������� ����� �� ������������� ������ ��� ������� ����� �� �����������
������ ������� ������� ���� ��������� ������������� ������������ ���� ������� �������� ������
����������������������������������������������
������������������������������������������������� ��������� ���� ��������� ����� �����
��������� ��� �� ������������ ������� ��� ���������������� ���� ���������� ��� ����������������� ������� ��� ������ ��� ��� ��� ������ �� ������ ������ ��� ����� ���� ���� �������
����������������������������������������������
�������� ���� ��������� ��� ���� ���������������
���� ������������ ������ ��� �������� �����
������������������������������������

��
��

��

�
��

��

��

��
��

��

��

��

��

���

���

���

�����

���������������������������������������� ������ ������� ����� ��������� ��� ���� ��������� ��� ��������������� ����� ����� ����������� ������
������������������������������������ ������
���� �������������� ������ ���� �� �� ���� ��� ��������������������������� ������������������������� ����������� ������������ ���������� ������������������������������������������������
��������� ����� ��� ������ ��� ����� ��� ����������� �������� ��� ���� �� ���� ��� ���� ����������������������������������� ����������
����� ��� ���� ������� ���������� ����� ��������������� ������ ������ ���� ���� ����������� ���� ������������� ����� �������� ������������� ��� ���� ������������� ���� �������
���� �������� ��� ���� ������������ ������� ��������������������������������� ����������� ������������ ������� ���������
���������� ��� ������������ ��������� ��� ������������ ������ ���� ��� ���� ��������� ��� ����������������������������������������������� �������������� ��� ����� ��� ���� �������
���������������������������������������������
����� ���� ���� �� ���� ��� ���� ���� ����� ��� ���������� ��������� ����� ���� �����������
���������� ��� ���� ������������ ������� ��� ���������������������������� ��� ���� �����������

�– 334 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
���� ���� �������� ��� ������������ ��� ���������
���������������������������������������������
��������� ������ ���� ���������� ��� �������������� ������������ ��� �������
������������������������������������������������
������������� ������ ��������� ����� ���������������������

���
����
���

���

�����

���

��

�
��

��

��������������������������

��

��
��

��

��

��

��

���

���

���

�����

������� �� ������ ���� ���������� ������� �������
���������� ��� ������������ ��������� ��� ������������� ������� ���� ������ ��� ������
����������������������������������

���������������������������������������� ������ ������� ����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �������������� ����� ������������ ������� ������ ����������������������������������������
��������������������������������� ����������
������������������

���

���

��

���

��

����
�����

���

���

��

��

���

�����

��

��
��

�
��

�

��
��

��

��

��

��

����

��

��
��

��

��

���

���

�����

��

��

��

��

��

���

���

����

���

���

���

���

���

�����������������������������������������������
��������������������������������������������
������� ���� ��������� ����� �������� ���� �����
������� ���� ���� �������� �������� ��� ������ ��������������������������������������

���

�����

���������������������������������������� ������ ������� ����� ��������� ��� ���� ��������� ��� ��������������������������������������������� ������������� ����� �������� ���� ����������� �������� ��� ��� �� ���� ��� ���� ����������������� ������ ���� �� ���� ��� ���� ���������������� ������ ���� �� �� ���� ��� ���� ���������������������

������� �� ������ ���� ���������� ������� ������
���������� ���������� ��� ������������ ��������
������� ���� �������������� ����� ��������������� ���������������������������������� ���������� �������������� ������ ���� �� �� ���� ������ ���� ����� ��� ���� ������� ��������� ��� ������������������ ����� ���� ������������ �����
������ ���� ���� ����� �������� ��� ���� ������
�������������� �������� ��� ���� ��������� ��� ��������������� ����� ������ ���� ��������� ���������� ��� ����� ������������� ������� ���� �����
��������� ������ ���� �� ����� ��� ������
�������������� ����� �� ���������� �� ��� ������������ ������� ���� �������������� ������ ������������ ������ ����� ��������� ������� ������
������� ������������ �������� ����� ���������� �� ������ ���� ����������� �����������
����������������������������������������������
��������� ����� �������� ��� ���������� ��� ������������������������������������������
���� �������� ��� ���� ������������ ����� �������������� ������ ������ ���� ���� ��������� ������ ������������ ������� ���� ���� ������� ������������ ��������������� ������ ������������ ������������������������������������������������
�������������� ������ ������� ���� ������������
������ ������ ��� ������ ������������ �����������

�– 335 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

��������������������������������������������
��������������

���

���

��

���

��

�����

���

��

�����

��

��

��

��

�

��

�

�
��

��

��

��
��

��

��

��

��

��

��

���

���

�����
��

����� ����� ����� ����
��
��

��

��

��

��

��

��

���

�����

����

����

���

���

����

����

����

���������������������������������������������� ������������ ��������� ��� ���� ��������� ��� �������������� ����� ������������� ���� �������
��������������������� �����������������������
������ ���� �� �� ���� ��� ���� ���� ����� ��� ������������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���� ����� ��� ���� ������� ��������������� �����
��������� ��� ����� ��� ��� ���� �������� ��� ������������������������������������������������
������������ ���� ���������� ����� �����������������������������������������������
������������������

���

���

���� ����

������� �� ������ ���� ���������� ������� �������
���������� ��� ������������ ��������� ��� ����������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������ ������
���������������������������������� ����������
������������� ������ ���� �� �� ���� ��� ���� ��������������������������������������������������� ���� �������� ��� ���� ���������� ������� ����������� �������������� ���� ������� ��� ������
������������� ������� ���� �������������� �����������������������������������������������
��������������������������������������� ���� �������� ����������� ������
������������

���

���

��

������� ��� ������ ���� �������� ����������
�����������������������������������������������
��������������������������������������������
������� ��� ���� ������ ������� ���������� ������
����������������������������������������������
���� �������� ������ �������������� ��� ���� �����
������ ������ �� �� ���� ��� ���� ������� �������������� ���� ���������� ������������� ������������� ������ �������������� ������������� ���� ��������� �������� ���� �������� ��������������������������������������������
������������������������

��

�����

���

����� �� ���� ���������� ������� ������� ������������ ����� ��� ����� ���� ��� ������� ����� ��������� ������ ��������� ��� �� �������������� ������������ ��� ���������� ��� �� ������������
����������������

��������� �� ���������� ������� ������� ���������� �������������������������������������������������
���������������������������������������������

��

��

�

��

��

��

����

���

��

��

��

��

��

��

��

���

���

�����

���� ���� ���� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �������� �� ���������� ������� ������� ���������� �������������������������������������������������
��������������������������������

�– 336 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
��������������������� �����������������������
������ ���� �� �� ���� ��� ���� ���� ����� ��� ���������

���

���

���

���

��

���

��

�����

���

�
��

�

��

��

�����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��
�����

��

��

���

���

�

��

���

����� ��� �������� ����������� ������
����������������������������������������������
�������������� ������������������� ����������
���������������������������������������������

��

��

��

��

��

��

��

��
�����

��

��

���

���

���

������� ��� ������ ���� �������� ����������
������� ������������� ���������� ����������� ��������������������������������������������������
��������� ������ ��������� ����� ��������������� ������ ������ ����� �����������
�������� ��� ���� ������� ������������ ���� ���������� �������� ���� ������������� ����� �����
���������������������������������������������
������������������������������������������� ������ ������� ������������� �������� ��� ���������
���� ��������� ��� ���� ������������� ����� ������������ �������� ���� ������� ������������� ��������������������������������������������� ������������������������������������������
����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �� �����
��������� ����� ��� ������ ��� ����� ������������� ����� ��� ����� ����� ���� ���� ������
����������������������������������������������
�������������� ����� ���� ����� ���� ��������
������������������� ��������� �� ������������ �������� ��� �� ���� ������� ������������� ���� �����������
���

���

���

���

���

��

���

��

��

�����

��

��

�����

��

�

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��
�����

��

��

���

���

����� ��� �������� ����������� ������
����������������������������������������������
����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �� �����
��������� ����� ������������� ���� �������
���������������������������������������������
������ ���� �� �� ���� ��� ���� ���� ����� ��� ���������

�

�

��

���

��

��

��

��

��

��

��

��
�����

��

��

���

���

���

����� ��� �������� ����������� ������
����������������������������������������������
����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �� �����
��������� ����� �������� ��� ���������� ��� ������������������������������������������
���������������������������������������������
������ ���� �� ���� ��� ���� ���� ������������
������ ���� �� �� ���� ��� ���� ���� ����� ��� ���������

����� ��� ���� �������� ����������� ������
����������������������������������������������
����� ��������� ��� ���� ��������� ��� �� ������������� ����� ������������� ���� �������

�– 337 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

������� ��� ������ ���� ������� ������������
����������� ����� ������������ ��������� ��� ����������������������������������������������
���������� ��� �� ������������� ����� �������
����������������������������������������
������ ����� ������������ �������� ��� ���� ������
������������� ��������� ���� ���� ������� ������
���� �������������� ���� ������������� �������
���������������������������������������������
��������������������������������������������
����� ���� ����� ������� ������������ ������� �������������������������������������������������
���� ���������� ���� ���������� �������� ��� ���������������� ������ ����� �������� ����� ������������ ��� �� ������������� ����� ���� �����
�������������� ���� �������� ��� �� ������ ������
������

������������������������������������������
����� ��� ���� ������ ������ ����� ����� ��� ������ ��� ������� �������������� ������� ������������ ������ ���� �������� ���� ������������� ����� ������ ��� ����� ���� ������
����������������������������������������
������ ���� ���� ����� ��� ���� �������������� �������������������������������������������
������� ���� �������� ��� ���� ������
������������� �������� ������������� �����
���� ���� ������������ ������� �������������
����������������������������������������� �� ��� ����� ������ ����� ���� ������ ��� �����
������������ ����� �������� �������� �����������������������������������������
�������������������������������� ���� ������������� ��� ���� �������
����������� ��������� ���� ��������
�������������� ��� ���� ��������� ��� ������������������� ��� ���� ������� �� �����
��������� ����� ��� ���� ������ ����� �����
������������ �������� ��� ���� ������
������������� ���� ���� ������� �������� �������� ���� ������ ��� ���� �������������
��������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
����������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������������������������
��������� �������� ��� ���� �������������
���������������������������������������
�����������������������������������������
������������ �������� ��� ���� ������
������������� ���� ��������� ��� ���� ������
������� ���� ������������� ����� ���� ��������������������������������

