防災科学技術総合研究速報

第5号1967年3月
550．8：551．2；550，341（521．52）

松代群発地震と地下構造
一あとがきにかえて一高橋博

国立防災科学技術センター

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当地方は地震発生当時，信州大学飯島南海夫助

構造は明らかでないが，石英閃緑岩と第三紀層よ教授の予備的な調査が進められていただけで，公りなる．奇妙山の火山噴出物の火道の位置ぱ，今にされた信頼できる地質図がなかった．今回の垣見らの調査により，地層の分布（表層は除く）と回の調査ではそこまで歩春えず明らかでないが，全般的な地質構造についてか在り信頼できるもの松代盆地の方から供給されたものではないことがわかった（後述の例外を除き）．したがって，いて（地震探査と空中探査は経費的に行なえなか

火道は山体のどこか中心付近にあるのであろう．
松代盆地がカルデラではないかと当初疑われもしった）地下構造が次第に明らかとなった．すなわち，善光寺平とその東側山地の境に存在すると思見地形的に見られるほど明確ではない．すなわちわれていた断層は，深部電気探査により千曲川橋の直下でおさえられ，重力探査の結果ほぼ千曲」l1

その南を限る断層は，地質図に示されているように， （重力探査の結果ともよく整合するが）明ら沿いにNE−SW方向に走り，震源の分布もこの震が発生せず，その東側地域とするどい対照を示

かとなつた（一部の地震は，この線上に見かけ上まつわるごとく分布する）が，北縁は地質調査からは明確な断層は見いだされず，東寺尾付近に，している．また，湧水や地盤の異変現象もこの東通常の地質図には表示ナる意義が認められない程が得られた．また，今回，物理探査を本格的に用線を境にその西側では急激に滅少し，ほとんど地たが，盆地全体は地溝状構造をもつ．しかし，一側にほぼ限定されている．な拾，鳥打峠で発見さ度の（NW−SE方向）がせいぜいみとめられたれた断層は，この断層に平行する副次的なもので程度である．だが，この北縁地帯は，第3活動期ある．にはきわめて顕著な活動の行なわれた所である．

松代盆地付近の構造としては，重ず，その南側は典型的箱型構造をなし，主として第三紀眉とこれを貫く深・半深成岩類よりなる．その中心部には深・半深成岩類の頁入をみるが第3活動期の森（更壇）の地震群は，この付近を中心に深さ10㎞から浅い所まで発生した．強い地震を伴うが，地す在わち，それ以前にも竹原，瀬関にみられていた東西走向の地割れが苧1鼻3活動期に入るや．加賀井から牧内にかけて幅500m，延長4kmほどの限られた地帯（NW−S E方向）に著しく多数発生した．数のみでなく，それ以前とは異なり，落震活動は，火山岩を伴う皆神山と若穂一の地差を生じ（北拾ち），強い地震と同時に見ている
前で幅を広め，延長をのばすなど，活動の活発さ震群ほど拾びただしい数に達しない．この1二とは，においても従前とは比較にならないものであった．

貫いている火成岩の相違に関係しているかもしれ

さらに，ほぼ同じ地帯に（延長5km，幅1kmほど）ない．松代盆地の北側隆起体は南ほど顕薯でぱな

多数の箇所で多量の湧水を生じ・その一部は発生

いが，多量の火山噴出物でおおわれ，その基盤のの当初より・・、ガスをともなつた温泉繋であつた．

一83一

松代群発地震に関する特別研究

防災科学技術総合研究速報第5号

1967

より 66年夏の間に約40cmほど延ぴていたのであるが，第3活動期に入るや，ほぼ同程度の量が2ヵ月間で一気に延び，最大の時期には 65年秋

これらの湧水は，初めは普通の地下水であって次第に温泉の成分をました．そして湧水量の最盛期にはついに地すぺ房茎発生をみた．この地帯をまたいだ皆神山一可候峠（3km）の測線は，地震研より100cm以上の延ぴを示した．

究所のジオジメーターの測定によると，

月の震源分布図（東大）を見ると，この地帯で地

65年秋

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November1966

図一1 1966年11月震源分布（震研）

一84一0o0◎b松代群発地震と地下構造一高橋震が発生しておらず，あたかも地下の岩石が破壊の湧出量は，松代付近に震源をもつ強い地震の前しっくされたかのようである．また，加賀井温泉

