警固断層帯(南東部)における重点的な調査観測 平成23－25年度 成果報告書　3.1活断層の活動区間を正確に把握するための詳細位置・形状等の調査

Transcription

1 3.1 活 断 層 の 活 動 区 間 を 正 確 に 把 握 するための 詳 細 位 置 形 状 等 の 調 査 陸 上 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 断 層 形 状 および 変 位 量 分 布 の 把 握 (1) 業 務 の 内 容 (a) 業 務 題 目 陸 上 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 断 層 形 状 および 変 位 量 分 布 の 把 握 (b) 担 当 者 所 属 機 関 役 職 氏 名 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 研 究 チーム 長 主 任 研 究 員 主 任 研 究 員 吉 岡 敏 和 宮 下 由 香 里 吾 妻 崇 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 研 究 グループ 長 水 野 清 秀 (c) 業 務 の 目 的 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 陸 域 の 地 表 付 近 での 詳 細 な 断 層 位 置 と 分 布 形 状 及 び 変 位 量 分 布 を 把 握 するため 断 層 帯 周 辺 の 高 解 像 度 DEM( 数 値 地 形 モデル)を 作 成 するとともに 地 表 踏 査 や 群 列 ボーリング 調 査 等 を 実 施 し 既 存 の 調 査 探 査 の 結 果 と 合 わせ 警 固 断 層 帯 南 東 部 における 詳 細 な 断 層 位 置 と 分 布 形 状 および 地 点 ごとの 変 位 量 を 把 握 する また 断 層 帯 の 南 東 延 長 部 への 連 続 性 についても 具 体 的 な 情 報 を 得 る それらの 結 果 は 活 断 層 基 本 図 ( 仮 称 ) に 資 する 形 でデータベース 化 する (d) 3ヵ 年 の 年 次 実 施 業 務 の 要 約 1) 平 成 23 年 度 : 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 陸 上 部 分 について 高 解 像 度 (2m)DEM を 用 いて 地 形 陰 影 図 および 地 形 断 面 図 を 作 成 した また 警 固 断 層 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 および 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 において 地 形 地 質 調 査 および 空 中 写 真 判 読 を 行 い 地 形 地 質 図 を 作 成 した 2) 平 成 24 年 度 : 警 固 断 層 および 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 において 地 質 踏 査 を 行 い 断 層 露 頭 を 確 認 し た また 地 形 面 の 編 年 を 行 うために 米 軍 撮 影 および 昭 和 30 年 代 撮 影 の 空 中 写 真 を 用 いて 詳 細 な 地 形 面 区 分 を 行 った 3) 平 成 25 年 度 : 前 年 度 までに 実 施 した 調 査 および 作 業 に 基 づいて 調 査 対 象 範 囲 全 域 の 断 層 の 分 布 位 置 形 状 および 変 位 量 のデータを 整 理 し それらをデータベース 化 するとともに 地 形 分 類 図 活 断 層 分 布 図 と 合 わせて GIS 化 した 4

