３．９

筒賀断層の調査（１）業務の内容(a) 業務題目

筒賀断層の調査(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

国立研究開発法人 産業技術総合研究所

主任研究員

吾妻崇

国立研究開発法人 産業技術総合研究所

研究員

白濱吉起 #1#1

令和３年９月まで担当者。

(c) 業務の目的
筒賀断層は、広島県西部に位置する北東－南西走向の右横ずれ断層である。地震調査究推進本部による長期評価（地震調査研究推進本部地震調査委員会，2016a）では最新活動時期、平均活動間隔、平均変位速度がいずれも不明となっているため、将来の地震発生確率を算出することができていない。この活断層に沿っては、段丘地形など年代推定が可能な横ずれの指標となる地形が乏しく、平均変位速度の推定が困難である。そのため、断層運動による水系の屈曲量（Ｄ）と活断層よりも上流の長さ（Ｌ）もしくは流域面積（Ａ）との関係、及び本事業の別課題で実施している中国地方における侵食速度の算出結果に基づいて、この活断層の横ずれ成分の平均変位速度の推定を試みる。また、流域平均侵食速度を宇宙線生成核種により求め、他断層の流域と比較する。
(d) ３ヵ年の実施業務の要約
1) 令和元年度
対象地域の既往成果の整理を行い、横ずれ変位を受けた水系（11 地点）を、水系の屈曲量と上流の長さ・流域面積を計測する対象地点に選定した。選定した地点について、「地理院地図」を利用して河谷の横ずれ量、上流長、流域面積等の計測を行い、水系の屈曲量/上流の長さ（α）及び水系の屈曲量/流域面積/100（α’）の値を算出した。
2) 令和２年度
令和元年度に計測を実施した 11 地点について、上流域が侵食小起伏面に到達している５水系を選定した。選定された水系から得られたαの値について、①地福断層に関する既往研究で求められた平均変位速度とαの値との比較結果及び②野坂・集福寺断層帯（集福寺断層）で実施した調査の結果に基づく k 値を参照して、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度を算出した。また、１流域について宇宙線生成核種により流域平均侵食速度を求め、他断層の流域と比較した。
3) 令和３年度
山内・山中（2021）の調査内容を精査し、本調査で算出された平均変位速度（横ずれ成分）の比較を行った。

359

（２）令和３年度の成果

今年度に公表された論文（山内・山中，2021）の内容を精査し、本調査で算出された平均変位速度（横ずれ成分）の比較を行った。
（３）令和元年度〜令和３年度の成果(a) 業務の要約
筒賀断層は、広島県西部に位置する北東－南西走向で長さ約 58 km の右横ずれ断層である（図１；地震調査研究推進本部地震調査委員会，2016b）。この活断層の横ずれ成分の平均変位速度を推定するため、断層を横切る水系の屈曲量と断層よりも上流側の水系の長さ及び流域面積の計測を行い、水系の屈曲量/上流の長さ（α）及び水系の屈曲量/流域面積/100（α’）を算出した。既往調査を参照し、この断層によって右横ずれの変位を示している水系 11 地点を選出した。地形解析によって得られたαおよびα’の値は、それぞれ、0.21〜0.04（平均値：0.09）および 0.15〜0.01（平均値：0.04）であった。
令和２年度には、上流域が侵食小起伏面に達している５水系に限定して水系の屈曲量（Ｄ）/上流の長さ（Ｌ）の関係（α）を確認した。その結果、αの値は 0.08〜0.04（平均値：0.07）に限定された。同じ中国地方に位置する地福断層での既往研究による平均変位速度とαの値との比較結果（S = (2〜5）α)に基づくと、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.4〜0.08 m/千年となる。また、野坂・集福寺断層帯（集福寺断層）で実施した地形解析の結果（k = 1.37〜4.3）に基づくと、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.3〜0.05 m/千年と算出された。また、宇宙線生成核種により、一流域で流域平均侵食速度を推定した。結果、約 130 mm/ky と求められた。他断層沿いで得られた値と比較するとやや大きいが、特筆して大きい値ではなく、流域の削剥条件に大きな違いがないことが推定された。

