研究成果報告書

研究課題名
崩壊地形が残されていない古い地すべりの発⾒：段丘堆積物中に挟まれる天然ダム堆積物のボーリング掘削調査に基づいて2024 年 1 ⽉ 31 ⽇ 提出

帝京科学⼤学教育⼈間科学部
植⽊岳雪（代表）

⽬次

1. はじめに
2. 調査研究地域
3．ボーリング調査
3.1 ボーリング掘削地点
3.2 ボーリング掘削の⽅法
3.3 ボーリングコアの記載
4．放射性炭素（14C）年代測定
5.予察的考察5.1

NTU-TNKG-1 コアの各層の解釈

5.2 段丘分類の⾒直し5.314C 年代値の解釈

5.4 信濃川沿いの地すべりの発⽣と天然ダムの形成史
5.5 段丘礫層に挟まれる細粒層の重要性
6. まとめ謝辞
引⽤⽂献

1. はじめに⽇本は湿潤変動帯に位置し，急峻な⼭地が多く，⼤⾬や地震によって地すべり（崩壊や⼟⽯流を含む）が多発している．新潟県には新第三系の堆積岩・⽕⼭岩が広く分布し，⽇本で最も地すべりが多い都道府県である．毎年のように⼤⾬や融雪によって，時には内陸地震によって地すべりの被害が⽣じており，同様の地すべりは過去にも発⽣していたはずである．
しかし，地形の起伏が⼤きく，降⽔量が多いため，歴史時代よりも古い地すべりのほとんどは，侵⾷によって地形が残されていない．そのため，新潟県においては，地すべりの発⽣場所や，規模，頻度などを⾒積もって，地すべりのリスク評価を⾏うことは難しい．
地すべりによって移動した⼟砂は，しばしば川を堰き⽌めて天然ダムを形成する．天然ダムが決壊すると，下流部で洪⽔の被害が⽣じるリスクがある．新潟県においても，1854 年の善光寺地震や 2004 年の中越地震によって天然ダムが形成された．⼀⽅，地すべり地形が残されていない場合でも，天然ダムを埋積した堆積物を⾒出すことができれば，過去に地すべりが発⽣したことを証明できる（例えば，三重県では植⽊ほか，2011；徳島県では植⽊，2018）．
新潟県津南町は，越後⼭脈の北麓に位置し，信濃川が北東に向かって流れている（図 1）.
そして，津南町周辺には，過去数 10 万年間に形成された信濃川の段丘が発達している．津
南町⻄縁に分布する下位の 2 段の段丘は，それらより上位の段丘と違って厚い堆積物からなり，礫層中に層厚 5 m 程度の砂・シルト層が挟まれている（⼤⽊ほか，1994）．このような細粒層は，信濃川本流の堆積物とは考えにくい．川沿いの斜⾯での地すべりが信濃川が堰き⽌め，信濃川が天然ダムを埋積した堆積物と予想される．
本研究では，最下位の段丘上でオールコアボーリング調査を⾏い，段丘堆積物のコアを採取する．そして，礫層中に挟まれる細粒層の複数の層準から放射性炭素（14C）年代を求め，地すべりの発⽣と天然ダムの形成された時期を特定する．

図 1 調査研究を⾏った津南地域の位置
陰影起伏図は地理院地図（https://maps.gsi.go.jp/）による．
2. 調査研究地域

津南町周辺の段丘は，⾼位から⾕上⾯，⽶原 1 ⾯，⽶原 2 ⾯，卯ノ⽊⾯，朴ノ⽊坂⾯，⾙坂⾯，正⾯⾯，⼤割野 1 ⾯，⼤割野 2 ⾯の 9 段に区分される（図 2，図 3：茅原，1958；信濃川段丘グループ，1968；新潟平野団体研究グループ，1972；新潟⽕⼭灰グループ，1981；
島津・⽴⽯，1993；地学団体研究会新潟⽀部⻑野県北部地震調査団，2014）．⾙坂⾯はさらに⾙坂 1 ⾯⾙坂⾯と⾙坂 2 ⾯（渡辺，2000），正⾯⾯は正⾯ 1 ⾯と正⾯ 2 ⾯（早津・新井，1981）に細分される．段丘を覆うローム層や段丘堆積物中から広域テフラが⾒出されており（図 4），段丘の年代は，⾕上⾯は 50〜35 万年前（鈴⽊，1998；⾦，2004），⽶原 1 ⾯は30〜20 万年前（早津・新井，1981；鈴⽊，1998），⽶原 2 ⾯・卯ノ⽊⾯は 16〜15 万年前，
朴ノ⽊坂⾯は 14〜13 万年前，⾙坂 1 ⾯は 10〜5 万年前，⾙坂 2 ⾯は 5 万年前，正⾯⾯は 3〜2 万年前，⼤割野 1 ⾯は 1 万年前，⼤割野 2 ⾯は完新世とされている（渡辺ほか，1999；⾼⽊ほか，2000；渡辺，2000；信濃川ネオテクトニクス団体研究グループ，2003；⾦，2004）．

