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松代地域の群発地震活動に伴った垂直変動
東大・震研・（測地移動観測班）
岡田坪川惇家恒

1．まえがき昭 和 40 年（ 1965 年 ）8 月 以 来 続 い て い る 松 代 地 震 は、 昭 和 41 年 3 ～ 4 月 お よ び 8 ～ 9 月
における 2 回の最大活動期を経て、すでに 4 年余りを経過した。この間多くの研究調査の一環として地震研究所は水準測量の繰返しによって、群発地震の集中した松代町周辺特に皆神山附近と長野平野の一部について、地盤の昇降変動の調査を続けた。国土地理院は水準路線を増設し、測量地域の範囲を北信一帯より直江津、柏崎験潮場に至る、広域調査を行った。以上の結果はすでに報告され、群発地震の集中発生地域とその周辺および広域地帯についての地殼変動が、明らかにされた。
松代町皆神山周辺より続く長野平野の一部については、測量回数も多く 1967 年 8 月までの 2年間に、地震活動の発展と地盤の局地的な異常隆起地域の経過が極めて良く対応していたこともすでに報告した。さらに 2 年経過した 1969 年 8 月に、同じ群発地震の集中した変動地域について繰返し測量を行った。その結果は 1966 年 9 月末頃を頂点とし異常隆起が停止し、数ケ月後まではやや急激に沈降し始めたが、引き続いて緩慢な沈降速度で進んでいる。一方地震の回数も急激に減 少 し た と は い え、 尚 現 在（ 1969 年 末 ）で も 月 平 均 600 ～ 1000 回 近 い 頻 度 を 示 し、 微 小地震活動としては異常地域であろう。
2．皆神山および松代周辺の水準点変動
繰返し水準測量の行われた水準路線は、第 1 図に示す地域で A ルートの一部は国道 18 号線に沿う国土地理院一等水準路線で、更埴市 B. M. № 3661 より松代町を経て丹波島橋に至る。
№ 1 ～ № 17 路 線 は、1965 年 10 月 に 臨 時 設 置 し た 地 震 研 究 所 の 水 準 点 を 示 す。B ルートは 1966 年 4 月第 1 期地震活動期を迎えて、皆神山を一周する水準路線として増設された。
この時期に国土地理院は北信地域に二等水準路線が増設され、測量が開始された。A、B 両ルートに沿う反復測量は十数回におよび、1966 年 9 月末における異常隆起の状況と中心域は、第 2 図の等隆起線によって示されるように皆神山北東地域であろう。等隆起線は皆神山南東方向（ 赤柴 ）に延びる支線と、保科路線（ 奇妙山東北側 ）の変動も併せ画かれたもので、局地的な異常隆起である。 第 3 図 は、 更 埴 市 B. M. № 3661 を 不 動 と し た 時 の、 過 去 4 年 間 に お け る 箇 々 の 水 準 点の垂直変動図で、1965 年 10 月第 1 回測量に対する時間的変化を示す。この期間に数箇の水準点が亡失し、比較ができなくなった。
A ルートの水準点（ Nos.4、7、15、16 ）は、松代町を通り標高差のほとんどない平野部にあり、松代町附近で最高隆起量は約 30 ㎝である。B ルートの水準路線の標高差はおよそ 100m あり、皆神山北東山麓 NosB、C、D 附近で隆起量は 90 ㎝に達する。第 1 回測量を基準として、個― 34 ―々の水準点の時間的変化の様子についてみると、A、B 両ルートともほぼ同じような経過をたどっている。第 2 期活動期を頂点として漸次沈降速度を減じ、3 年間でゆるやかな曲線を示しているけ
れど、A、B 両ルートには若干の差がみられる。一方光波による基線測量の結果によれば、同様に

第1図

松代周辺の水準路線図
5033 は G.S.I. 水準点

第2図

第 2 活動期における等隆起線同じ時期に停止し、変化が逆転している。

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第3図― 36 ―

個々の水準点の変動図下方は J.M.A. による月総数の地震頻度

3

地殻垂直変動の余効的経過
第 2 期活動期を頂点とする群発地震回数は減退し始め、水準点の垂直変動も同じく緩慢な沈降を示すようになった。第 3 図に示した A、B 両ルート個々の水準点について、1966 年 9 月末の測量を基準に年単位で変化を示したのが、それぞれ第 4 図、第 5 図である。いづれも個々の水準点は、3 年間に指数関数的な減少を示している。いまこの変動量の減少をδ h ＝ ae－bt ＋ cと近似して、それぞれ個々の水準点について a、b、c を最小 2 乗法で求めたのが第 1 表である。
第4図