���������������� ������������ ���� ������� �������� ���� �������������� ��������� ��� ���� ��������� ��� ���������������������������������������������������
�������� ��� ���������������� ��� ���� ���������
��������������������������������������������
������ ��� ������ �������� ��� ���������
������������ ���� ������� �������� ���� ������������ ���� �������� ��������� ����� ���� ������������ ��� ���� ������������ ���� ������
�������� ����������� ����� ��������� ���������������� ��� ���� �������� ������������������ ���� ������ ����� ����� ���������
������������������������������������� ��������
����������������������������������� ����������������������������������������
���������� ���� �������� ��� ���������������������������������������������� �� �������������� ����� ����� �������
���� ������������ ������� ��� ������ ���� ������� ��������� ��� �� ������������� ��������� ������� ���� ���������� ��� ��������������� ��� ���� ������ ������ ���������������������������������������������� �� ������������� ����� ��� ���� ������
�����������������������������������������
������� ������� ���� �������������� ������������������������������ ����������������������������������������
���������������������������������������

��������������������������������������������
������� ���� ������ ���������� ��� ������������� ������� ���� ���� �������� �������� ��� ��������� �������� �������� ���� ������������� ������ ���� ���������������� ��� ���������� ���� ������������� ���������� ���� ������������ �������� ��������� ������ ��� ����� ������������� ������ ������ ��� �������� �������� ��������������� ��� ���� ��������� ��� ������������������� ��� ���� ������� ����� ��� �� ��������������������������������������������������
������ �������������� ���� ���������� ����– 338 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

�������� ��� ���� ��������� ����������� ����� �����
������� ����� ��� ������� ��� ����������� ��� ���������� ������ �������� ������ ���� ��������� ����������� ���� ������������ ���� ������� �������
���������������������������������������������
������������������������������������������������� ���� ������� ����������� ��� ���������
����������� ����� ����� ������ ��� ��������������������������������������������������
��������������������������������

������ ������ ��� �� ������� �������� ������� ����������������� ��� ���� ������� ��� ���� ��������
��������� ���� ���������������� ��� ��������������������� ���� ��� ���������� �������������� ����� ���� ��������� ��� �� ��������
�����������������������������������������������
�������

���������� ����� ������������� ������ �������
���� �������� ��������� ��� ����� ������� ��������������������������������������������������� ��� ����������� ��� ���� ���������� ������
�������� ��� ���� ������� ��� ����� ������� ���������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������� ������ ��� ����������� ��� ����������������� ������� ���������� ������ � ������������ �������� ��� ������� ����� ��������
�������� ����������� ���� � ������� ���� ������������� ������ �������� ���� ����� �����
�����������������������������������������
������� ��� ���� ���������������� ��� ������ ����������� ������� �������� ��������� �������������� ���� ����������� ������������� ��������� ������������������������������ ������� ��������
���������������������������������������������
���� ���� �������� ����������� ��� ����������
��������� ��� ���� ������ ��� ���� ������������� ����������� ������ ���� ��� ������������ �����������������������������������������������
���� ����������� ��������� ��� �� ������ ������������������������

�������� ���� ��������� ����������� ����� ������������������������������������
���������� ���� ����� ��� ���� ����� �������
����������� ������������� �������������
������������������������������������������
������� ������ ��� �� �������� ������ ������� ����������������������������������������
������������ ���� ������ ������������� ���������� ����� ��� ������ ������� ��������� �����������������������������
���������������������������������������������
������� ��� ����������� ������ ������������
�������� ��� ��������� ������ ����� ��������
��������������� ��� ���� ����� ��������� �����
���������� ���� �������� ������������ ������
�������������������������������������������
������������������
�������� ����� ���� ����� ������� ����� �������� ��������� ��� ���������� ��� ����������
���������� ������ ������ ����� ����� ���� ��������������
������� ������ � ��� ������ ��� ��������� ��������������������������������������������� ������ ��� ������ ��� ����������� ���� �������� ����������� �������������� ���� �������� ������������ ������������ �����������
�����������������������������������������
������������������������������������������ ����������������������������������������
�������� ���������� ����� ����� ����������������� ��� ��������� ������ ����������������������� ����� ���� ����� ��������� �������� ����������� ���������� �������� ���� ������
����������� ��� ���� ����������� �����
�������������������������������������������
����������������� ����� ���� ����� ��������� ���� ����������
������������� ���� ������� ������� ���� ������

������������ ����� ������� ���� �������� ��� ���������������
�����������������������������������������������
�������� ��� ��������� ��� ���� ������� ������ ������������������������������������������������
��������������������������������������������
��������������������������������������������
�����������������������������������������������
������ ����� ����� ���������� ��� ���������������� ������ �������� ���� ������� �����
�������� ������ ������� ��� ����� �����
������������� ������� ���� �������� ��� �������� ������� ��� ���� ��������� ������� ������ ������������������������������������������������
������ ��� ������� ����������� ������� �� �����
���������� ������ ������� ��� ����� ������� ��� ����– 339 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

���� ������ ������� ��� �������� �������� �����
������� ��������� ��� ������ ����� ��������
��������������� ������ ���� ��� ������� ����������
��������� ���� ������������ ���� ����� ������������� ���� �������� �����������������
�����������������������������������
�������� ����� ���� ��� ��� ����� ��������
�����������������������������������������
������� ��� ��������� ������ ���� ����������
������������ ��� ���� ��� ����� ���� ����� ��������
������������ ��� �� �������� ������ ������� ������ ����� ��������� ���������� �������
���������������������������������������
������������������������������������������
���� �������� ������� ��� �� ������������ �����
�������������������������������������
�������������������������������������������
���� �������� ������� ��� �� ������������ �����
�������������������������������������

������� ��� ��������� ������ ����� ����������
������������ ������ ��� ���������� ���� ����� ������
������������ ������������ ���������� �������� �������� ����� �������� �����������
������������ ��� ��������� ������ ���� ������
������������
������� ������ ����� ������ ���� ����� ���������
���������������������������������������������
�����������������������������������������
���������������������
�������������������������������������������
������������ ��� �� �������� ������������ ��������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������
������� ��� ���� ���������� ��� ���� ����� ��� ��������������� ������ ������������� ��������� �������������������������������������
����������
������
����������������
������������� ��� ���� ����������� ������� ���������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������
�������������������������������������������
����������� ������� ��� ��������� ������ �������������������

�������� ������ ���������� ������������ ����������������������������������������������
�����������������������������������������
���������� �������������� ����� ��� ������
���������������������������
������� ��� ���� ��� ���������� ���������� ��������������� ������ �� ������ ��������
������������ ���� ������� �������� ���������

�– 340 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

P2-11

1/3

���������������������������������������������������������
������������������
������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������
– 341 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

P2-11
Stress

2/3�Stress (bar), Slip (cm), Sliprate/2 (cm/s)

initial stress�

frictional stress

200

Tb

StressDc

final slip

Slip

Tpv

Slip

100
Dc

50

Sliprate

D c'

0

0.0

1.0

0.5

2.0

1.5

Time (sec)

2.5

r,�
5�
r
D (�1 , �2 ,|| t � ||)d�1d�2
4� ��S � r 2 � , �
cT

r,�
� 2�
r
D (�1 , �2 ,|| t � ||)d�1d�2
� ��S � r 2 � , �
cL
r,� ˙
�
r
�
D� , � (�1 , �2 ,|| t � ||)d�1d�24�cT ��S � r 2
cT
r,�
�
r
�
D� � (�1 , �2 ,|| t � ||)d�1d�2
4� ��S � r 2 ,cT� ˙�D� ( x1 , x2 , t )
2cT

250

150

r,� �
vr
3�
vD (�1 , �2 ,|| t � ||)d� d�1d�2
� ��S � r 2 �1 � , �
cT
Integration Terms

Typical Behavior of Stress, Slip and Sliprate on the Fault

� � 3 ( x1 , x2 , t ) �yield stress

3.0

Tb : Stress breakdown time

Dc : Slip at Tb (critical slip-weakening distance)

Tpv : Time of peak sliprate

Dc' : Slip at Tpv

where ��3 is traction, D is slip, � is rigidity, �=cT/cL and cL and cT are Pand S- wave velocities, r=|x-�|, and r,i=(xi-�i)/r. Subscripts � and � takeeither 1 or 2. Summation convention is also applied.

Figure 1: Typical example of the relation between stress, slip and sliprate during the dynamic
rupture propagation. In this example, homogeneous stress field and a simple slip-weakening
friction law is assumed. There are two temporal parameters, Tb and Tpv. Tb is defined as thetime when stress drops at the frictional level. Tpv is defined as the time when sliprate becomesmaximum. And Dc an Dc’ are defined as slips at Tb and Tpv, respectively. Dc is usually called
critical slip-weakening distance. These two parameters are independent, but in most cases, thesetwo parameters seem to be very close to each other.

Figure 2: Integral equation for planar shear fault derived by Fukuyama and Madariaga (1998, BSSA). This equation shows that the stress is proportional to slipratewith integration terms which corresponds to the waves due to past slips. Thus if
the integration terms are small, stress change is caused by the sliprate change. If
this assumption is valid, Dc should be close to Dc’.

Oct 06, 2000 Western Tottori Earthquake (Mw6.6)
Station Distribution

station usedstation not used

Stress Breakdown Time

36˚

3.0

34˚

10

2.0
]

W

[km

132˚

134˚

136˚

utio
trib

-12

no

0

(a) Total Stress(b) Stress from Integrals

50

om

lip

-4 nce fr
ta

lt S

Dis

35.0˚

10

au
fF

-8

0E
N15
0

0

15

4 m]
[k
ter

0 ocenHyp)
0
10 (cm
Slip

4
Dep

th

8

[km

]

12

1.35

t=

12

1.20

en

1.05

10

6.1x
18 Nm

10

Time [s]

To

0.90

8

0.75

om
0
20 tal M

0.0
0.60

20

Dis

4

1.0

32˚
130˚

-8

Hyp

om

0

e fr

tanc

N30

ter
en

oc

Dis

-4

Stress [MPa]35.5˚Figure 3: Example of stress time variation during the dynamic rupture.
At around the stress breakdown time (Tb), the integral terms varysmoothly because they are caused by the past slip history.

Distribution of Maximum Horizontal Peak Ground Velocity [cm/s]

34.5˚

134˚

133˚

Figure 4: Slip distribution of the 2000 western Tottori earthquake estimated by a waveform
inversion of broadband waveforms. Broadband stations are shown in upper-right panel.

���������

���������������������������

�����������

�����������

��

��

�

�

�

�

���

���

���

�

��

��

��

��������

��

���

�

��

��

��

��

��

��������

���

�

��

��

��

��

��

��������

���

�

��

��

�

�

�

�

���

���

���

�

��
��
��������

��

���

�

��
��
��������

��

���

�

��

��

��

��������

��

���

���

���������

��

���

���

���������������������������

��

��

��

��
��
��������

��

���

�

��
��
��������

��

Figure 6: Fit of waveforms between observation around the fault (solidlines) and synthetic ones (broken lines) computed by the dynamic
model (Dc=70cm, Figure 5).

