フォッサマグナ
フォッサマグナ西縁の西側を西南日本、東側を東北日本という。西南日本に当たる飛騨山脈は(地表は新しい火山噴出物で覆われているが)大部分が5億5000万年前 - 6500万年前の地層(中生代や古生代の地層=中・古生層)であるのに対し、北部フォッサマグナにあたる頸城山塊付近は大部分が2500万年前以降の堆積物や火山噴出物(新第三紀・第四紀の地層=新第三紀層・沖積層・洪積層)である。この大きな地質構造の違いは通常の断層の運動などでは到底起こり得ないことで、大規模な地殻変動が関係していることを示している。
現在のプレートテクトニクス理論ではフォッサマグナは北アメリカプレート(またはオホーツクプレート)とユーラシアプレートの境界に相当するとされる。1983年の日本海中部地震前後までは、北海道中部の日高山脈付近が両プレートの境界と考えられていたが、日本海中部地震を契機に大きな歴史地震が日本海東縁に並ぶことから日本海東縁部〜フォッサマグナを境界とする仮説が提唱された。しかし、プレート境界が日高山脈から移動したことや両プレート間の関係性について具体的な証拠はない。そのため、北米プレートとユーラシアプレートの境界は破線で表記される。フォッサマグナの厚さは、地下約6000メートル(平野部) - 9000メートル(山地)にも及ぶ。これより深い所は基盤岩とよばれ、西南日本や東北日本と同じ地層の並びになっていると推定されている。フォッサマグナ本体は第三紀の火山岩と堆積岩によって埋積されている。地質断面図で見ると、年代の異なる地層の境界がU字型に形成されている。