1966 年 9 月末を基準とする B ルート個々の水準点変動図― 37 ―

第5図

1966 年 9 月末を基準とする A ルート個々の水準点変動図

第（ A ルート ）1表（ B ルート ）個々の水準点の垂直変動は、地盤が半弾性体であると仮定すると、最大隆起量 δhmax に対してC は、いわば個々の水準点の半永久的な変動量あるいは残留変形に相当するものかも知れない。4年間を経過した現在の地震活動から予測は到底困難であろうが、それぞれ個々の水準点の変動量は、一応それぞれ C に近づきつつあることはいえそうで、a はそれぞれの余効的な変化と考えられる。
一方減衰係数をルート別にながめると、A ルートすなわち平野部の方がやや大きいのに対して、B ルートの方が小さい。個々の水準点について最大変動量（ δhmax ）と前に述べた残留変動量（C）の割合を求めると、A ルートでは平均 33％、B ルートでは 67％となっている。これは変動要素に差異があるように思われるが、現在これを説明する情報は得られていない。一つの解釈として、群発地震の中心地域とその周辺部の特に表層近くに、隆起変動をともなって与えられた物理的な影響の差であろう。弾性変形・塑性変形の割合に若干の差があるのではなかろうかと推察され興味が深い。
4．A ルート地域の傾斜変動
A ルートは、松代町北西部に拡がる平野部をデルタ状に一周する路線で、個々の水準点の変動量
か ら（ B. M. № 3661 を 不 動 と 仮 定 ）1965 年 10 月 を 基 準 に し、 地 塊 運 動 と し て 傾 斜 量 を求め、図示したのが第 6 図に示されている。第 2 活動期までの急激な傾斜量に対して、以後は逆方向に転じ漸次傾動が緩慢になった。第 7 図はおのおの測量時点における最大傾斜量と方位を、ベクトルで示したものでほぼ一定の方位 N100°E に傾動している。第 2 活動期以後の漸減している
3 年間について、前節で述べた垂直変動と同様に傾斜角をϕ" ＝ Ae － Bt+C（ t：年単位 ）と置いて A、B、C を求めると
A ＝ 3."50
B ＝－ 0.739
C=7."34が得られる。A は余効的なもの、C は残留的な傾動量に相当するであろう。また ϕmax（ 最大傾斜― 38 ―量 ）に対して 63％となる。
大地震にともなった垂直変動あるいは傾動の推移は、一般には急激な地殼変形が完全に固定的なものでなく、長期間にわたって余効的な動きを示すことを、過去のいくつかの大地震によって知られている。群発地震の場合は、全く事情を異にして隆起変動にも時間を要しているけれど、余効的な変動にはやや類似点を示すことは興味深い。
第6図

第7図

A ルート地域の傾斜量変動図

A ルート地域の傾斜変動のベクトル図― 39 ―

5．あとがき
松代附近の群発地震が集中した地域における、過去 4 年間に繰返された水準測量より個々の水準点の変動について概要を述べた。地震活動と地殻変動の推移に関して、調和を保ちながら地盤ないしは地殼の垂直変動の経過について知ることができた。垂直変動に限っていうならば、沈降速度はきわめて緩慢となりほぼ限界値に近づきつつあるように思われる。
文坪川家恒他

献“ 松代地震にともなう水準測量”
第 1 報、第 2 報｛笠原慶一他

震研彙報 45（ 1967 ）265 － 288
震研彙報 46（ 1968 ）417 － 429“ 群発地震活動に伴う地殼変動の観測”
第 1 報、第 2 報、第 3 報、第 4 報
震研彙報 44（ 1966 ）335 － 350
震研彙報 44（ 1966 ）1715 － 1733
震研彙報 45（ 1967 ）225 － 239
震研彙報 46（ 1968 ）651 － 661

国土地理院

松代群発地震に伴う測地測量報告書

第 1 報～第 5 報

昭和 41 年 11 月
昭和 42 年 2 月
昭和 42 年 6 月
昭和 43 年 2 月
昭和 44 年 3 月
岡田

惇・笠原慶一

気象庁

粟島の余効的変動

震研彙報 44（ 1966 ）247 － 259

地震火山概況

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