図 2 津南町周辺における信濃川の段丘の分布図
新潟平野団体研究グループ（1972）による．

図 3 津南町周辺における段丘の模式断⾯
信濃川段丘グループ（1968）による．

図 4 津南町周辺における段丘とテフラとの関係
渡辺（2000）による．
3．ボーリング調査
3.1

ボーリング掘削地点

ボーリング掘削は，信濃川段丘グループ（1968）による⼤割野 1 ⾯上で⾏った（図 5）．
掘削地点は，「上郷クローブ座」（旧上郷中学校）横の芝地（図 2：北緯 36 度 59 分 31.74 秒，
東経 138 度 35 分 18.35 秒）である．孔⼝標⾼は 252.5 m であり，現河床からの⽐⾼は約 15m である．
旧上郷中学校の建設に伴って，かつてボーリング調査が⾏われた（図 6：⼤⽊ほか，1994）．
それによると，地表から 5〜7 m 下には層厚数 m の砂・シルト層が認められる．

図 5 ボーリング掘削地点とその周辺の段丘
基図は地理院地図（https://maps.gsi.go.jp/）による．

図 6 今回の掘削地点付近のボーリング柱状図
⼤⽊（1994）による．

3.2

ボーリング掘削の⽅法

2022 年 10 ⽉に，城東地質株式会社に依頼して，オールコアボーリング掘削を⾏った（図7）．クローラタイプのバイブロドリル（ECO-3V，ワイビーエム社）を⽤いて掘削し，コアパック式サンプラーを⽤いて径 86 mm のコアを 1 m ずつ採取した．孔壁の保護のため，深度 14 m までケーシングパイプを挿⼊し，全⻑ 15 m のコアを採取した．本研究で採取されたコアを NTU-TNKG-1 コアと呼ぶ．

図 7 ボーリング掘削の様⼦
3.3

ボーリングコアの記載

NTU-TNKG-1 コアの柱状図を図 8 に⽰す．また，コア全体の写真を図 9 に，14C 年代測定を⾏った⽊⽚を含む層準の近接写真を図 10 に⽰す．コアは上位から⼈⼯堆積物，上部礫層，シルト・砂層，下部礫層に区分される．以下に各層を記載する．
⼈⼯堆積物は深度 0〜1.67 m で⾒られる．深度 0〜0.54 m は細粒〜中粒砂からなり，⼀部は腐植質で根茎を含む．また，少量の⾓礫が含まれる．深度 0.54〜1.37 m はコンクリート⽚とモルタル粉からなり，⼀部には中粒砂が混じる．深度 1.37〜1.57 m は中礫サイズの円礫を含む中粒砂からなる．深度 1.57〜1.67 m はモルタル粉と中粒砂からなる．
上部礫層は深度 1.67〜6.50 m で⾒られ，中礫〜巨礫サイズの亜円礫からなる．全体に塊状で淘汰が悪く，マトリクスは中粒〜粗粒砂で礫⽀持である．深度 2.55〜2.60 m は細粒砂層，深度 3,22〜3.36 m は粗粒砂層をはさむ．
シルト・砂層は深度 6.50〜10.00 m で⾒られる．全体に塊状で淘汰が悪い．深度 6.50〜