Figure 5: Dynamic rupture model based on the kinematic model shown in Figure 4.
Snapshots of sliprate distribution are shown at ﬁxed timesteps.

– 342 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

P2-11

3/3
�������������������������������

�������������������������������
�������

�������
����

���

���

���������

�

�

�

�

�

����

���

�

�

�

�

�

�

���

�

�

����

����

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

����

���

���

�

�

�

�

�������

���������

�

�

����

�

�

�

�������

�������

�����������

�

����

���

��� �����

����

���

��� �����

�����������������

���������

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��

��

��

��� ����

��

�

�

�

�� �����

Figure 9: Comparison between Estimated Dc’ (left) and assumed Dc as well as between Tpv andTb (right) obtained by the dynamic modeling (Figure 5) . Red circles are for the model with
Dc=30cm and blue triangles are that for Dc-70cm. Tpv and Tb are very close to each otherand estimated errors are less than 20 %.

Figure 8: Time variation of stress, slip, and sliprate at particular points on the fault obtained by
the dynamic fault model for the western Tottori earthquake (Figure 5) . Two different Dc areassumed to fit the slip history obtained by kinematic model (Figure 4). Note that slip time function
is very similar for different Dc, but sliprates are quite different. When short Dc is used, Tpv
becomes earlier. This sliprate sensitivity enables to measure the critical slip-weakening distanceindependent of fracture energy.

��������
35˚ 30'����

35˚ 24'

GSH

�

���

TTRH02������

��

���

���

-0.2

35˚ 06'

������
���

���

���

���

��
�
�������������

�

10 km

��

��

133˚ 00'��

133˚ 06'

133˚ 12'133˚ 18'133˚ 24'

133˚ 30'35˚ 00'

Displacement

-0.4
0.0

35˚ 18'35˚ 12'������

Velocity

0.0

0.4

Displacement [m] / Velocity [m/s]�������������

�

Displacement [m] / Velocity [m/s]

GSH N150E

������

�

�

�

�

2.0

4.0

6.0
Time [s]

8.0

10.0

TTRH02 N150E

0.2

Displacement

0.0

-0.2

0.0

Figure 7: Distribution of Dc’ (slip at Tpv) around the fault on the surface. These values are estimatedfrom the radiated waves emitted from the dynamic model of the western Tottori earthquake (Figure
5, Dc is assumed to be 25 cm). Station locations are also shown as open triangles.

Velocity

2.0

4.0

6.0

8.0
Time [s]

10.0

12.0

14.0

Figure 9: (left) Aftershock distribution plotted with two near-fault stations (GSH and
TTRH02). (Right) Fault parallel component of ground displacement and ground velocity at these two staions. Following the discussion above, Dc’ is estimated at 40cm at
GSH and 30cm at TTRH02. It should be reminded that slip near the vertical strike
slip should be twice of the displacement. Taking into account the correction factors
estimated by the dynamic rupture modeling, Dc is evaluated at about 70cm.

Conclusion
We proposed a new method to measure the critical slip-weakening distance during
the dynamic rupture. This method enables us to estimate the critical slip-weakening
distance independent of fracture energy. We demonstrated that for the 2000 western
Tottori earthquake, critical slip-weakening distance is well estimated at about 50-70 cm.
This is because its fault model is well constrained by both regional distance waveforms
and near distance strong motion records as well as two near-fault waveforms wereavailable.

Acknowledgements: Near-fault waveforms at GSH are provided by the Tottori prefecture and TTRH02 by KiK-net, NIED.

– 343 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

�����������������������������������������������������������������������
����������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������� ��������
�������������������������������������� ����������� ������� ��� ������� ������ ��������� ��������� ���������� ������ �������
����������������� ����� ����������������� �������� ����������������������� ��������
��������������������������������������������������������������������������� ������ ���� �������������� ������ ���������� ������� ����������� ���������� �����
�������� ����������������� ����� ����������������� �������� ��������������������
����������� �������������� ������ ��������� �������� ���������� ������ �������� ����������������
���������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������� ������ ���������� ��� ���� ������� �������� ���� ������������� ��� ����������� ����������� ��� �������������� ����� ��� ���� ����� ������������ ������ ����������� ��� �� ����� ����� �� ������ �����
�������� ���������� ���� ������������� ����� ������ ������ ����� ��������������� ������ ��� ���� ����� ��� ���� ���� ������ �� ��� ������ ���� �������� ���������� ������� ��������� ���� ����� ������������
������� �������������� ��� ��� ��� ��� ������ �������� ��� ��� ��� ������������� �������������� ������
��������� ����� ���������� ����� ��������� ��� ���� ������������� ���� ������������� ��� ����������
������������ � ��� ������������ ��� ���� ���� ��� ���� ����� ������ ���� ���������� �������� ����� �������� ���� ���� ������������������������������������������������������������������������������������������������
��������� ������ ��� �������� ����� ���������� ��� ������������ ���� ��������� ������ ������������������������������������������������������������������������������������������������
������ �������� ����� ������������������ ������������� ���� �������������������� ���� ��������������
����� ����� ���� ��� ������ ������� ��� ������ ������� �������� ����������� ��������������� �����
����������������������������������������������������������������������������������

– 344 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

– 345 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

– 346 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

P02-13

1/3

����������������������������������������������������������������
�������������������������
�����������������������
��������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������� ��� ������ ���������� ��� ��������� ���� ������� ������ ����� ���� ������������� ������� �������� ����� ��������� ���� �������� ������� ������� ���������� ��� ������������ ����� ��������� ������ ���� ������ ������������ ���� ������ ������ ���������� ���� ���� ������� ������� ��� ���� ������ ������ ���� ��������� ������������ ������ ���� ������� ���� ����� �������� �������� ����������� ��� ������ ������ ��� �� �������
�������� ������������ ������������ ���� ���� ����� ������ ��������� ��� ��������� ������ ����������
（����� ����）�� ������ ��� ��� ���������� �������� ������ ���������� ��� ����� ������� �������� ��������
��������� ��� �������� ��������� ������ ���� ������� ���������� ����������������� �������������� ������
�������� ���� ���������� ������ ���� ����� ���������� ��� �������� ������ ������ ������������ ������ ������ ��� ����� ������������ ������� �������� ���� ���������� ��� �� ������������ ����������� ���� �������
������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������
�������� �������� ������ ����������� �������� ����������������������� ������������ ��������������� ����������� ����� ����� ���������� ������ ��� ���� ������ ������ ����������� ��� ���������� �����������
���������� ����� ���������� ��� ����������� ��� ��� ���� ��������� �������� �������� ��� ���� �������� �������
����������� ������ ��� ��������� �������� ����� ������ ��� ���������� �������� ���������� ��� ������� �����
�������� ��� �������� ������ �������� ����� ���� ���������� ���� ��������� ������� ���� ���� ���������� ������� ����� ���� ��������� ������������ ��������� ��� ��������� ����� ����������� �������� �� ���������
���� � ���� ��� ���� ������������� ������� ��� ��������� ���� �������� ���������� ���� ��� ������ ����� �����������������������������������
���� ���� ��������� ������ ������ ���������� ������ ���� ���� ������� ��� ����������� �������������
���������� ��� ���� ����� ���� �������������� �������� ���� ������� ����� ������ ������� ����� ������ ���� ������������ ��� ���������� ��� ���� ������ ��������� ��� ���������� ����� ��������� ��� ���� ������� ������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
����������� ��������� ���� ��� ���� ���������� ����� ��������� ��� �������� ��� ������ ����� ����� ������������� ����� ���� ���������� ��� ���������� ������������ ������ ������� �������������� ��� ���� �������
�������� ����������������������������������������������������������������������������

– 347 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

P02-13

2/3

Stress Fields near the Faults: 2000 Western Tottori Earthquake and2001 Northern Hyogo Swarm
A. Kubo and E. Fukuyama
Abstract

We conducted stress tensor inversion for two series of earthquake activities in SW Japan using regional moment tensor solutions. One is the 2000
western Tottori earthquake (Mw 6.6) and its aftershocks. Another is the northern Hyogo swarm activity. In each case optimal stress field was estimated for whole data set as well as for different subsets grouped by regions. We discuss the relationship between the estimated stress field andfault structure inferred from hypocentral distribution of earthquakes. We also discuss the stress field obtained for each subset. For western Toto
tori case, observed data set can be satisfied by homogeneous stress field (s Hmax direction of N107 E) within aftershock area, although non-uniqueness is found for the solution of northern region. Two solutions were possible in northern area, additional solution with the s Hmax direction ofoN128 E. In the northern area, trend of the epicenter distribution also changes. We considered two possibilities to interpret this phenomenon:
Homogeneous stress field with heterogeneous frictional property and heterogeneous stress field with homogeneous frictional property and viceversa. We prefer homogeneous stress model because heterogeneous stress model requirs lower stress ratio, which is not practical. For the northernooHyogo case, four results of stress tensor inversions including sub regions show sHmax direction between N110 E and N130 E. These directions
lay between two trends of the epicenter distributions, thus two trends may behave as a conjugate fault system. Variety of the focal mechanism relative to estimated stress field is abundant in northern Hyogo case compared with Tottori case. Frictional property and stress field may have a possibility of heterogeneous. We might say that the stress field estimated by our present method, reflect the tectonic stress field from the macroscopic
point of view. Our stress field solutions for two series of earthquake activities are in good agreement with those obtained with the traditional
shear stress direction for other large events occurring in nearby areas.

Introduction

35˚Western Tottori
MTL

34˚

33˚
100 kmPacific Ocean
32˚
130˚

131˚

132˚

133˚

134˚

135˚

136˚

137˚

Figure 1. P axis distribution of shallower earthquakes in SW
Japan for NIED moment tensor solutions catalogue (Jan1997- Jan 2001)
35˚ 36'

Mw 6

32

33

30

37

36

39

50

12

20

Mw 6

21

40
29

44

35

34

22

Mw 5

Mw 5

35˚ 30'

Mw 4

3737

2020

Mw 3

869

3529

1207

915

25

9

Mw 4
7224

35˚ 30'
14

2131

2017

41
775

1980

801

780

7024

803

357

2037

512

35˚ 12'

1061

678

3637

2

5

27

52

24

49

11

15

10

19

31

51

6

8

2 km

134˚ 27'134˚ 30'134˚ 33'

Figure 3 Moment tensor solutions obtained forthe 2001 northern Hyogo earthquake (11 Jan
2001 -).