2 (2) 平 成 年 度 の 成 果 (a) 業 務 の 要 約 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 陸 上 部 分 について 高 解 像 度 DEM を 用 いて 地 形 陰 影 図 および 地 形 断 面 図 を 作 成 した また 警 固 断 層 とその 南 東 延 長 部 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 および 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 について 高 解 像 度 DEM の 解 析 および 地 形 地 質 踏 査 を 行 うとともに 地 形 面 の 編 年 を 行 うために 米 軍 撮 影 および 昭 和 30 年 代 撮 影 の 空 中 写 真 を 用 いて 詳 細 な 地 形 面 区 分 を 行 った その 結 果 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 およびその 南 側 に 並 走 するトレー スにおいて 段 丘 面 の 上 下 変 位 を 確 認 することができた 警 固 断 層 については 福 岡 市 南 区 横 手 三 丁 目 付 近 では 低 位 段 丘 面 に 比 高 m 程 度 の 直 線 状 の 低 崖 が 見 られること 那 珂 川 付 近 の 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 に 最 大 約 2.5m の 上 下 変 位 を 見 積 もることができること を 確 認 した 警 固 断 層 南 東 延 長 部 については 数 カ 所 で 直 線 的 な 崖 地 形 や 鞍 部 列 が 確 認 で きたが それらについては 基 本 的 には 浸 食 により 形 成 された 可 能 性 が 高 いと 判 断 した 以 上 の 調 査 解 析 検 討 の 結 果 に 基 づいて 対 象 範 囲 全 域 の 地 形 分 類 図 および 断 層 分 布 図 を 作 成 するとともに 既 存 の 調 査 資 料 も 合 わせて GIS 化 した (b) 業 務 の 実 施 方 法 本 業 務 の 対 象 範 囲 の 地 質 図 を 図 1に 示 す. 高 解 像 度 (2m)DEM を 用 いて 地 形 陰 影 図 を 作 成 した 作 成 範 囲 については 高 解 像 度 DEM が 特 に 平 野 部 の 微 地 形 を 把 握 するのに 適 して いるという 特 性 を 考 慮 し 警 固 断 層 については 海 岸 部 から 陸 上 部 分 のほぼすべてをカバー する 範 囲 と 宇 美 断 層 の 南 東 延 長 部 までの 範 囲 宇 美 断 層 については 比 較 的 平 野 部 の 多 い 北 西 部 の 範 囲 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 については 福 岡 市 早 良 区 脇 山 付 近 の 範 囲 について 作 成 した 図 2 図 5に 地 形 陰 影 図 を 示 す 高 解 像 度 DEM は 国 際 航 業 株 式 会 社 が 所 有 する RAMSe を 使 用 した 陰 影 図 については 高 さ 強 調 を 10 倍 とし 南 西 側 隆 起 の 地 形 が 表 現 されや すいように 南 西 方 向 30 の 高 度 から 光 を 照 射 する 設 定 とした またそれぞれの 図 の 範 囲 でグラデーションによる 段 彩 を 行 った さらに 警 固 断 層 については 断 層 を 横 切 る 20 本 の 測 線 について 地 形 断 面 図 を 作 成 した 空 中 写 真 判 読 については 人 工 的 な 地 形 改 変 の 影 響 を 避 けるため 米 軍 撮 影 写 真 ならびに 1961 年 1963 年 国 土 地 理 院 撮 影 の 空 中 写 真 を 用 いた 空 中 写 真 の 判 読 では 段 丘 面 の 区 分 と 編 年 を 行 い さらに 断 層 を 挟 んで 同 一 地 形 面 が 分 布 する 地 域 については 高 解 像 度 DEM を 用 いて 地 形 断 面 図 を 作 成 した さらに 既 存 の 調 査 研 究 成 果 や 他 のサブテーマの 成 果 等 も 取 り 入 れて 総 合 的 に 解 釈 し 地 形 分 類 図 お よび 断 層 分 布 図 を 作 成 した 5

3 図 1 調 査 地 域 周 辺 の 地 質 図 と 調 査 対 象 範 囲 地 質 図 は 地 質 調 査 所 発 行 1:200,000 地 質 図 福 岡 ( 久 保 ほか,1993)による 地 質 図 凡 例 tl,tm: 段 丘 堆 積 物,E n,o n : 古 第 三 系 堆 積 岩,Saw: 早 良 花 崗 岩,Sag: 佐 賀 花 崗 岩,Kah: 嘉 穂 花 崗 岩,Fuk: 深 江 花 崗 岩,Ito: 糸 島 花 崗 閃 緑 岩,Asa: 朝 倉 花 崗 閃 緑 岩, g n,m n,mg,u: 変 成 岩 類 6

4 図２ 警固断層 陸上部 の北西部分の高解像度 DEM による地形陰影図 7

5 図 3 警 固 断 層 の 南 東 部 分 と 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 の 高 解 像 度 DEM による 地 形 陰 影 図 8

6 図４ 宇美断層北西部の高解像度 DEM による地形陰影図 9

7 図 5 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 の 福 岡 市 早 良 区 脇 山 周 辺 の 高 解 像 度 DEM による 地 形 陰 影 図 (c) 業 務 の 成 果 1) 警 固 断 層 高 解 像 度 DEM から 作 成 した 地 形 陰 影 図 を 図 2および 図 3に 地 形 断 面 図 の 作 成 位 置 を 図 6に 示 す 那 珂 川 付 近 では DEM による 地 形 陰 影 図 の Loc.1( 福 岡 市 南 区 横 手 三 丁 目 付 近 ; 図 7に 示 す 地 形 断 面 図 で 赤 矢 印 の 間 )に 低 崖 に 挟 まれた 微 高 地 が 認 められ その 北 東 縁 の 低 崖 は m 程 度 の 比 高 を 持 つ 空 中 写 真 の 判 読 によれば この 付 近 には 旧 那 珂 川 の 蛇 行 跡 が 広 く 分 布 し( 図 8) 地 形 断 面 図 で 認 められた 低 崖 は 河 川 による 浸 食 崖 の 可 能 性 もあ る しかしながら Loc.1 付 近 の 微 高 地 は 延 びの 方 向 が 那 珂 川 の 方 向 と 大 きく 斜 行 するこ とから 河 川 による 浸 食 地 形 とは 考 えにくい また 微 高 地 の 北 東 縁 の 低 崖 には 昭 和 41 年 に 発 見 された 奥 博 多 温 泉 の 元 湯 が 位 置 することも 微 高 地 の 形 成 に 何 らかの 構 造 的 な 成 因 が あることを 示 唆 する また 既 存 ボーリング 資 料 によると 基 盤 岩 の 上 面 には 不 規 則 な 起 伏 が 見 られるものの 図 9にケバ 付 きの 赤 破 線 で 示 した 位 置 では 基 盤 岩 上 面 に 比 高 20 m 以 上 の 落 差 が 断 続 的 に 認 められる( 木 村 ほか,2013) 以 上 のことを 考 慮 すると この 地 点 の 警 固 断 層 のトレースは 大 きく 左 ステップして 分 布 していると 考 えるのが 妥 当 である 加 野 ほか(2006)による 反 射 法 地 震 探 査 の 結 果 も この 解 釈 と 矛 盾 しない それぞれのトレ ースの 延 長 部 分 には 阿 蘇 4 火 砕 流 の 堆 積 面 が 分 布 しており その 上 下 変 位 の 有 無 を 確 認 す 10