後に湧出量の変化を伴うが，震源がこの地帯にあ

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図一2 震源位置と加賀井温泉湧出量の関係
る場合，他の場合と反対に湧出量の滅少がみられ
1）る．国土地理院の三角測量の結果も，松代盆地北側山地はNW方向に変位し，皆神山側はS方向，象山付近はSE方向に変位し，1904年と比較しったカルデラ状の埋没構造である．しかも，深部

電気探査の結果からも，同じ所でその西側には地下300mぐらいから存在ナる高低抗体が，この低た変位量の大半は，最近の地震に伴つて生じたようである．これらのことから，」松代盆地北縁には重力地域では突然1．5km以上あるいはそれよりかなりの深さまでないことである．この低重力地域は，第3活動期には異常隆起をおこし，その等隆活動中の構造線があると見るぺきである．な拾，起線は重力の等値線と驚くほどよく一致している

電気探査などの測定結果や最近の調査で，菅間付（図一3）．地震研究所の水準測量によると・そ

近に沖積層の下にガケ状の地形が埋没しているらの最盛期には屋代と比ぺて実に90cmほども隆起しいことがわかった．

この盆地にとってもう一つ大きな構造上の問題を示した．湧水の量もこの低重力地の中心付近でもっとも多かった．な拾，第3活動期後，地震研は，皆神山北・東部に重力探査の結果明らかと在究所の測定によると，重力が1年前に比ぺて皆神一85一

松代群発地震に関する特別研究

防災科学技術総合研究遼報第5号

1967にしぼり出されて地表に一時に流出した．このほ松か，第1活動期のころ気象庁で加賀井温泉付近で代観測した記象によると，加賀井からみて第4象限、町・，へつ、峻若寺

役場一みる必要があるといい・また初期の地震は皆神山も、皆神山、、の方に地下に45o程度の傾きで不連続面があると、、、、．

−2

平0付近で発生し，初動が押し上げる方向であったときくが，それとも矛盾しをい構造である．以上の

4牛2＋1諸結果からこの低重力地の中心に密度変化の拾き1たと思われる2〜3kmぐらい言で達する深層試（4月15日一7月2日まで78日間）

錐により，その辺の状態を調ぺる必要がある．

松

な拾，第3活動期に券ける主を活動のパターン
をみると，地震回数（エネルギー）は8月初めか十5

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皆神山

ら急激に増加して8月末にはピークに達して以後滅少し，10月末には7月ごろよりも滅少した．地
割れは，地震回数とほぼ比例して8月中に多数発生した．地震観測所内の水管傾斜計の傾く速度は牧内

8月初めから速くなり，9月10日ごろ最高となり，月末に傾斜量はほぼ極に達した．また，皆神山北東部1瀬関付近を中心とする地盤隆起は，8月末から特に大きく在り9月末〜10月初に最大となった．皆神山一可侯峠間の延ぴは，8月末から急増（明20助ち9月10日まで21日間）

図一3し，9月末に極大に達した．一方，異常な湧水は

皆神山周辺水準測量結果（東大震研）数字はCmで隆起を示す．

9月上旬からはじまり，9月中旬から激増し10月上旬にかけて最大となったようである．地すぺり

山，牧内，瀬関付近のみ13／100mgalふえ，1二れは比較的浅い所で密度増加があったと考えねぱと1地すぺり性の地割れは9月17日〜10月9日の間に発生している．な拾，湧水中の塩分湿度は，にみられる奇妙山初期の火山噴出物は南側で，し水量のへりつつある今（ 67年2月）もなおゆるやかに増加している．以上のように見てくると，地かもかなり近くから供給されたものとのことで，震動の活動が先行し，地盤の運動が1月ぐらい位

カルデラ状構造が火山性起源のものであっても差相がおくれて活発とをり，湧水がそれにやや拾くしつかえないことを示している．以上から次のような一つの見方もなりたつと思う．す左わち，これ，それに伴われる地すぺりは数日ほど拾くれているようである．これらは，今回の地震活動全般のカルデラ状構造は火山性起源のもので，瀬谷のを互いに関連づけて考える手がかりを与えている