7.81 m は中礫サイズの亜円礫を含む暗⾊のシルト〜細粒砂からなり，上⽅細粒化する．深度 7.81〜9.15 m は中礫サイズの亜円礫を含む暗⾊のシルト〜砂質シルトからなり，上⽅粗粒化する．腐植や⽊⽚を多く含む．深度 8.30 m 付近には炭化⽊⽚が散在する．深度 8.32 mには，⻑さ 3 cm の⽊⽚があり，表⾯は炭化していたが，中は未炭化であった（図 5）．深度
9.15〜9.50 m は緻密で褐⾊のシルトからなる．深度 9.50〜 10.00 m は中粒〜細粒砂からなり，上⽅細粒化している．腐植を含み，⼀部には平⾏葉理が認められる．
下部礫層は深度 10.00〜15.00 m で⾒られ，中礫〜巨礫サイズの亜円礫からなる．全体に塊状で淘汰が悪く，マトリクスは中粒〜粗粒砂で礫⽀持である．深度 10.40〜10.60 m は細粒砂，深度 11.05〜11.15 m はシルト〜中粒砂，深度 12,50〜12.75 m は粗粒砂を多く含む．
深度(m)

粒径

0
人工堆積物

14C (316-322 cm)
6,400 ± 30 yrs BP

5上部礫層

14C (655-662 cm)
13,710 ± 140 yrs BP

シルト・砂層14C (832 cm)
3,510 ± 20 yrs BP

1014C (931 cm)
50,490 ± 760

yrs BP

下部礫層
<凡例>
腐植，根茎
木片
角礫
15

円〜亜円礫

図 8 NTU-TNKG-1 コアの柱状図

0-1 m

地表

1-2 m

人工堆積物

人工堆積物

上部礫層

図 9 コア全体の写真（0〜2 m）

2-3 m

地表

3-4 m

上部礫層

図 9 コア全体の写真（2〜4 m）

上部礫層

5-6 m

4-5 m

上部礫層

図 9 コア全体の写真（4〜6 m）

上部礫層

7-8 m

6-7 m

上部礫層

シルト・砂層シルト・砂層図 9 コア全体の写真（6〜8 m）

8-9 m9-10 mシルト・砂層図 9 コア全体の写真（8〜10 m）

シルト・砂層10-11 m

11-12 m下部礫層

図 9 コア全体の写真（10〜12 m）

下部礫層

13-14 m

12-13 m下部礫層

図 9 コア全体の写真（12〜14 m）

下部礫層

14-15 m

下部礫層

図 9 コア全体の写真（14〜15 m）

深度8.32 mの木片

図 1014

深度9.31 mの木片

C 年代測定を⾏った⽊⽚を含む層準の写真

4．放射性炭素（14C）年代測定

株式会社加速機分析研究所に依頼して，段丘堆積物のバルク試料と天然ダム堆積物中の⽊⽚を AMS 14C 年代測定に供した．堆積物のバルク試料に対しては，試料を超⾳波洗浄し，ふるいにかけて根等の混⼊物を除去した．そして 1 mol/L（1 M）の塩酸による酸処理によって不純物を除去した．⽊⽚に対しては，1 M の塩酸と 0.001〜1 M まで徐々に濃度を上げた⽔酸化ナトリウム⽔溶液を⽤いた酸ーアルカリー酸処理によって不純物を除去した．年
代値は Libby の半減期 5,568 年を⽤いて算出し、δ13C 値により同位体分別効果の補正を⾏った．OxCal4.4 較正プログラム（Bronk Ramsey，2009）と IntCal20 較正曲線（Reimeret al.，2020）を⽤いて暦年較正を⾏った．
14

C 年代測定の結果を表 1 に⽰す．NTU-TNKG-1 コアの深度 3.16〜3.22 m の粗粒砂のバルク試料からは，6,400±30 yr BP の 14C 年代と 5,468〜5,445 cal BC（確率 18.3 %），5,381〜5,322 cal BC（50.0 %）の暦年較正年代（1σ）が得られた．深度 6.55〜6.62 m のシルトのバルク試料からは，13,710±40 yr BP の 14C 年代と 14,734〜14,539 cal BC（確率68.3 %）の暦年較正年代が得られた．深度 8.32 m の炭化⽊⽚からは 3,510±20 yr BP の 14C
年代と 1,886〜1,872 cal BC（確率 11.1 %），1,847〜1,774 cal BC（57.1 %）の暦年較正年代が得られた．深度 9.31 m の炭化⽊⽚からは，50,490±760 yr BP の 14C 年代と 52,652 cal
BC 以前（確率 12.8 %）と 51,967〜50,584 cal BC（確率 11.1 %）の暦年較正年代が得られた．