8 るため 高 解 像 度 DEM を 用 いて 地 形 断 面 図 を 作 成 した 阿 蘇 4 火 砕 流 の 堆 積 面 は 分 布 が 断 続 的 で 頂 面 の 平 坦 面 の 保 存 がよくないため 断 面 は 断 面 線 を 挟 んで 片 側 約 100 m の 幅 で の 投 影 断 面 とした また 南 方 の 上 流 への 延 長 部 分 は 国 土 地 理 院 の 1 万 分 の 1 地 形 図 の 等 高 線 読 み 取 りにより 作 成 した その 結 果 北 東 側 のトレースで 1.5 m 程 度 南 西 側 のト レースで 1 m 程 度 の 南 西 側 隆 起 を 見 積 もることが 可 能 である( 図 10) 阿 蘇 4 火 砕 流 の 年 代 は 町 田 新 井 (2003)により 約 万 年 前 とされているので この 地 点 での 上 下 成 分 の 平 均 変 位 速 度 は 2 つのトレースを 合 算 して 約 0.03 m/ 千 年 と 計 算 される 水 城 付 近 では 人 工 的 な 地 形 改 変 が 激 しく DEM による 陰 影 図 で 詳 細 な 断 層 変 位 地 形 を 認 定 することは 困 難 であったため 米 軍 撮 影 の 空 中 写 真 等 の 判 読 を 行 った その 結 果 警 固 断 層 付 近 には 鞍 部 の 連 続 や 直 線 的 な 谷 地 形 からなる 数 本 のリニアメントがほぼ 平 行 に 分 布 しているのが 認 められた( 図 11) 壁 面 に 断 層 が 確 認 された 既 存 のトレンチ 調 査 位 置 ( 上 大 利 地 点 : 宮 下 ほか,2007; 大 佐 野 地 点 : 下 山 ほか,1999)や 断 層 露 頭 ( 唐 木 田 ほか,1994) は ほぼこれらのリニアメント 上 に 位 置 するが 上 大 利 地 点 と 大 佐 野 地 点 が 位 置 するリニ アメントは 連 続 していない なお 水 城 西 門 付 近 を 横 切 ってきわめて 直 線 的 な 低 崖 が 連 続 するのが 確 認 され( 図 11 の 矢 印 ) この 低 崖 については 千 田 ほか(1996)にも 活 断 層 とし て 図 示 されているが 水 城 南 東 でこの 低 崖 を 横 切 って 実 施 された 埋 蔵 文 化 財 調 査 ( 太 宰 府 市 教 育 委 員 会,2005)によれば この 低 崖 は 古 代 官 道 の 側 溝 と 一 致 しており 人 工 のもの であると 考 えられる ただし 以 前 から 存 在 していた 低 断 層 崖 に 沿 って 官 道 が 造 成 された 可 能 性 も 残 されている 11

9 図 6 警 固 断 層 主 要 部 分 の 高 解 像 度 DEM による 地 形 陰 影 図 と 地 形 断 面 図 作 成 位 置 ピンクの 太 線 は 低 崖 確 認 位 置 を 示 す 12

10 図 7 那 珂 川 付 近 の 高 解 像 度 DEM から 作 成 した 地 形 断 面 図 ( 断 面 線 11 13) 断 面 位 置 は 図 6に 示 す 赤 矢 印 は 低 崖 確 認 位 置 図 8 那 珂 川 に 沿 う 微 地 形 の 分 布 国 土 地 理 院 米 軍 撮 影 空 中 写 真 (R236 54)を 使 用 13