試算した程度の規模で粗ほうを火山噴出物から構ものと恩う．

ならないという．沢村らの調査によると，岩沢付近成され（その密度も瀬谷の試算にあう），そこは以上は，松代盆地を中心にみた。場合の地下構造

塩分濃度の薯しく高い温泉水でみたされている．と地震の関係である．もう少し広くみる．関谷軽その下部は密度の高い別の火山性物質で充たされ，井沢測候所長の調査によると・信越地方に発生し構造の断面に変化などあるかもしれをいが，かなた群発地震（鳴動を含む）は，上越国境の浅貝付近より志賀高原を経て北アルプスの焼岳に至る間り地下深部まで達する何らかの構造的連続をもっている．第3活動期に入るや，特にこの部分に地下からの圧力が急激にまし，その圧力は直接マグマを考える必要はなく，多量の熱水やガスでもよ
いかと思うが，カルデラ状構造内が異常に隆起した．その際，粗ほうな岩石からなる部分の下底付近がとくに圧密をうけ，その付近の温泉水が多量で，過去100年間に8回ほど起きて拾り，その地震の最大規模はM＜6とみてよく，付近に活火山のある場合，数カ月後に實火を伴う．これに対し，その北側の地域では群発地震はみられず，地震の規模も大きいものはM≧6であるという．前者は。
7オソサマグナ帯の中の飯畠もいう中央隆起帯に一86一

松代群発地贋と地下構造一高橋属し，その多くが火山岩の広く分布する地域で，を考えることは拾かしいことではをい．

後者は，中新世後期より第四紀初期にかけて地層

次に今回の地震で地下構造との関係で重要をこの厚く発達し，NE■SW方向を軸とする福曲構造の発達した裏日本油田構造地域に属する．とは，地震波の伝搬の異方性である．たとえば，群発地震の地帯はその境目に近いやや内側に分布しているが，それに対応する明りょうな構造線はみられない．

松代群発地震についてもその震央分布域の長軸は，善光寺平とその東側山地の境にある断眉線より数km東側にある．しかもその西側に主として湧水（含温泉）や地盤の異常があり，その東側は渇水で悩んでいるといわれている．しかもこの軸にほぼ沿って点々と温泉が分布し，保科一長野，屋代一皆神山周辺一長野の水準測線上の隆起のピークもほぼこの軸上にあたる．これから妙徳山一高遠山を緒ぶ線あたりに，構造的弱線の存在を疑1966年6月21日の地震（図一4）にみるように，若穂で震度Vの地震が発生し，長野ではWであるが，すぐとなりの松代では1ないし皿である．地
震波はあたかも谷によって，その開いた方に打ち出されたかのようである．その「打ち出される方向」は，瀬谷の重力の正規構造，1またはノイズ構造で，低い部分（0以下）の分布方向（NW−S E）とよく一致し，高い部分が反射壁をなすかのごとくである．同様在ことは，長野市の浅川に観測点をもうけて，はじめて千曲川西岸の極微小地震がはあくされたり，Sの到達がやや浄そいと思われる観測点があったり，各点で求めても震源があわなかったり・地震波伝搬に地表から数km一まわせるが，地質学的には見いだされない．瀬谷の重での地下構造が強く影響している．したがって，力探査の結果をみると，千曲川東側に高重力の所が点々とならぴ，そのさらに東側に低重力の所が人工優破のように震源の明らかな地震を協同観測し，弾性波についての浅部地下構造調査を行なう

また点々とをらんでいる．震央分布の長軸は・こ必要が，関係者の間でとなえられるに至った．

E−SW系の構造の中，低重力の地帯にほ以上，今回の調査を中心に地下構造と，今回のぼ合致ナる．をお・重力図についてはさらにこま地震との関係をひろった．ここに報告されている調査は・第1活動期の震源域を対象にしているた

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かくみると，若穂や皆神，森の地震群は何れも重力の低い部分に，比較的よくまとまって発生してめ，今日の事態にあわないので，現在（いるように思われる．

〜3月）行なわれている調査結果が待たれている．
次回には・それらの結果と，コアーの測定結果，観測井による観測結果，地盤異常関係の調査を報構造に関係あるものとしては，初動の分布の大半が，従来の信越地方に発生した地震と同じ方向をもつことから，一つ一つの地震はEW方向の圧縮，NS方向の引張りにより発生していると考え告する予定である．