360

図１

筒賀断層の位置（地震調査研究推進本部地震調査委員会，2016b）
筒賀断層の位置を赤線で示した。

(b) 業務の実施方法
令和元年度には、既往研究の整理、水系の選定、地形解析を実施し、筒賀断層を横切る11 の水系の屈曲量（Ｄ）と断層よりも上流の水系の長さ（Ｌ）の関係（α）を算出した。
令和２年度には、上流域が侵食小起伏面に達している５水系だけを評価対象に限定して、屈曲量/上流の長さ（α）の関係を確認した。その結果について、同じ中国地方に位置する地福断層での既往研究による平均変位速度とαの値との比較結果に基づき、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度を算出した。また、野坂・集福寺断層帯（集福寺断層）の調査で得られた k の値を用いて算出した結果と比較した。
(c) 令和元年度の業務の成果1) 既往研究の整理
筒賀断層は、活断層詳細デジタルマップ（中田・今泉編，2002）によって右横ずれ断層であることが指摘された。田力・他（2015）は、筒賀断層の詳細な活断層図を示すとともに、それまで指摘されていた筒賀断層の北東に長さ約 25 km の活断層を認め、志路原断層と呼んだ。地震調査研究推進本部地震調査委員会（2016a）はこの志路原断層を含めた範囲を筒賀断層として評価した。
なお、水系の屈曲量と上流の長さに基づく平均変位速度の推定については、松田（1966）の考えにしたがった。これに関する既往研究については、本報告書の「３．８層」を参照していただきたい。

361

五日市断

2) 水系の選定
地形図の読み取りによって認定された水系の横ずれから 11 地点を選定し、地形解析の対象とした（図２）。地点番号は断層に沿って北から順に付け、地点１は断層の北端に近い新庄付近（北広島町）の船峠川支流、地点２〜４は加計付近（安芸太田町）、地点５〜６は戸河内付近（安芸太田町）、地点７は中筒賀付近（安芸太田町）、８〜10 は上筒賀付近（安芸太田町）、地点 11 は宇佐付近（山口県岩国市）に位置する（図２）。

図２

筒賀断層において地形解析を行った地点

活断層の位置は地震調査研究推進本部地震調査委員会（2016a）にしたがった。
3) 地形解析選定した 11 地点について、「地理院地図」の計測ツール（「距離」及び「面積」）を利用して河谷の横ずれ量、上流長、流域面積の計測を行い、水系の屈曲量/上流の長さ（α）
及び水系の屈曲量/流域面積/100（α’）を算出した。
362

各地点で計測した水系の屈曲量、上流の長さ，流域面積及びαとα’の値を表１に示す。また、水系の屈曲量と上流の長さとの関係およびαの値を図３に、水系の屈曲量と流域面積との関係及びα’の値を図４にそれぞれ示す。

表２
地点番号

地点名

筒賀断層における水系の屈曲量と上流の長さ、流域面積
水系の屈曲量（m）①

上流の長さ（m）②流域面積（m 2 ）③α（①/②）

α’
（①/③）

1

新庄

56

441

128,490

0.13

0.04

2

加計

41

696

270,481

0.06

0.02

3

加計

22

368

60,418

0.06

0.04

4

加計

21

574

131,625

0.04

0.02

5

戸河内

93

1,210

324,771

0.08

0.03

6

戸河内

58

670

158,729

0.09

0.04

7

中筒賀

56

1,019

368,881

0.05

0.02

8

上筒賀

77

372

50,046

0.21

0.15

9

上筒賀

142

1,731

1,104,000

0.08

0.01

10

上筒賀

145

713

160,539

0.06

0.03

11

宇佐

67

362

92,9390.19

0.07363図３

筒賀断層における水系の屈曲量（Ｄ）と上流の長さ（Ｌ）との関係
数字は地形解析を行った地点の番号を示す。各地点の位置は図２に示す。

364

図４

筒賀断層における水系の屈曲量（Ｄ）と上流の流域面積（Ａ）との関係
数字は地形解析を行った地点の番号を示す。各地点の位置は図２に示す。

(d) 令和２年度の業務の成果
1) 侵食小起伏面の抽出と水系の選定
地形図から等高線を読み取り、侵食小起伏面を抽出した。筒賀断層周辺では、標高 1,000m 以上の侵食小起伏面、標高 800〜900 m に分布する侵食小起伏面及び標高 600〜800 m に分布する侵食小起伏面が認められた（図５）。令和元年度に地形解析を実施した水系と侵食小起伏面との関係を地図上で比較すると、地点２、５、７、９及び 10 の計５地点の水系の上流部が侵食小起伏面まで達していることが確認された。