表114C 年代測定の結果14C年代

暦年較正年代(1σ, 14C yr BP)(1σ, cal BC)-22.83±0.30

6,400±30

5,468-5,445 (18.3 %)5,381-5.322 (50.0 %)IAAA-221080

シルト-25.96±0.23

13,710±40

14,734-14,539 (68.3 %)IAAA-221003

8.32

木片

-29.82±0.20

3,510±20

1,886-1,871 (11.1 %)1,847-1,774 (57.1 %)IAAA-221004

9.31

木片

-28.18±0.29

50,490±760>52,652 (12.8 %)51,967-50,584 (55.5 %)IAAA-221005

深度(m)

測定物質

δ13C (‰)

3.16-3.22

細粒砂

6.55-6.62

測定番号

5．予察的考察5.1

NTU-TNKG-1 コアの各層の解釈

NTU-TNKG-1 コアの深度 0〜1.67 m は⼈⼯堆積物である．深度 0〜0.54 m は砂からなり，腐植質な層準があることから，畑⼟壌である．深度 0.54〜1.67 m はコンクリート⽚やモルタル粉を含むことから，中学校を建設するときの盛⼟である．
深度 1.67〜6.50 m の上部礫層は⼤きな亜円礫からなる．これは天然ダムが埋積された後に，信濃川によってもたらされた本流性の礫層である．
深度 6.50〜10.00 m のシルト・砂層は，全体に塊状で淘汰が悪く，植物遺体を多く含む．
これは静⽔域に堆積したものであり，天然ダムを埋積した細粒層である．
深度 10.00〜15.00 m の下部礫層は⼤きな亜円礫からなる．これは信濃川によってもたらされた本流性の礫層である．⼤割野 1 ⾯より下位にあることから，もともと⼤割野 2 ⾯を構成する堆積物と考えられる．なお未固結であることから，基盤の⿂沼層群ではない．
5.2

段丘区分の⾒直し今回の調査地点は，従来の研究では⼤割野 1 ⾯上に位置する．それは，正⾯⾯の直下にある段丘だからである．しかし，NTU-TNKG-1 コアの深度 10 m 以下の下部礫層が⼤割野 2⾯を構成する堆積物である．また，それより上位のシルト・砂層と上部礫層は，それぞれ天然ダムを埋積した堆積物とそれを覆う本流性の堆積物であり，天然ダムの形成によって，本来より河床が上昇して堆積したものである．それらの堆積物は短い時間で堆積し，もとの河床に戻るために離⽔したと考えられるので，調査地点が位置する段丘は⼤割野 2 ⾯となる．
現河床との⽐⾼が同程度だとしても，津南町の他地域の⼤割野 1 ⾯よりも新しい段丘である．
5.3

14

C 年代値の解釈

ボーリング調査地点のある⼤割野 1 ⾯は，ローム層に覆われず，完新世の年代とされている（渡辺，2000）．NTU-TNKG-1 コアの深度 6.50〜10.00 m のシルト・砂層からは，3 点の 14C 年代値が得られたが，⼤きく異なっている．深度 6.55〜6.62 m の 14C 年代値

（13,710±40 yr BP）は，シルトのバルク試料からのものであるため，古い炭素を含んでおり，年代値が古くなったと判断される．深度 9.31 m の 14C 年代値（50,490±760 yr BP）は，
14

C 年代測定の限界付近のものであり，懐疑的である．このような古い年代値が得られたのは，⽊⽚が基盤岩の⿂沼層群や古い段丘堆積物からもたらされたものであると考えられる．
⼀⽅，深度 8.32 m の 14C 年代値（3,510±20 yr BP）は，中⼼部が未炭化の新鮮な⽊⽚から得られたものである．年代値は⼤割野 2 ⾯の年代とも整合的であり，最も信頼性が⾼い．したがって，天然ダムを埋積した細粒層の年代は，約 3,500 年前の中期完新世と判断する．
NTU-TNKG-1 コアの段丘堆積物上部からは，1 点の 14C 年代値が得られた．深度 3.16
〜3.22 m の 14C 年代値（6,430±30 yr BP）は，シルト・砂層の年代値と逆転している．それは砂のバルク試料からのものであるため，古い炭素を含んでおり，年代値が古くなったと判断される．
5.4