10 km
133˚ 12'231

664 7405

1522

133˚ 06'

26

13

3

35˚ 27'

3448

1132

35˚ 06'

2

47

5030

824
845

28

17

48

815
776

7248

18

42

16

474

7011

43

46

4

943

6958

Mw 3

7

769

1162

35˚ 18'

45
38

811
2493

1693

8573

1212

35˚ 24'

791
820

928

35˚ 00'133˚ 00'

Stress Field in Western Tottori Region

Northern Hyogo

Japan Sea

Data & Method
Focal mechanism data used for stress tensor inversion are obtained from NIED moment tensor solution catalogue [Fukuyama et al., 2001; http://argent.bosai.go.jp/]. The number of solutions of the western Tottori earthquake (6 Oct., 2000, Mw 6.6)
and its aftershocks is 86 from 06 Oct., 2000 to Oct., 2001. Incase for northern Hyogo swarm (Max Mw5.2), available solutions were 52 during the period from 11 Jan., 2001 to 22 Feb.,
2001. Because station coverage of broadband seismographic
network is good in inland area of Japan, reliability of the solutions is relatively high for such regions [Kubo et al., 2002] .
We used "FMSI" code developed by Gephart (1990) to analyze
stress tensor inversion. In this program, optimum stress tensor directions are found by measuring the L1 norm of themisfit and by changing stress ratio R(=(s 1-s 2)/(s 1-s 3)). We use
P- and T- axis directions as an input data, FMSI evaluate both
possibilities of fault and auxiliary planes.

P axis plunge 0˚ : NIED MT (1997-2002Jan) : centroid depth < 20km

36˚

Earthquake focal mechanisms provide important information to map the stress field.
But relationship between focal mechanism and stress field depends on whether new
rupture or slip of pre-existing fault and value of frictional coefficient. To understand thestress field precisely, discussion based on stress tensor inversion are required. Althoughsuch recognition was classical, lack of the sufficient dataset has prevented from popularuse of the stress tensor inversion. Recent development of the seismographic network inJapan provide lots of focal mechanism solutions and precise hypocenter distributions.
Combined use of these results provides us to obtain basic inforfmation on fault dynamics in addition to fault kinematics. Mapping stress field is important issue in the part ofsuch prospection. We tried to perform stress tensor inversion analyses for two seismic
activities in SW Japan.

133˚ 18'133˚ 24'

133˚ 30'

Figure 2 Moment tensor solutions obtained for the 2000 western
Tottori earthquakes (06 Oct 2000, Mw 6.6) and its aftershocks.
ooAnalyses have done for all data (main and aftershocks), and its regional subsets (northern area: lat > 35.3424 N: southern area: lat ≤ 35.3424 N). Results of stress tensor analysis are tabulated in Table 1 (Upper part). All solutions show stress state with strike slip regime (nearly vertical s 2). Mostoof the solutions has a values of s Hmax direction N107 E. This suggest homogeneous stress field within the aftershock area. These solutions obtainedoaround the R=0.6. Non uniqueness of the solutions is found for the dataset of northern part. Another solution show about clockwise 20 rotationand has a value of R=0.28 (Figure 4: eqarea plot for northern area). Average misfit angles are almost same. Possibility of local stress field should be
discussed. Precise hypocenter determinations reveal fault alignments on this area (Fukuyama et al., 2002). The trend of the fault alignment in southooern part is N145 E, it change to N170 E in the northern part. In each region, conjugate fault system is founded. This spatial change of fault trend is
detected also by moment tensor solutions. Thus at least, strain axis of northern region is different from that of southern region. In the southern area,oopredicted s Hmax direction based on the strikes of conjugate faults is N110 E. Angle between s 1 and fault plane (shear angle) is about 30 (m=0.4 or so).
This is typical value for m under Coulomb-Navier failure criterion. There are two possibilities on the relation between stress and fault structure. Oneois the homogeneous stress field within entire region of aftershock area. If we choice this model, shear angle exceed 45 in northern region. To realize
these earthquakes with larger shear angle, rework of preexisting fault and/or strong effect of pore pressure. Frictional property of northern region
differs from that of southern region. Another possibility is locally heterogeneous stress field in northern region. In this case, stress field is obtainedoas clockwisely rotated direction, shear angle become less than 45 . Thus no spatial contrast is required for frictional property. The important parameter to distinct two possibilities is R. If the level of tectonic stress is several tens of MPa, lower R is hardly realized. There is no large structuralcontrast and no possible restraint source of tectonic force around northern region. We tentatively prefer the stress homogeneous model within entire
aftershock area.

– 348 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

P02-13

3/3

35˚ 36'

Northern data35˚ 30'W

35˚ 18'W

35˚ 30'E

W

S

R=0.64E

�3

S

R=0.15

S#2

Region C

E

S

�2

W

E

R=0.50N

N All Data

�1Southern data

35˚ 24'#3

NN

R=0.2835˚ 28'

Region A
N

R=0.5735˚ 12'All data N

W

N

#1

#4

E

Region B

WE

35˚ 26'35˚ 06'

E

W

S

�1

10 km

35˚ 00'133˚ 00'

S

R=0.60133˚ 24'

133˚ 30'�3

133˚ 06'

133˚ 12'133˚ 18'

Figure 4 Epicenter distribution of 2000 western Tottori earthquake. Stress tensor inversion results and input dataset are plotted on equal area diagrams
for all data, southern region, northern region (red for lower R solution,
blue for larger R solution). Open and solid circles represent P axis and s 1 ,respectively. Similary open and solid triangles are B axis and s 2 , and open
and solid squares are T axis and s 3. Dashed line indicates the boundary forgrouping.

Stress Field in Northern Hyogo Region

possible fault strike direction
auxiliary fault strike direction

R=0.45S

2 km

134˚ 30'134˚ 32'

Figure 5 The epicenter distribution of 2001 Northern Hyogo earthquake. The
result of stress tensor inversion and input dataset are plotted on four equalarea diagrams for all data, (a) wing of NW-SE trend, (b) wing of E-W trend,and (c) intersection area. Notations in eqaul area plot are same as in Fig. 5.
Possible strikes of the faults are indicated by solid bar, auxiliary plane assuming two trends are conjugate faults. Focal mechanisms are plotted forlarger 4 events.

Table 1. Results of Stress Tensor Inversion
RegionIn spite of the very concentrated distribution of northern Hyogo
swarm, epicenter distribution shows two trends (NW-SE, E-W). We
separated dataset into three sub regions (wing of two trends and intersection area). Four stress tensor inversions are conducted including
total dataset. Results are tabulated in Table 1 ( lower part). Stress tensor inversion results are plotted as equal area projections superposedon epicenter distribution. The s 1 directions of these solutions are
between N110°E- N130°E. These directions lay between two trends.
It means that two trends correspond to one conjugate fault system.
But the results of the stress tensor inversions are not stable comparedwith western Tottori cases. Variation of focal mechanism solution isrich. Heterogeneity of both the stress field and frictional properties arecause of these nature.

R=0.35134˚ 28'134˚ 26'

�1 plunge

�1 azimuth �2 plunge �2 azimuth �3 plunge �3 azimuth

R

Residual

Tottori all
N. Tottori -1*
N. Tottori -2*
S. Tottori

13 (deg)77
13

107 (deg)
308
107
107

72 (deg) 330 (deg) 12 (deg)
83
146
2
79
339
9
73
324
10

200(deg) 0.60
38
0.28
198
0.64
200
0.57

4.868
4.223
4.283
4.739

N. Hyogo all
N. Hyogo (A)N. Hyogo (B)N. Hyogo (C)

30
0
4
8

120
111
310
121

60
85
82
80

211
201
44
212

4.405
3.711
4.168
1.963

304
21
155
335

2
5
4
6

0.15
0.35
0.40
0.50

�Hmax trajectory in northern part of SW Japan36˚

Paxis direction (plunge 0 ˚) NIED MT

��Hmax direction(stress tensor inversion & shear angle assumption: �=0.4)
1943 Tottori M7.3
(Kanamori, 1972)
Right lateralStress trajectory in the northern part of SW Japan
In this study, inverted stress fields are obtaind for two regions innorthern SW Japan. We show the relation of these stress fields andthese surrounding area. Two larger events(M>6) nearly pure strike
slip mechanism occur between target regions of this study. s Hmax
directions from two stress tensor inversions and two single focal
mechanism with shear angle assumption show almost same values.
Larger scale stress field might be smooth. Stress tensor inversion obtained plausible estimate of the stress fields from wide variety of focal
mechanism solutions.

1983 Tottori M6.2
(Oike, 1985)
Left lateral

Northern Hyogo

Western Tottori

35˚
133˚

134˚

135˚

Figure 6 Stress trajectories using results of stress tensor analysis in thisstudy and single focal mechanisms with shear angle assumption(m=0.4). P axes of the NIED MT catalog are also plotted.

References
Fukuyama, E. et al., 2001. NIED seismic moment tensor catalogue January - December, 2000. Technical Note of the National Research Institute for Earth Scienceand Disaster Prevention, 217: 1-131.
Fukuyama, E. , W. L. Ellsworth, F. Waldhauser, and A. Kubo, 2002, Very fine fault structure of the 2000 western Tottori, Japan, earthquake, submitted to BSSA.
Gephart, J. W., 1990. FMSI: A FORTRAN program for inverting fault/slickenside and earthquake focal mechanism data to obtain the regional stress tensor. Computer & Geosciences, 16(16): 953-989.
Kubo, A., E. Fukuyama, H. Kawai, and K. Nonomura, 2002, NIED seismic moment tensor catalogue for regional earthquakes around Japan: Quality test and application, Tectonophysics, in press.