365

図５

筒賀断層において地形解析を行った地点

活断層の位置は地震調査研究推進本部地震調査委員会（2016a）に、本研究における地形判読結果に基づく線を一部加筆した。侵食小起伏面の分布範囲については、地形図の等高線の読み取りに基づく。

2) 地形解析
令和元年度に計測した水系の屈曲量、上流の長さ及びαの値のうち、上流部が侵食小起伏面に達している５つの水系について表２に赤字で示す。また、水系の屈曲量と上流の長さとの関係およびαの値を図６に示す。なお、表２には参考として、令和元年度に計測した流域面積（Ａ）およびそれと水系の屈曲量（Ｄ）との関係（D/A）の値（α’）を記しておく。

366

表１
地点
番号

地点名

筒賀断層における水系の屈曲量と上流の長さ
水系の屈曲量（m）①

上流の長さ（m）②

流域面積（m 2 ）③α（①/②）α’（①/③）

1

新庄

56441

128,4900.130.042

加計

41696

270,4810.060.023

加計

22368

60,4180.060.044

加計21574131,6250.040.025

戸河内

93

1,210

324,7710.080.036

戸河内

58

670

158,7290.090.04

7

中筒賀

56

1,019

368,8810.050.028

上筒賀

77372

50,0460.210.159

上筒賀

142

1,731

1,104,000

0.080.0110

上筒賀

145

713

160,539

0.06

0.03

11

宇佐

67

362

92,9390.190.07

図６

筒賀断層における水系の屈曲量（Ｄ）と上流の長さ（Ｌ）との関係

数字は地形解析を行った地点の番号を示す。各地点の位置は図５に示す。

367

3) 平均変位速度（横ずれ成分）の算出
上記の検討の結果、筒賀断層における屈曲率（α）は 0.08〜0.04 と求まった。筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度について、地福断層での既往研究による平均変位速度と本研究で地福断層から得られたαの値との比較結果（S = (2〜5）α)に基づくと、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.4〜0.08 m/千年と算出される。一方、野坂・集福寺断層帯（集福寺断層）で実施した結果（k = 1.37〜4.3）に基づくと、五日市断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.3〜0.05 m/千年と算出された。
4）流域平均侵食速度の推定
流域削剥速度（流域平均侵食速度と同義）の定量的な推定には、河床砂に含まれる宇宙線生成放射性核種（CRN）を用いた。流域内の地表面は常に削剥され続けており、その表層の CRN 蓄積量は削剥速度によって定まる。そのため、ある流域の流出点に集積した河床砂は表層からまんべんなく削剥されて運搬された土砂と考えられ、流域全体の平均的な削剥速度を反映しているとみなせる（Gosse and Phillips， 2001；松四・他，2007）。
このとき、河床砂に含まれる CRN 蓄積量（Ｎ）と流域の平均的な CRN 生成速度（Ｐ）と削剥速度（ε）の関係は(1)式で表される。
𝑁=𝑃
𝜆 + 𝜇𝜀（1）μは中性子の平均減衰長と岩石密度の比を示し、λは対象とする CRN の減衰係数を示す。本調査では CRN として 10 Be を使用した。流域の平均的な CRN 生成速度は採取地点の生成速度で代表した。本断層帯では地点７の１流域を選定し、土砂試料を採取した。採取した試料中の CRN 蓄積量から(1)式により流域削剥速度を求め、他の断層帯沿いで実施した結果と比較検討した。
地点７において、試料を採取し、流域平均侵食速度を求めたところ、約 130 mm/kyr と推定された。この値は、他の断層帯において得られたおおよその値（50〜100 mm/kyr）と比較するとやや大きいが、特筆して大きい値ではなく、同程度の値は確認されている。このことから、流域平均侵食速度が他地域と比較して大きな影響を与えていることは考えづらい。
(e) 令和３年度の業務の成果
山内・山中（2021）は、下筒賀から宇佐にかけて分布する筒賀断層の詳細な断層変位地形を記載するとともに、地形面の年代とその横ずれ量に基づいて同断層の平均変位速度（ネットスリップ）の値を 0.9〜0.5 m/千年と算出した。同論文では、筒賀断層の上下変位量と横ずれ変位量の比を約 29〜6％と算出している。その情報に基づき、上下成分を除外して水平成分のみで比較した場合、山内・山中（2021）が求めた平均変位速度（横ずれ成分）の方が本調査の結果から得られた平均変位速度（横ずれ成分）よりも高い値を示すことが確認された。
(f) 結論ならびに今後の課題
筒賀断層を横切る主な水系の屈曲量と上流の長さ及び流域面積の地形解析を行った。
368