信濃川沿いの地すべりの発⽣と天然ダムの形成史

今回の調査地点から上流には，現在河床と 15 m 程度の⽐⾼を持つ段丘が連続する．この段丘は細粒堆積物から構成され，調査地点から約 10 km 上流にある縄⽂時代早期〜後期のひんご遺跡も細粒堆積物に覆われている（⻑野県埋蔵⽂化財センター，2018）．今回の調査地点付近には，信濃川左岸の⽻倉に⼤規模な地すべり地が認められる．吉越ほか（2014）は移動体に含まれる⽊⽚の 14C 年代に基づいて，約 6,000 年前の地すべりによって信濃川がせき⽌められて，天然ダムが形成されたとした．しかし，この地すべり地の末端は段丘よりも⾼所にあり，初⽣的にはより古い時期に発⽣したことが明らかである．したがって，今回の調査地点から上流にかけて天然ダムが形成されたのは，約 6,000 年前とするよりも，NTUTNKG-1 コアのシルト・砂層の年代である約 3,500 年前とした⽅が整合的である．
⼀⽅，今回の調査地点の 4 km 下流には古い地すべり地が認められ，より⾼所に⾙坂⾯に相当する段丘が上流に向かって連続している．吉越ほか（2014）は，この段丘が細粒堆積物から構成されることを明らかにし，細粒堆積物を覆うローム層とテフラに基づいて，約 5 万年前の地すべりによって信濃川がせき⽌められて，天然ダムが形成されたとした．もしそうだとすると，調査地点付近では天然ダムを伴う地すべりは 5 万年間に 2 回⽣じたことになる．このように，信濃川に沿っては，数万年間隔で⼤規模な地すべりが発⽣している．
5.5

段丘礫層に挟まれる細粒層の重要性

⼤きな河川の中・上流部では，⼀般に現河床が礫で覆われ，段丘も礫層から構成されている．それにも関わらず，段丘の下で層厚数 m 以上の細粒層が礫層に挟まれている場合には，細粒層は定常の⽔流で堆積したものではなく，突発的な地すべりに伴う天然ダム堆積物の可能性が⾼い．そのような細粒層には植物遺体が多く含まれることから，14C 年代測定によって細粒層の年代を求めることが可能である．そうすれば，天然ダムを形成した地すべりの発⽣時期を特定することができる．侵⾷によって地形が残されていない地すべりを復元するためには，段丘礫層に挟まれる細粒層を⾒出すことが重要である．
近年，公共⼯事に伴う地質地盤情報がさまざまなスケールで公開されている（国レベルでは「Kunijiban」 https://www.kunijiban.pwri.go.jp/jp/；新潟県と⻑野県は⾮公開）．地すべりの地形や堆積物が⾒られない地域であっても，既存のボーリング柱状図から段丘礫層に挟まれる細粒層を⾒出し，ボーリング調査を⾏うことによって，地すべりの履歴を復元することができる．今後，段丘礫層に挟まれる細粒層に注⽬すべきである．
例えば，Kunijiban を⽤いると，地点 1 では，今回の天然ダム堆積物に対応する段丘礫層に挟まれる細粒層が認められる（図 11）．また，上流の地点 2 では，より古い天然ダム堆積物である細粒層が認められる．
6．まとめ

新潟県津南町において，完新世の段丘上で⻑さ 15 m のオールコアボーリング調査を⾏い，礫層に挟まれる層厚 3.5 m のシルト・砂層を⾒出した．その細粒層は天然ダム堆積物であり，その中の植物遺体の 14C 年代から，約 3,500 年前に天然ダムが形成されたことがわかった．信濃川に沿っては，数万年間隔で天然ダムを伴う地すべりが発⽣していると考えられる．
地形が残されていない地すべりを復元するためには，段丘礫層に挟まれる細粒層を⾒出すことが重要である．従来そのような細粒層には注意が払われてこなかったが，今後天然ダム堆積物として改めて⾒直す必要がある．ただし，細粒層にはさまざまな時代の植物遺体が混在していることから，14C 年代値から編年する際には慎重さが求められる．今回の調査地点から上流側には，ボーリングコアで⾒出された細粒層と同じものからなる段丘が連続している．今後，それらの段丘上でボーリング調査を⾏い，細粒層の記載と編年を⾏って，天然ダムの埋積過程を明らかにしたい．地すべりに関するこのような基礎的研究を今後も進めたいと思う．
謝辞

本研究は，国⼟地理協会による 2022 年度研究助成を受けて⾏われたものである．苗場⼭
麓ジオパーク事務局の⽅には，ボーリング調査の連絡調整や掘削許可に関して便宜を図っていただいた．また，城東地質株式会社の技術者には，掘削に際して⼤変お世話になった．
以上の⽅々に感謝申し上げる．
引⽤⽂献

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