3 － 161985 年 6 月 22 日から長柄の埋込式体積歪計に現れた歪変化
Strain Changes of the Borehole Strainmeter Observed at Nagara from June 22, 1985

気象庁地震予知情報課
Earthquake Prediction Information Division
Japan Meteorological Agency
長柄の埋込式歪計観測点では，1985 年 6 月 22 日に急激で大きな縮み変化が発生し，約 1 時間後には伸びに転じ 7 月 7 日まで続くという特異な現象が見られたので，以下にその詳細を述べる。
第 1 図に観測地点の位置を示す。観測井は 250m の深さで地表から 230m まではケーシングパイプが挿入され，フルホールセメンティングがされている。地中センサーは 1980 年 10 月に250m の孔底に埋設された（第 2 図）。
付近の地質はいわゆる笠森層といわれる上総層群で，未固結な泥質砂岩と比較的固結した泥岩の互層である（第 3 図）。
長柄の観測地点は普段から気圧にはよく応答するが地震波はほとんど記録せず，地震時に見られるステップ現象も，メカニズムを反映するというより，地震動による帯水層の動きに起因すると思われるゆっくりした変化を示す。
観測は 1981 年 5 月に開始し，第 4 図に長柄と隣接地点の歪変化を示す。1982 年 4 月までは何回かの地震を伴わないステップ状現象が発生したが，その後は安定していた。
1985 年 6 月 22 日 23 時 56 分頃，突然大きな縮み現象が発生し，8 分後に 2 回連続して自動バルブオープン動作が起動した。通常 1 回のバルブオープンで約 6×10 － 6 の大きさの変化がリセットされる。しかしバルブオープン中は測定を中断するため，この間の変化については不明である。約 1 時間後の 23 日 01 時 10 分，2 回目のバルブオープン動作終了時点で，変化は伸び方向に転じていた。1 時間当りの伸び量 0.2×10 － 6 というはやい速度で進行し，7 月 7 日06 時ごろ急に停った。観測された伸びの総量は 3×10 － 5 に達した。第 5 図に 6 月 20 日－ 7月 9 日の記録を示す。第 4，5 図共，6 月 22・23 日の縮み量は不明のため，歪の値はこの前・後で連続性がない。
変化が進行中の 6 月 26・27 日に現地にて測器や観測井の状態などの点検を行った。感度検定では従前と同値が得られ，その他の電気回路や観測井にも異常は認められなかった。高感度の振動計による観測も並行して行ったが，付近を発生源とする振動はなかった。
伸びが続いている期間中，7 回のバルブオープン動作を行ったが，いずれもゼロ値にリセッ―182―

トされ，地中センサーにも異常はないと思われる。但し，6 月 23 日以後，縮み方向の微小な変化が多数発生するようになり，およそ 3 つのパターンに分類できる傾向が認められた。
第 6 図は 7 月 1 日 15 時－ 4 日 02 時の期間中の 3 パターンを代表する SP 成分の記録である。
この期間直前の 1 日 13 時 15 分－ 45 分にバルブをオープンした。（1）上段はバルブオープンを終了して測定再開後約 1 時間余後の 15 時－ 2 日 07 時頃までの記録である。測定再開後約 7時間余を経て微小ステップ状変化が見られるが，矢印で示す通り大きさ・形状・発生間隔共不規則である。（2）中段は 7 月 2 日 11 時 30 分－ 3 日 04 時迄の記録である。極く微小なステップ状変化が頻発しているが，気圧変化による影響と同じノイズレベルであるため，発生回数を数えることは困難である。（3）下段は 7 月 3 日 10 時 30 分から次のバルブオープン（4 日 01 時45 分）前までの記録である。ここでは一定間隔で大きさ，形状もそろった変化が発生している。
このステップ状現象の発生状況とベローズの位置の関係を 6 月 23 日から 7 月 16 日まで連ねて第 7 図に示す。ここで，電圧値はベローズの変位に応じた出力電圧でバルブオープン毎にOV にリセットされる。伸び変化の場合 0 から－領域になる。またステップ状変化の時系列と大きさをその下に示す。黒塗の部分は第 6 図の中段に相当する変化の発生期間である。どの期間で見てもベローズの位置がほぼ－ 2.5V から－ 5V の範囲に対応して発生している。また規則的変化（第 6 図下段）が発生している期間中にバルブを 3 時間オープンした間は，ステップ状変化は 1 ケも発現しなかった。
これらのことから，縮み方向の微小変化は地中センサーから得られる信号であるが，地中センサーがあまりにも急激で大きな力を受けたため，ベローズに 2 次的に些少な，何等かの変形を生じた結果発生したという可能性が考えられる。
一方，第 8 図は 6 月から 9 月 8 日迄の時間値による変化図で，全期間同じ気圧係数を用いて気圧補正を行っている。6 月 22 日以前も 7 月 7 日以降も補正結果に不都合は見当らず，この程度のオーダでのデータの取扱いに際しては支障ないと考える。
この後，LP 成分はほとんど平担な変化となり，その後のベローズ位置とステップ状現象の発生との対応はつけられないが，ステップ状現象の発生の様相は変遷している。長柄で有感と思われる地震発生後しばらくの間，或いは比較的降水量が多い後しばらくの間はステップ状現象が休止したり，再び発生する時は様相が変っていたりするなど，センサー内部だけでは説明がつかない。
以上のことから，今回の長柄の変化は，観測地点の極く近傍の地下で局所的に応力が再配分されるような現象が短時間で発生したものと推定する。長柄での微小ステップ状現象の発生は地中センサー内部に起因するものと，付近の地下情報を反映したものが混在しているものと考えられる。
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11 月現在，微小ステップ状変化の発生は気圧の影響のノイズレベルにおさまっている。
参考文献

1）古屋逸夫・桧皮久義（1983）：気圧変化及びレーリー波入射に対する埋込式体積歪計の応答，
験震時報， 48 ，1－６.
2）気象庁地震予知情報課（準備中）：長野県西部地震調査報告，気象庁技術報告。

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第1図
Fig. 1

観測点位置図Nagara strainmerter observation station.（Solid circle）．

第2図Fig. 2埋設状況図

Illustration of the embedded volumestrainmeter in the well.

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第3図
Fig. 3

地質柱状図

Cross section of the geologic column atNagara station.

第4図Fig. 4歪変化図

Secular variation of crustal-strains by borehole strainmeter at Nagara and neighbor stations.

第5図
Fig. 5毎時値による歪変化図

Secular variation of strain by hourly data at Nagara.

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第6図
Fig. 6

長柄の SP 成分に現れた微小変化の記録例

Examples of various micro strain changes recorded at Nagara.

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第7図
Fig. 7長柄の微小変化の発生と LP 成分電圧値

The relation between the occurrance time of micro strain changes and the value of LP component inVolt.

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第8図
Fig. 8毎時値歪変化の気圧補正

Original data and removed data with atmospheric effects.

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