今回の調査で計測した筒賀断層における水系の屈曲量（Ｄ）は、最大で 142 m、最小で 21m であった。屈曲量（Ｄ）と断層よりも上流側の谷の長さ（Ｌ）から導き出される屈曲率（α）は 0.21〜0.04、屈曲量（Ｄ）と断層よりも上流側の流域面積（Ａ）から導き出される屈曲率（α’）は 0.15〜0.01 であった。
さらに、検討対象を上流域が侵食小起伏面に到達している水系に限定することにより、筒賀断層における屈曲量（Ｄ）と断層よりも上流側の谷の長さ（Ｌ）から導き出される屈曲率（α）は 0.08〜0.04 に限定された。
筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度の算出について、地福断層での既往研究（山内・白石，2013）による平均変位速度と本研究で地福断層から得られたαの値との比較結果（S = (2〜5）α)に基づくと、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.4〜0.08 m/千年と算出された。一方、野坂・集福寺断層帯（集福寺断層）で実施した結果（k = 1.37〜4.3）に基づくと、筒賀断層の横ずれ成分の平均変位速度は 0.3〜0.05 m/千年と算出された。今回の調査の結果を山内・山中（2021）が示した平均変位速度（0.9〜0.5 m/千年）と比較すると、後者の方が高い値を示す。その理由については、１) 山内・山中（2021）が算出した平均変位速度が横ずれ成分だけでなくネットスリップの値であること、２)時間軸の基準としている段丘面の年代推定が間接的な根拠（姶良 Tn 火山灰に覆われていない）であること、３) 平均変位速度が算出された地点と水系の屈曲率を算出した地点との空間的な違い、４) 地質学的な情報に基づき算出された平均変位速度（やや短期的）と水系の上流への侵食速度に基づく屈曲率（やや長期的）における時間的な平均変位速度の変化、などが考えられる。水系の屈曲率に基づいて平均変位速度（横ずれ成分）を算出する手法を一般的なものにするためには、今後、これらの問題点を順次検討する必要がある。
また、宇宙線生成核種により、一流域で流域平均侵食速度が約 130 mm/ky と求められた。流域の削剥条件に他地域と比較して大きな違いがないことが推定されるが、一流域のみの結果であるため、詳細な検討にはより多くの流域からのデータが必要である。
(g) 引用文献
Gosse, J. C. and F. M. Phillips, Terrestrial in situ cosmogenic nuclides: theory
and application, Quat. Sci. Rev., 20, 1475-1560, 2001.
地震調査研究推進本部地震調査委員会，筒賀断層の長期評価，4p，2016a．
地震調査研究推進本部地震調査委員会，中国地方の活断層の長期評価（第一版），70p，
2016b．
松田時彦，跡津川断層の横ずれ変位，地震研究所彙報，44，1179-1212，1966．
松四雄騎・若狭幸・松崎浩之・松倉公憲，宇宙線生成核種 10 Be および 26 Al のプロセス

地形学的応用，地形，28，87–107，2007.
中田 高・今泉俊文編，活断層詳細デジタルマップ，東京大学出版会，DVD ３枚+解説書
60p，2002．
田力正好・中田 高・堤 浩之・後藤秀昭・水本匡起・松田時彦，筒賀断層帯およびその周辺地域の活断層の分布と断層変位地形：中国地方西部の活断層密集地域に発達する長大活断層の一例．日本地球惑星科学連合大会予稿集，SSS28-P18，2015．
369

山内一彦・白石健一郎，中国山地西部、徳佐盆地およびその周辺部に分布する活断層の変動地形学的検討，立命館地理学，No. 25，15-35，2013．
山内一彦・山中

蛍，中国山地西部，筒賀断層の断層変位地形と変位ベクトル，および平均変位速度．活断層研究，54，1-21，2021．

370