– 349 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Poster Session

P3: Numerical Modeling– 351 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���
���������������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������ ��������������������������
����������������������������������������������������������������������
����������������
������������������������������������������� ������� ������������������������� ��������������� ������������������������������������������
������������ ��������� ������������������� ������� ����������������� ����������� ���������� �����������
������� ��� ���������� ��������� ���������� ��� ������ ������� ��� ���������� ����������� ��� ���������� ������������ ������������� ����������������� ������������� �������� ����� ���������� ���������� �������������
�������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������� �������� ������������������������� ������������������ ��������������������������� �������������� ������������
����������� ���� ������������� �������������� ���� ���� �������� ����� ��� ����� ���� ����� �������� ��������
���������� �������� �������� �������� ���� ���������� ��������� ���������� ���� ���������� ������ �����������
���������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ����� �������� �������� ������������ ��������������� ���� �������� ��������� ������������ ���������� �� ������� ������������ ������ ��� ���� ������ ��� ����� ������� ���� ���������������� ������ ����������������������������������������������������������������� ��������� ���� ������������ ������������������ �������������� ���������� ���� ��� ���� ������� ���������� ���� ���������� �������� ����� ������������� ��� �������� �������� ����� ���� ����������� ����� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ���� ������ ����� ����� ������ ��� ���� ������

���������

���� ������� ���� ������� ���������������������������� ������������������������������ ���������������������������� ��������������
����� ����� ���������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����������������������������������� ��������������� ��������������������������� �����������������
������� ������������������� ������������������������ ���������������������� ���������������������� �����
�������������������������������������

– 353 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

������������ ��� ������ ������� ������������ � �������� ��������� �� � ����������� �����
���� ����� � ������ ��������� ��� ��������� ������������ �������� �������� ������� ����� ������� ��� ���������� ������������ ������� �������� ���� ���������� ������ ���������������� ���� ���������������� ������� ���������������������� �������� �������� ��������� ��� ����� ������� ��� �������� ���������� ������� ��� ��������� ��������
������� ��������� ����� ������� ���������������� ���� ���������������� ������� ������������������� �������� �������� ��������� ������ � ��������� �������� ������� ��������� ����� ������� ��������
�������� ���� ���������������� ������� ���������������������� ����������� ����������� ��� ������������� ���� ������� �� ���� �� � ����� �� � ��� ���������� ����� ����� �� ����� ����������� ���� � ��� �� ����� ����������� ��������� �� ���� �� ����� ������� �� ������� �� ������ ������� ����� �� ��������������� ��������� �������� ��� �� ��� ����������� ���� ��������� ���� ���������� �� ���� ���������� �� ���� �� ��� ��������� �����������
�������� ����������� ����� ������ ���� ��� ��������� ����� � �������� ����� ���������� ��� ������� ������ ������ � ����� ����������� ������� ��� ������ � ����� �������� ���� ���������� ������������� ���� �� ��� ������ ��� ���� �� ���������� �� ���������� ��� �����������
��������������� ������ �� ��� ����� ���� ���� ��� ������� ��������� ������������� �� � ��������
��������� ���� ����� ����� �� ���� �������� ����� ������� ������ ���� �������� ���� ��������� ������������ ������ � �������� ��������� ������ �� � �������� ���������� ������� ����� ����������� ����� ��� �� ����������� �� � �������������� ���� ����������� ������ �� �������� ���� ��� ���� ����������� ���� ���������� �� ����� ��������� ������� �� ��������� ���� ������ �������� ����� ���������� �� � ���������� ���� �� ��� ����� ��� �� ����� ������ ����� �������� �� ���� ������ �������� ��� ���������� ������ �� ��� ������� ����� �� ���� ������� ����������� ����������� ��� ��� ������� ��������� ����� ��������� ��� ������������ ��� ������ ��������� �� �� �������� ����������� ��� ��������� ������ �� � �������� ��������� �� � ����������
����� ���� ��������� ����������� ����� ��� ���� ������ �������� ����� ������� ��������� ��� ����������� ������������ ��� ��� �� ���������� ����������� �� ������ ��������� ���� ��� ����������� ������������� ����������� ���� �������������� ��� ����������� �� ��� ����������� �� �������� ���� ���� ��� ���������� ������� ��� ��������� ����� ����������� ���� ��� ������������� ��� ������ ����� ������������� ������ ��� ����������� ��� ��� ������ ������� ��������� ��� � ����������� ����������
���� ���� ����� �������� �� ������ �������� ��� ��������� ������� ��� ��� �������� �� ���������� ��� ����������� ���� �������� �� ��������� ��������������� ������� ������ ��� �� ��������� ���� � ��� ������������� �� ��� ���� ����� ��� ��������
�������� ���� ���������� ������� ��� ��� �� ���������� �������� ������ ��� ����� �� ����������
������� ������������� ����� ������ �� ��� ��������� �������� ��� �� ������� ��������������� ��������� ����� ���������� �������� ��������� �� ����� �� ��� �� ��� ������ ��������� �� ��������� ��� ��������� ���������� �� ��� �������� �� � ����� ���� � ������ ��������� ������� ��� ������� ��� �������� ������ ������� ��������� ��� � �������� ��������� �� ���������� ����� ������������ ����� �� ���� �� �������� ��� ��������� ������������� ����� � ������ ����� ������� ������ ����������� �������� ������ ������� ������� �� ��� ���������� ������ ��� ������ �������������� ��� ���� ������ �� ��� ����� ������� �������� �� ���� ��������� ��� ���� �� � ��� �����
�������� �� ���� ����� �� � ��������� ��� ����������� ��� ��� ��� ��� ��� ������������� �������
�������� ������ �� ��� ����� �������� ������ �� ��� ���������� ��������� ���������� ������������� ��� ����� ������ ��� ����� ����������

– 354 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�������������

����� �������� � ������ ����� �� ��� �� �� ������ �������� �� � ��� �������� �����
������� ��� ��������� ������� ������� ������������� ���� �� ��� ������ ���� �� � ���� ��������� �� ��� ��������������� ���� �� � ������������ �� ��� ��������� � ���� ��������� �� ��� ���� ���������� � ���� ��������� �� ��� ������� ���������
���� � ������������ ������� ���������
����� � ������ ������� ���������� � ��������� �� � � ���� ������ �� � � ���� ������ � ��� ������ � ���� �� � �� ���� �� ����� ������ ���� �� � �� ���� �� ����� ��������� ����� �� ��� ���������� ���� �� ��� �� � � �� ���� ����� ������

����� � ��� � ��� � �� ���� ������������ ���������� �� ��� ����������� ������ ������� � ��� �� � �� ���� ���� �� � �� ���� ���� �� � �� ���� ���� �� � �� ���� ���� ����� ����
���� � ������ �� �������� � � � �� ��� � �� � ��������� ������ ����� ��� ������� ��� � ��� ���� �� �� � ��� ���� �������� �� ������ ��� � �� � �� � � �� ��� � ��� �� ��� � � �� ��� � �� � �� � �
��
����
�� ��
�
� � � � �� ��� ���
����
����
�� ��
�
� � � � �� ��� �� �
����
����
�� ��� � �� ���� � ��
��� ��� � �� � ��� � � � �� ��� ���� � � � � � �� ��� � �� � ��� �
����
��
����
�����
�
�
�
�
� �� � � �� ���� � � � � � �� ��� � �� � �� � � � � �� ��� �� �
����
����
�����
� � ������ ����
��� ��� � �� � ���
����
��
�
�
�
�� ��� � �� � �� �� ������������� ������ ����� ��� ������� ��� � ��� ������ �� � ��� ������
����
�

�

��
�
� � �� � ���� ��� � �� � ��� � �� ��� � �� � ������ ��� � �� � ��� � � �� ��� � �� � ��� �� ��� ����������� �� ��
��
�
�� �
�
��
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
����
� � � �� � � ��� ���
����� ��� � �� � �� � ��� � ��� ��� ������� ��� �� �� � �� ��� � ������ �� �� � ����������� ���� � ��� � � ��� ���� � � � ��� � ����
���
�� �

�
�
�
�
� � �� � ��� ��������� ��� � �� � �� � � �� � �� ��� � �����– 355 –���� � ��� ���

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
��������� �� � �� ��� � ������ �� �� � ����� ������ ��� � �� � �� � �� ���������� � ��� ����� ��� � ��������� � ����� ������ � ������� � ��

��� �� � ��� ������������ �� � �� ��� � ������ �� �� � ������
�
�
��
��
�� ��
� � ������� � ��������� � ����
�
��
�� �
�
�
���
���
�� ��� �� � �� � � � � � ��� � �����
�
�

�

�� �

�

��

��� ����� ���������� ��� �������� �� ����������� ��� �������� ������� �� ��� �� ���� ������ ���������� �� ��� ����������� ������ ������� ���� �� � ���� ����� ���� �� � �� ����� ���� �� � �� ����� ���� ����������� � ������ � �������� �������� � � � �
���

�
�

��� � �� � ��� ������� ��
������ � ��� �
�
��
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�� ��� ���� � � �� � � �������� ���
���� �� ������ � ��� ���� � ������ ��
������ � � � �
�
��
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�� ��� �� �
�
�
�
�
�
�
�
�
���
����
��� ���
���� �� �������� � � � � �� ��� ���
��

�

�

�� ��
��� �� ��
�
��
�
�
�
�
�
�
�� ��� �� �
�
�
�
�
���
�����
�� �� ���� � ��� ��� �������� � ��� ��� � �� � ��� � � � �� ��� ���
�
���
��
�
� �� ��
������ � � � � �� ��� �� ��� ����� �� ������ � ��� ���� ����� ���
��� ��� � �� � ��� � � � �� ��� � �� � ��� ��� ��� �������� � �
��
����
����
�� ��
�
��� ��� � �� � �� � � �� ��� � �� � �� ��������� � ���� �� ����� �� � ��� ���� � ����� ���� ��� � �� � �� � � ������
������������ � �������� � ������� ��
���� � ��
�
���
�
�
�
�� ��� ���
�
�
����
��
���

������ � ���������� � ��
�
���
�
�
�
�� ��� �� �
�
�
����
��
����

�

�� ��
������ � � � �
���

�
�

�

�

�� � ��� ���� � ����� ���
������ � ��� �
�
��
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�� ��� ���
�
�
�
�
�
�
�
�
��
����
��� ���
��� �� ������ � ��� ��� � ���� �������� � � � ��� ��� � �� � �� � � � � � � �� ��� � ��� �� � � � � �� ��� �� �
�
�
���
���
�� ��
� � ���� � ���
������ ����� �� ��� �� �� � ��� ����� ���� ��� � �� � ��� � �� ��� � �� � �����
����

– 356 –

�

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���
�� � ��� ��� ����� ��� � �� � ��� � ������
����
�� ��
������ � � � �
���

�

����
�� ���
������ � ��� �
�
��
�
�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�� ��� �� �� � � �� � � �������� ���
��������� � ��� � ��� ���������� � ��
�
���
�
�
�
�� ��� ���
�
�
����
��
���

������ � �������� � ��
���
�
���
�
�
�
�� ��� �� �
�
�
����
��
���

�

�

�

�

������ � ������
������ � ������
�������� � ���� �� ����� �� � ��� ����� ���� ��� � �� � ��� � �� ��� � �� � �����
�
���
�
�
��
��� � �� ��� ���� ��� � ��� ��� � � �� ��� � ��� ��� � ������ � ������
�
�
���
��
������ � ������� � �������� ��� � ��� �� � ��� � ��� ��� ���� ��� ����� �� � �� ��� � ������ �� �� � ���������� ���� � ��� � � ��� ���� ��� � ����
� �
�
���
��� �

�� ��� � ��� �� ���� � ��� ��� ��� ����� �� � �� ��� � ������ �� �� � ����� ��� ��� � ��� �� � ������

��� � ��� ���
�� ��

��
���� � �������� ����� �� � �� ��� � ������ �� �� � ������

����� � �������� ��� �� � ��� � ��� ��� ������ � ����� �������� ��� �� � �� � ����� �� � �������� ����� ���������� ��� �������� �� ����������� ��� �������� ������� �� ��� �� �����������
������ ��� ��������� �� ��� ���������� ��� ����� ����������� ������� ����������� �� � ����������
����� �� �� ������� ������� ���� ��� ������� ����������� ���� ����������
��������� �� ��� ���������� ��� ����� ������� �������� �� � ������ ����� �� � �� ������� �������
����� ��� �������������� ��������� �������� �� ��� ������������� ������� �� �������� ��� �����
����� �� ��� �� ���������� ����� ������� ��������� �� ��� ��� ��� ����� �� � ������������� ����������� ������������� ������� ��� ��������� ������� �� ������������ ��� ��������

– 357 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

����
�����

�����

+

-

-

+
+

������� �� �������� ���� ��� ����� �������������������������������������
������������ ������ ��� ������������
������ ���������� ��������� ��� ���������
��������������������������������

+

-

��

��
��
���� ������������� ������� �������� �� ��
�������� �����
�
���

�
���
��� ���������� ������ �������� ������ ��������� �����
�
���

��

��

������������������������ ���������������������
� � �
��

��
������� �� �������� ���� ����������
���������� ��������� ��� ����� �������� ������������� ������������ ���� ����������������� ���� ������� ��������
���������� ���� �� ��������� ���������� ��� ��������������������

���������������������������������������
������� �������� ���������� ���� �� ���������
��������������������������������������������
����������������������������������������

����������

������������

��������������

�����������

�������

�������

�������

�����������

�������

�������

�������

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

������������

����

����

����

����

����

����

������������

����

����

����

����

����

����

������������

����

����

����

����

����

����

���������������������������������������������������������������������������������������������
������ �� ������ ��������� ����� ��� �������� ������ �� ������������ ��������� ������� ��������� ������������� ������� �������� ���������� ���� �� ��������� ���������� ��� ����������� ������ ��������� �����
����� ��� ���� ������������ ���� ������� ������������ ���� ���� ����� �������� ��������� ��� �����
���������� ���� ������ ������� ��� ��� ��� ��� ��� ��� ������ ��� �������� ����� ���� ����������� ������
��������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����� ����� ����� ��� ���� ���� ����� ������ �������� ���� ������ ��� �� ���� ������������ ���� �� �����
���������������������������������������������������������������������

– 358 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�����������������������������������������
�������������������������������������������������� ���������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������� ����� ��� ������� ��������� ��� ��� ������ ��� ������ �������� ����� ������������� ������ �����
����������������������������������������������������������������������������� ������ ��� ������������ ���� ������� ��� ������������� ��� ���� ���������� ��� ������ ������
�����������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������� ���������������
����������������������������������������������������������� ���������������������������
��������� ������� ������������������� ��������� ������������������������� ���������������� �������� ������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������
������ ���������� ������ ��� ����� ��� ����� ���� ��������������� ������������� ����� ��� ������� ����������������������������������������������������������������������������� �������������
������ ������ ������� ����� ��� �������������� ���������� ����������������������������� �������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����� ����� ����� ���� ���������� ��������� ������� �������� ��� ���� ������ ���� ���������� �����
�������� ������������� ��������� ���� �������������� ���� ���� �������������� ��� �������
����������� ����� ���� ����������� ��� ���� ������������ �������� ��������� �������� ��� ������������������������� ���������������������������������������������������������������������
������ �������� �������� ���������� �������� ��� ������ ����� ���� ���� ��������� ������ ��������� �����������������������������������������������������������������������������������������
������������ ��������������� ���������������� ��� �������������� ���������������� ���� ����� ���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������
���������������� ���������������������������������������� �������������� �������� �������
�������� ��� ���� �������� ������������ ��������� ������� ����� ������� ��� ���� �����������
��������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������

– 359 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

�

���

�������������������������������������������������������������
�����������

��������������

��������������

��
��

��

��

��
��

��

�

�

�

�

��
���

���

�

��

��

��

��

��

��
���

����������

���

�

��

��

��

�

��

��

��

��

��

����������

��

��

��

��

��

��

��
�

�

�

�
��
���
���

���

���

�

��

��

��

��

��

��
���

��
���

��

����������
�����������

������������������������������������������������������������������������������������
��������������

���������������� ��

��

��

�

�

�

�
��

��

���

���
���
��

�

�

��

��

��

��

���

��

��

�

�

��

��

��

��

��

�

��

��

��

��

�� �

����������

��

�

��

��

�

�
�

�
�

�

�
��

��

���

���
���

�

�

�

�

����������

��

��

���

���

��

�

�

��

��

��

– 360 –

���

���

���

��

�

��

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����������������������������������������
�����������������������������
��������������������������������
�����������������������������������
�����������
�������������������� ������� ������ ��������� �������� ��������� ���������� ��� ��������� ����������
�������� ���� ������������ ����� �������� �������� ��� ������ ��������� �������
���������� ������ �������� ����������������� ����� ����������������� �������
��������������������

������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
����������� ������������ ����� ������ ����������� ��� �������� �������� ������������� �����
�������������������������������������������������������������������� ������ ������ ��� ��������� ����� ���������� ��� ��������� ���� ������ �������� � ����������� ������ ��� �� ������� ������� � ���� ���� ���� ����� ������� ���� ��� ���� ��� ��������
���������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������� �������� �������� ������� � ���� ���� �������� ������ ������� ��� �������� ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������
������
��������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������
����� ����� �� ������� ��������� ������ ������ ���� ����������� �������� �������� ���������
���������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
���� ���������� �������� ������� ���� ���������� �������� ������������ ��� ���� �����
�������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������
– 361 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���
�����������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������

����������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������
���������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������

����������������

������������
�����������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������
�������������������������
����������������������������������������������
����������������������������
����������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���� ����������������������������� ������������������������������ ����������
���������������������������������������

�������

��

���
����

�

�

��������������

�������������������������������
�������������������������������
����������������������������������������������������������������
��������������������������������������
������������������������������������������ ���������������������
���������������������������������� � �����������������������������������������
�����������������������������������������������������

�
��

����

����

�� ����

��

���

���

�

��

���

��

�

���

���

��
���

���

����

����������������������������

����������������

����������������������������������� �������������������������
�
���
��
���
��
���

�
���

����������������
��������������������
������������������

�����������������������������������������
������������������������������������������
��������������������������������������

����������������������������
����������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������

��������������������
����� ������ ������������������������������������������������
������������������������ ����� ������ �����������������������������������������

����������������������������������������
������������
�����������������������
������������������������������������
������������������������������������
����������������������
����������������������������������������
����� ������ ��������������������������������������
����� ������ � ��������������������

������

��� �� �� �� ����������������������������

�������������������������

�

�

�

��

��

��

��
�

�

��

�� �� �� �� ����������������������������

���������������������������

������������
�

���

�
�
�
�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��

�

�

�

��

�

�

�

��

�

�

�

��

�

�

�

���

���

���

���

���

���

���

���

���

���

���

���

�����������

��������������

�

�

��

��
�

�

��

�� �� �� �� ����������������������������

���������������������������

�

�

�
��

������������
�

�

�

�

��

��

��

��
�

�

��

�� �� �� �� ����������������������������

���������������������������

���������������

�

�

��

�

�

�

�
�

�

�

�

��

�
��

�

�

�

��

�

�

�������������

�������������������������

���������

��������������

����������������

�

��
�

���������������� ����������������
����������������

������������

��������

������

���

�
��

�

������

������������

��

�

�

������ ������

������������������

���������������������������

���

��

��

����������������

�����

���

�
��

�

�

������

������

��������������������������

���������������� ����������������
����������������

���������������
������������������������������������������������
��������������������������������������������������������

������

�����������������
���
���
���

��������������

����������

��

����

�����������������������

��������������������������

���

��

���

�
�
�
�

���������������������������������������������������

– 362 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Poster Session

P4: Core Analyses andExperiments– 363 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�����

���

�������������������������������������������������������
���������������������������
�������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������� ��������������������������������
�������������������������� ��������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������� ��� ���������������� ���������������� ������������������������������������������
����������� ���� ����������� ��� ������� ����� ��� ������������ ������������� ��� ����� ��� ����� �������� ��� ������������� ���������� ��� ������ ��� ������������ ���� ������������� ����������� ��� ������� �������� ��� ���������
����������������������������� ������������������������ ��� �������������������������������������� ���������
������������� ���������������������������������������� ���������������� ����������������������� �������������
������������� ����� ������ ��������� ��� ������������ �������������� ��������������� �������� �������������
��������������� ���� ��������� ������ ��������������������� ����������� ����� ��������� �������� ������ ���������������� �������� ��������������������� ����� ����� ����������� ����������������������������� ����� ����� ����� �������������
������ ��� ���� ������������� �������� ���������� ��� �� ������� ����� ��� ����� ���� ��� ������������� ���������� �������������� ��� ������������� ���� ����������� ������������ ���� ��������������� ���� ��� ������������ ������������� ������� ������� ��� �� ������������� �������� ��� ���� ������ ����� ���� ��������� ����� ������������� ��� ���������� ���������������� �������� ������� ��������� ������ ��� � � ������ ��� ���������� ����� ����������
������������ ������ ������ ���� ���� ����������� ����� ��� ��� �������� ������������ ������ ��� ��� ������ ��� ������
���������� ������� ������� ������ ������������������ ������������ �������� �������������������������� ������������
����� ����������� ������ ��� ������������������� ����� ������������� ���� ���������� ����� ��� ���������� ������
����� �������� ������������ �������� ������ ��� ������� ���������� ������� ������� ������ ���� ��������� ���� ���������� ��������� ��� ���������� ��������� ����� ����������� ���������� ������� ������� ������ ������ ���� ��������� ����������� ��������������������������������������������� �������������������������������������������������������
������ ������ ����� ������ ���� ������ ����������� ��� ������������� ���� ����������� ���� ����������� ����� �������������������������������������������������������� ������������������� ������������������������������
����� ��� ������� �������� ���� ��������� �������� ��� �� ������� ����� ��� ����� ���� ���� �������� ������������ ��� �����
����������������������������������������������������������������������������������������������������������
������ ����������� ���� ������������� ����������� ������� ��� ������������ ���� ���������� ������� �������� ���������� ��� ����� ��������� ��� ������������� ����������� ���� ������������� ��� ������������ ���������� ��� �������������������������������������������������������������� ����������� ����������������������������� ����� ��������� ��� ����� ������� ��� ���� ������ ����� ���� ����� ������ ��������� ��� ���������������� ����������� ����– 365 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

�����

���

����������� ����� ��������� ������ ���� ���� ������ �������� �������� ������ ���� ����������� ��������� ��� ��������
���������������� ������� ����������������������������������������������������������������������������������
������� ��� ����� ��������� ��� ������������� ����������� ��� ���� �������� ������������ ���� ��� ������� ��������� ������������������������������������������������������������������������ �� ������� ��� ���� ��������� ����� ���� ���������� ��� ������ �������� ��� ��������� ��� ���� ��������� ��������������� ���������� ������� �������� ���� ����� ��������� ������ ����� ���� ������� ��� ����� ��������� ��� ������������� ��� ���� ������� ��� ����������� ����� ���� ������� ��� ������������ ���� ���������� ������� ������� ��� �������������� ���� ��������� ��� ���������� ������ ���� ��� ��������� ���� ��� ����������� ����� ������� ���� �����
������ ��� ����������� ��� ���� ������� ���� ���� ��� ���� �������� ����� �������� �� ����� ����� ������ ����� ��������� ����������������������

������� ��� ����� ��� �� ���� ����������� ��� �� �������������� ���� �������������������������������������� ��������� ������������

���������� ��� ��� ���������
���� ������������ ����� ����� ������ ������� ��� �� ��� �������������� ���� ���� ����������� ��� ���� ������� ���� �����������������������������

������������������������������������������������������
���������

������� ��� ����� ��� ���������� ������� ����� ��� �������
������������� ����� ������ ����� �������� ���� ���������� ����� ��� ����� ��� ���� ���� ������� ���� ���� ���� ������
�������������

�������������������� ��������������������������� �����������
����������������������������������������������������������
����� ���� ��������������� ��� ���� ����������� ����� ���������
��������������������������������������

– 366 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

����������������������������������������������������������
����������������������
���������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
���������� ������ � ��������� ������������������������������
������ ��������� ���������� ������� ������ ����� ���� ����� ������ �������������� ��� ���������� ��� ���������� ��������� �������� ���� �������� ������� �������� ������� ������������� �������������� ����������� �������� ��� ����� ������ ���� ������ �� ������ ������ ��������� ���������
�������������������������������������������������������������������������������������������
����� �������� ��� �������� ��������������� �������� ��� �������� ���� ������������� �������
����������� ��������� ���� ����� ������������ ���� ��������� ���� ������������� �������� �������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
����������� ��������� ������ �������� ������ ��������������� ������������ ��� ��������
�������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������
����� ������������� �������� �������� ��� ���� �������� ������� ��� ����� ��� ��������������� ������������ ����������� ��� ������ ����� ����������� �������������� ��� ������� ����� �����
��������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������� ��� ����������� ��� ������������ ������ ������� ����� ����� ��������������
����������������� ���������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
��������� ������ ���� ������ ��� ��� ������ ����� ������ ����� ���� ���������� ����� ������ ��� ������
������������������������� ������������������������������������������� ���������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������
���������� ��� ���� ��� ������� ��� ���� �������� ������� ������ ������������� ������������ �������� ����������� ����� ��� ����������� �������� ���� �������� ����������� ��� ������������
����������������������������������������������� ��������������������������������������������
������������������� ����������������������������������� ��������������� ��� ������ ������ ����������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������

– 367 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����
�� ��

��
�����
�������

�����
�� ��

�����������

������������
����� ���
��� �

��� �
�

������
����������

������������
�������

������
����

�

�����

��
��
���
���
�

��

���
��� �
�

�����
��������

����
����

�
�������
��������������
���� ������ ���������

��
����
�����
�����
�

�

���������
��������������
���������
������

�������������������������

��������������
�����������

����

����
��
��������
������������������

��������������
�����������������

�������

�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������

– 368 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

�

��

��
����
����
����
����
����

�����

������������

�����
�����
�����
�����
�����
�����

�

��
��������

���

���

���

���

��������
�

��

��
����
����
����
����
����

�����������������

�����

����

�����

����

�

��
��������

���

���

���

���

�����

�

��������
���������������������������������������

�
��
����
����
����
����
����

�����

����

�����

����

�����
�����

����

�����

����

�����������������

���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������

����������������������

����

����

����

����

����

����

�����

�����

�����

�����

�

��

���

���

���

�����
�

��

���

���

���

�����

�������������������

�������������������

����

����

����

�����

�����

�����

���

��������

���

���

�����
�

���

���

���

��������������������������

����

��

��

��������

����

�����
�

�

��������

��������

����������������������

�������������������

��������������������

����

��

���

��������

������ ��

���

�

��

���

���

���

��������

���������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������

– 369 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002
��

���

�
������������
������������
������������
������������
������������
������������

�����������������

�����
�����
�����
�����
�����
�����

�

��

���

���

���

���

��������

���������������
������������
������������
������������
������������
������������

�����������������

�����

�����

�����

�����

����

�����
�

��

���

���

���

���

��������
������������������������

����

�� ��
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ���� ����� ���

�

��

���

���

���

��������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������� ������������������� ����� ������������� ��������� ��������������
��������������������������������

– 370 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

�� ���

�����������������������������

��
����
����
����
����
����

�� ����� ����� ����� ����� ����� ����� ���

���

�� �

��

�

��
��������

���

���

���

�� ��
�� ��
�� ��
�� ��
�� ��
�� ��
�� ��
�� ��

���

��
����
����
����
����
����

�

��

���

��������

��������

��������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������
�����

���

���������������������������

��
�����
��
�������������������������������

�����������������

�������������������������

��

��

�

�

����

���

����

���

����

���

�����

�����������������������
������

����������
���������
�������

���������
���������
�������

�����������������������

�������������������������

�����������������

����

��
�������
�
�����

�

����

���

����

���

����

���

�������

�����������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

– 371 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002����������������������

����

���

�����

�����
��

��

��

��

��

��

��

���������������������������

���������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������
������� ����������� ��� ��������� ������� ������������� ����� ��� ������ ������ ������������� �����
���������� ���� ��� ���� �������� ��� ������������������ ������������� �������� ����� ���������� ������
������������������� ����������������� ��������������������������������� ���� ��������������������
��������������������������� ��� ��– 372 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

����

���

��
�
��� ������ ����� ����
���� ������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������
���������
���������
�������

�������������
�����������
����������

������������
����������
���������
�������������
�

�

�

�

�

�

���
�

��
����
�����

����
���

�������

�

����

�

������
�������� ���
���

�

�����

��������
���������
��������

�����
��

�

����

�����
��

��������
��������

������

�

�

�

����
�
��� �����
��
��

�

�

�����������
������

�������
��������������

���������������������

��������������������������������
�������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������

– 373 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

�����������������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������
����������������������������� ������������������������������
���������������������������������� ���������������
�������������� �������������������
��������������������������������������� ���������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������

���� ����� ������������ ���� ������� ������� ������ ���������� ����� ����� �� ��� ������� ������� ��� ������������ ������ ������� ���� ����� ������ ���� ����� ������������� ���������� ������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������� ���� ����� ��� ���� �������������� ��� ���������� ����������� ���� ��������� ����� ����������������� ��� ������������ ������ ������ ������������ ����� ������������ ����� �����������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������
���������� �� ������������ ��������� ��������� ���� ���� ����� ����������� ��� ���� ������ ��������� ����� ����� �������������������������� ��������� ����� ������ ��� ���� ������������ ����������� ��� ���� ��������� �������� ��� ���� ����� �� ��������� ����� �������� �� ��� ������� ��������� ��������� �������� ������� ��� ���� ��������� ����� ���� ���� ����� ���������� ����� ��������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������
���������������������� ��� ��������������� ������� ����������� ��� ����������� �� ������� ������
������� ��� ���� ������������ ����� ������ ���� ������� �������� ������� �������� ������ ��������
����� ��� ������������� ������������ ����������� ������� ���� ���������������� ����������� ���������� ������� ����� ��� ������� ������������ ���� ���� ���������� ���������� ��������������������������������������������������������������������� �������� �� �������� ������ ����� ������������� ���� ��� ���� ����� �� ��������� ����� ������������� ����������������� ���� �������� ���� ������������� �������� ���� ���������� ��� ����������������������������������������������������������������������������

– 374 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

���� ��������������������������������������������������������������������
��������������

����������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
����������� ��������� ���������� ���� ������ �������� ���� ��������� ����������� �������� ����� ���������� ��������� ��������� ���������� ������� ��������������������� ������������� ��� ������� �������� ������� �������� ���� ����������� �������� ���������
��������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ ��� � �������������� ���� ��� � �������������� ��������������������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

���������������

��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

��������������������

��������������������

��������������������

����������������������

���������������

�����������������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

����������������������

����������������������

����������������������

����������������������

���� ��� ���������������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

�����������������

��������������

��������������� ������������������ ��������������

�����������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

����������������

����������������

��������������

��������������

��������������

��������������

��������������

����������������

����������������

��������������

��������������

��������������

����������������

����������������

��������������

��������������

��������������

– 375 –

���� ����� ����

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

����

���

Photographs of NIE D Nojima fault drilling cores at Hirabayashi site: CD-ROM volumes
Kentaro OMURA�1, Takashi ARAI�2, Satoshi HIRANO�3, Kenta KOBAYASHI�4, Tatsuo MATSUDA
�1, Koji SHIMADA�5, Hidemi TANAKA�2, Tomoaki TOMITA�6, and Ryuji IKEDA�1

�1National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED), 3-1, Tennodai, Tsukuba, Ibaraki,305-0006, aJ pan, (omura@bosai.go.jp), �2University of Tokyo, �3Japan Marine Science and Technology Center, �
4Niigata University, �5Waseda University, �6University of Tsukuba
� OUTL INE

Where is Nojima Fault?

The fault drilling was executed which ran through a fractured zone at theNojima fault which appeared on the surface of the earth activating the
Hyogo-ken Nanbu Earthquake in 1997. Collected fracture zone cores havebeen analyzed by materials scientific technique such as a microscopic
observation, a chemical analysis, and a laboratory measurement of physicalproperties. The cores were passing through slip surfaces, some of which justslipped by the earthquake. In addition, the cores were recovered from adepth interval deeper than 1000 m and did not suffered from weathering
associated with the ground surface conditions. We considered that such
fracture zone cores may be exceptional to be collected, and that not only thecore bodies themselves but also fine photos of the cores should be preserved
as specimens and valuable data. We made totally about 2210 polished piecesof fracture zone cores from three depth intervals, 1054 - 1189.6m, 1276.7 1336.7m and 1774.9 - 1828.4m. All polished surfaces were take pictures
besides all cores put in core boxes. The photographs were converted into
digital images stored in two volumes of CD-ROM. Quantitative image
processing analysis can use these photographic images easily.