られる．前述の三角測量の結果も1＝れに整合してれ目は松代盆地付近にほぼNいる．

以上いくつかとりあげてみた現象は，今回の地震と地下構造の関係が深いことを示している．を

67年2

注1）星野らの岩石力学調査によると，岩石の割S方向のものと，ほぼEW方向のものがあり，前者は千曲川沿いの断眉と関係して形成されたものでなく，後者はそれより新しいもので前者の断眉形成後のNW−SE

拾，今回の地震の毎日の度数分布をみると火山活動の場合とよく似たパターンを示し，また，震源方向の断層と関連して形成されたもののようであ分布の鉛直断面も上方にとがった三角分布を示し，方向に活動した地帯の地割れとして，その一つ一これも噴火の際とよく似ていると火山関係者から指摘されている．地下構造と関係の深いのは，iつる．したがって，今回の全体としてNW−S

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つがEW方向で・しかもきわめて直線的でそのNには浅い地震だからでもあるが，それだけでをく，側がW方向にずれて拾り，当地に拾ける破砕性の活動としては他の諸事象ともよく整合する．を拾，今回の地震に火山性要因が働いているからではな

瀬関一滝本に発生したものはこれらと共役的なもかろうか．もちろん，個々の地震は当地方に以前より働いている応力を解消する方面に発生はしてのであダ矛盾はしをい．したがって，ここに述
ぺた地割れ群は，地すぺり活動とは関係をいものいるが，とくにこの地帯は7オッサマグナ形成後，火山活動（拾よぴ後火山作用）が今なお働きと考えられる．な拾，今回の地震において，地震動とともに地すぺり性の地割れが活動した例はを続けている地域であり，地下に拾ける火山性活動

い．

一87一

（・67−2−21，松代地震と地すぺりに関す松代群発地竈に関する特別研究

防災科学技術儘合研兜速報

昭和41年4月1目

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図一4 震度分布の例
注2）当地方の温泉には，野口喜三雄（都立大学）が，多くはC1一が濃くCO・ガスを多量に伴い。
しかもC l 氾度は温度に比例しない全く独自のによると，上山田，保科，湯田中凌どの弱アルカ温泉水である．北野によれば，泉質的にもCaCr。

リ性の温泉が千曲川東側山地中にNE−SW方型で日本ではめずらしいという（前記ツニ■ポジウ

向に点在し，その含有Cム）．その分布も弱アルカリ性温泉のそれとは直るシンポジウム）l■量は温度に比例して多くなる．松代盆地内には，これと同系統の温泉角で，松代盆地北縁にほぼNW−Sが，東条の太陽通信付近や松代市街地内にも出る延長も数kmと思われる．この系統の温泉は，

一88一

Eの々向で

松代群発地震と地下仙造一高橋

C11をど塩類がふえても温度が上らない所から・
やや以前に形成されて地下でしばらくたくわえらは地質時代より地すぺり等の崩壊が度々あったこれ，熱を失ったものでをいかと思われている．また，今回の調査で，当盆地地中にはC0。ガスが多とが明らかとなった．これに関連して盆地内の地割れが，全部地すぺり活動によるものと考えた方が一部にでているが，EW方向の直練的な地割れ

く，それが構造線と思われる所や菅間付近でも多は，地震活動に伴う基盤の迎動により生じたものいことがわかり，植物源で在いこともわかった．と考える．

したがって，多量のC02ガスが火山活動に伴われて形成され，松代盆地地下にたくわえられているものと思われる．な拾，当地と浅問山に関して対称な磯部にもC0。の著しく多い温泉がある．

注5）松代だけでなく，北は若穂町（現長野市），温湯（ぬるゆ）から南は更埴市石杭に至る問で発参 考 文 献1）地震調査報告，松代群発地震（第2報）（1966）

P．

11．

2）飯島南海夫：7オッサ・マグナ北東部の火山眉序学的並ぴに岩石学的研究（その1）．

生し，何れも温泉水や湧水の増加をみた土地であ

信州大学教育学部紀要，12（1962），

る．地質関係者の調査により，皆神山北側の山地

p．

一89一

86〜133．