� COR E COL L EC TION
Drilling site:
fault,

ult

a
ma F

Noji

About 302m SE from the surface trace of the Nojima

DrillingTrace andGeological Column

Hirabayashi, Hokudan-cho, Tsuna-gun, Hyogo-ken, Japan
Lat.: N 34� 34" 42.9', Long: E 134� 58" 23.6', Alt.: 65m
Drilling Depth: 1838.8m (drilling length, strictly speaking)
Drilling Radius: 193.7mm (10 - 250m)
149.2mm (250 - 1000m
97.5mm (1000m - 1838m)
Inclination:
Increase from 0� to 7� 20' (0 - 994m)
Decrease from 7� 20' to 1� (994 - 1450m)
Less than 1� (1450 - 1838m)
Coring:Spot coring at 5 points (0 - 1000m)
All coring (1001 - 1838m)
64 mm radius
Lithology:
Granodiorite and Tonalite
Porphyritic intrusive rocks in spots
Cataclastic rocks in fracture zone

Chemical Analysis
Depth Si O2
1050
(m)

TiO2

Al 2O 3

Fe2O3

MnO

MgO

CaO

Na2O

K 2O

P2O5

1 2.5 0.6 1 1.4 0 1 2

1

1

TiO2

MnO

MgO

1

1 2.5 0.6 1 1.4 0 1 2

1

1

TiO2

MnO

MgO

CaO

Na2O

K 2O

P2O5

1

1

1

1

0 1 2

1

H2O+

CO 2

1

1

1100

1150

1200
0.6 1 1.4

Depth Si O2

Al 2O 3

Fe2O3

5

5

1

3

CaO

0 1 2

1

Na2O

4

K 2O

P2O5

1

0 1 2

1

7

25

12

H2O+

CO 2

1

1

1270
(m)

1280

1290

1300

1310

� PROC EDURE (Tanaka et al., 1999; Matsuda et al, 2001)

1320(1) Fix core pieces in a core box with epoxy resin.
(2) Number the fixed core pieces.
(3) Cut the fixed core pieces vertically into two halves; one for polishedpiece (archive half), the other for analysis (working half).
(4) Fix with epoxy resin again if necessary and polish the cutting surface ofarchive half.
(5) Take photographs of polished surfaces with 35mm color film.
(6) Photo-CD from the negatives.
(7) Convert from the highest resolution images in Photo-CD to JPEG format
images.
(8) Copied into CD-R.

� CONTENTS OF C D-ROM

Collected cores were put in total 188
core boxes (5lines * 1m = 5 m length).
About 2210 polished pieces were madefrom cores in 25 boxes around 1140m
depth (about 75 m length), 12 boxes
around 1300m depth (about 60 m
length) and 11 boxes around 1800m
depth (about 55 m length). We copied
digital images of JEPEG format onto
two volumes of CD-ROM; the first one
consists of images of core boxes from
no.1 to no.100 and polished pieces
around 1140m depth, the second
consists of images of core boxes fromno.101 to no.188 and polished pieces
around 1300m and 1800m depth. Each
CD-ROM consists of folders which
gained core box photographs and which
gained polished piece photographs. The
former consists of core box photographs
in the order of numbering. The latter
consists of folders corresponding tocore boxes, from which polished pieces
were made. These CD-ROM will be
published as a technical note of NIED
and will be distributed to applicants.

1330

1340
0.6 1 1.4

Depth S iO2
1770
(m)

Al 2O 3

Fe2O3

5

5

1

3

4

7

25

12

H2O+

CO 2

1

1

1780

1790

1800

1810

1820

1830
0.6 1 1.4

1 2.5 0.6 1 1.4 0 1 2

5

5

3

4

7

25

12

Core HandlingContent of CD-ROMs
NIED Hirabayashi Core 2̲2

NIED Hirabayashi Core 1̲2

Fixing core pieces
by epoxy resin
CorePiecePhoto1̲2��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������CoreBoxPhoto1̲2��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

HirabayashiCore1.jpg

HirabayashiCore2.jpg

HirabayashiCore3.jpg

HirabayashiCore1������CoreBoxPhoto2̲2

CorePiecePhoto2̲2��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������
��������

HirabayashiCore101.jpg

HirabayashiCore102.jpg

HirabayashiCore103.jpg

18-1

18-4

18-3

18-2

18-6

18-7

18-8

18-5
18-9

18-10

Numbering of thecore pieces(ex. core box no.18)

HirabayashiCore188����

Core Box Num.

Archival half
Hira̲43-04.jpg

Hira̲43-01,02.jpg

Hira̲43-03.jpg

Hira̲43-05.jpg

Hira̲43-06.jpg

Hira̲43-07.jpg

Hira̲43-08.jpg

Hira̲43-09,10.jpg

Hira̲43-11.jpg

Hira̲43-12A.jpg Hira̲43-12B,13.jpg Hira̲43-14.jpg

Hira̲43-15,16.jpg

Hira̲43-17.jpg

Hira̲43-18.jpg

Hira̲43-19.jpg

Hira̲43-20.jpg

Hira̲43-21.jpg

Hira̲43-22.jpg

Hira̲43-23.jpg

Hira̲43-24.jpg

Hira̲43-25-1.jpg

Hira̲43-25-2.jpg

Hira̲43-26.jpg

Hira̲43-32.jpg

Hira̲43-33.jpg

Hira̲43-27.jpg

Hira̲43-28.jpg

Hira̲43-29.jpg

Hira̲43-30.jpg

Hira̲43-31-1.jpg

Hira̲43-31-2.jpg

Hira̲43-34.jpg

Hira̲43-35-1.jpg

Hira̲43-35-2.jpg

Hira̲43-36.jpg

Hira̲43-37.jpg

Hira̲43-38.jpg– 376 –

Core Piece Num.

Cutting the corepiece vertically
Polishing the cutting surface
Working halfProceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

Author Index– 377 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������ �����

�������� �� ������������� �� �������� �� ������������� �� ���� ���� ���� ���� �����

����� �� ���� ����� ���� ������������ �� ��������� �� ������������� �� ���� ����� ����� ���������� �� ������������� �� �����

����� �� ������������ �� ���� ���� ������������� �� �������������� �� ������������� �� ��������������� �� ������������ �� �� ������������� �� �������������� �� ��������� �� ���� ������������� �� �� ���� ��������� �� ������������������ �� ���������� �� ��������� �� �� �����
�������� �� �� �����

������� �� ���� ���� ����������� �� ������������ �� ������������� �� ������������� �� ���� ���� ���� ����������� �� ���� ���� ���� ���� ������������ �� �� �����

������ �� ���� ���� ���� ���� ���� ���� �������������� �� ������������� �� ���� ����������� �� �� ������������� �� ���� ������������� �� �����

���� �� �� ���� ���������� �� �������� �� ����������� �� �������� �� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� �����
����� ���� ���� ���� ����

���

���

���������� �� �� ���� ��������� �� ���� ������������ �� ��������� �� ������������ �� ����– 379 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002������ �� ������������ �� ������������ �� ���� ���������� �� �������������� �� �� �����

�������� �� �������������� �� ���� ���� ����������� �� �����

���������� �� ������������� �� ���������������� �� �����

������� �� �� �����

����� �� �����

��������� �� ���� ���������� �� ������������� �� �����

���������� �� ���� ���� ������������� �� ���� ���� ���� ����

���

���

���������� �� ���� ������� �� �� ���� ���������� �� �������� �� �� ������������ �� �� ���� ������������ �� �� ��������� �� ���� ������������� �� ����������� �� ����������� �� ����������� �� ���� ���� ���� �����

��������� �� �������������� �� ���������� �� ����������� �� ���������� �� �� �����

������� �� ���������� �� ���� ���� ���� ���� ����������� �� ����������� �� ������������ �� ���� ���� ���� ���� ������������ �� �������������� �� ����������� �� ����������� �� �����

������� �� ������������ �� ����������������� �� ����������� �� �� ���� ����������� �� ����������������� �� ����������� �� ����������� �� �����

������� �� ����������� �� ���� ����������������� �� �������������� �� �����

– 380 –

Proceedings of the International Workshop on Physics of Active Fault - E. Fukuyama and R. Ikeda

������� �� �����

������ �� �����

������� �� ������������ �� ���������������� �� ��������� �� ����������� �� �� ���� �������������� �� ����������������� �� ��������� �� �� �����

���������� �� ���� �������������� �� ��������� �� �� ����������� �� �� �����

�������� �� ���� ���� ��������������� �� �������������� �� ���� ������������������ �� �����

����� �� ������������� �� ������������� �� ���������� �� �� ������������� �� ���� ������������� �� �����

���������� �� ���� ������������������ �� ��������� �� ���� ������������ �� ���� ������������� �� ������������� �� �����

������� �� ������������� �� ����������� �� ���������� �� ��������� �� �� �����

������� �� ���� ���� ���� ����� ����� ���� ���� ������ �� ���� ����������� �� ����������� �� �� ����������� �� �����������

����� �� �� ��������� �� ���������� ������ ����������� ���� �������� �����
���������� �� ������ ����� ����������� �� ���� ���� ����������� �� �� ������������ �� ����������� �� ����– 381 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

Members of Organization Committee
Ryuji Ikeda
Eiichi Fukuyama
Kentaro Omura
Shigeki Horiuchi
Mizuho Ishida
Tatsuo Matsuda
Atsuki Kubo
Kaori Takai
Yukiko Hayashi

Chair
Co-chairCo-chairCo-chairCo-chairVoluntary Assistanced by
Hiroyuki Kumagai
Yoshinari Hayashi
Hiromi Kikuchi
Mitsue Ikejima
Emi Sueoka
Hitomi Sasaki
Atsuko Himeno
Ayako Iizumi
Kana Abe
Hiromi Wakabayashi

Sponcered by
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention– 382 –

Technical Note of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, No.234; October, 2002

活断層の物理に関する国際ワークショッププロシーディング
福山英一 *・池田隆司 ** 編集* 防災科学技術研究所* 防災科学技術研究所 ( 現在 : 北海道大学 )要旨2002 年 2 月 26 日〜 27 日，防災科学技術研究所において国際ワークショップが開かれた．このワークショップは，
孔井計測，地表探査・観測，数値実験，コア解析，室内実験等，様々な分野の研究を統合し，活断層の物理に関する
最近の科学的な知見を得るとともに，今後の活断層掘削プロジェクトの向かうべき方向性を探ることを目指したものであった．このワークショップには，日本国内のみならず，米国，フランス，ドイツ，イタリア，中国等，様々な国から約 100 名の参加者があり，ワークショップは極めて盛況であり，２日間のワークショップ期間中，議論は途切れることなく続いた．本巻は，各講演者の講演要旨および講演資料を掲載している．会議中の写真，会議の前書き及びプログラム，Key Questions とそれに対する答え，各セッションのサマリーも同時に掲載している．Key Questions
は，Organization Committee によって，会議前に設定されたものであり，会議中の議論を一つの方向にまとめ，発散した議論になることをさけることをねらったものである．最後に，講演者を含むすべての参加者，Organization
Committee，会議の手助けをしていただいた固体地球研究部門の方々，会議に関するすべての事務手続きを円滑に行っていただいた総務部，企画部の方々に，ここに深く感謝の意を表したい．
キーワード : プロシーディング，活断層，孔井計測，地表観測，数値実験，コア解析，室内実験( 原稿受理：2002 年 10 月 2 日）

– 384 –