11 図 9 那 珂 川 右 岸 地 域 の 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 の 分 布 と 警 固 断 層 の 推 定 位 置 黄 色 の 線 と 網 掛 け 部 分 が 図 10 の 断 面 位 置 を 示 す 基 図 は 高 解 像 度 DEM による 地 形 陰 影 図 14

12 図 10 高 解 像 度 DEM による 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 の 地 形 断 面 図 赤 点 は 図 1のライン 上, 青 点 は 網 掛 け 部 分 の 標 高 を 示 す 図 11 水 城 付 近 のリニアメントの 分 布 国 土 地 理 院 米 軍 撮 影 空 中 写 真 (R )を 使 用 15

13 2) 警 固 断 層 南 東 延 長 部 警 固 断 層 の 南 東 端 については 中 田 今 泉 編 (2002)では 筑 紫 野 市 上 古 賀 付 近 の 低 位 段 丘 面 を 横 切 る 直 線 状 の 谷 地 形 を 断 層 地 形 として 推 定 しているが この 南 東 延 長 では 段 丘 面 に 上 下 変 位 は 認 められない( 図 12) また 福 岡 県 によるボーリング 調 査 および 反 射 法 探 査 の 結 果 ( 福 岡 県,1996)によれば この 谷 地 形 を 横 切 って 地 下 の 地 層 に 落 差 や 変 形 は 認 められず この 地 形 については 人 工 の 可 能 性 もあると 考 えた また 筑 紫 野 市 武 藏 から 九 州 自 動 車 道 筑 紫 野 インターチェンジ 付 近 にかけては 山 麓 に 鞍 部 と 分 離 丘 が 連 続 的 に 分 布 す るが その 南 東 の 低 位 段 丘 面 には 変 位 は 認 められない この 地 点 の 南 東 にあたる 筑 紫 野 市 永 岡 では 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 物 で 構 成 される 段 丘 面 と 中 位 II 段 丘 面 との 間 の 崖 が 北 西 - 南 東 方 向 に 直 線 的 な 形 状 となっている( 図 13) この 崖 は 警 固 断 層 の 延 長 方 向 にあたるが 崖 の 上 下 で 地 形 面 が 異 なること 崖 下 の 段 丘 面 が 平 坦 でやや 南 東 に 傾 斜 していることから 宝 満 川 と 山 口 川 による 浸 食 崖 で 十 分 に 説 明 が 可 能 であ ることから この 崖 は 断 層 崖 ではなく 浸 食 により 形 成 されたものと 考 えた さらに 南 東 の 筑 前 町 東 小 田 では 低 位 II 段 丘 面 に 下 流 側 が 高 まるような 地 形 が 認 めら れる またその 南 東 では 中 位 II 段 丘 面 と 沖 積 面 の 境 界 に 比 高 10m 程 度 の 直 線 状 の 崖 地 形 が 見 られる これらはいずれも 南 西 側 が 上 昇 するような 地 殻 変 動 を 表 している 可 能 性 も あるが 堆 積 浸 食 による 地 形 の 可 能 性 もある 3) 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 宇 美 断 層 の 南 東 延 長 部 については 池 田 ほか(2004)によって 示 された 南 東 端 の 須 恵 町 植 木 付 近 から さらに 南 東 の 下 山 ほか(2008)によって 図 示 された 範 囲 について 空 中 写 真 判 読 と 地 形 地 質 踏 査 を 行 った その 結 果 以 下 のような 段 丘 面 の 変 位 や 断 層 露 頭 等 が 観 察 された 宇 美 断 層 の 延 長 が 推 定 される 線 上 には 太 宰 府 市 北 谷 および 内 山 の 北 ( 九 重 ヶ 原 )で 低 位 段 丘 面 および 高 位 段 丘 面 が 分 布 する( 図 14,15) これらの 段 丘 面 について 高 解 像 度 DEM を 用 いて 断 面 図 を 作 成 した その 結 果 いずれの 段 丘 面 においても 断 層 の 延 長 付 近 では 有 意 な 上 下 変 位 は 認 められない( 図 16) しかしながら いずれの 段 丘 面 も 初 生 的 な 傾 斜 が 10% 程 度 あること 人 工 的 な 改 変 を 受 けていることから 断 層 変 位 を 十 分 に 認 識 できていない 可 能 性 もある 太 宰 府 市 内 山 と 筑 紫 野 市 西 吉 木 の 間 には ほぼ 南 北 方 向 に 直 線 状 の 谷 が 延 びる この 谷 地 形 の 内 部 で 基 盤 岩 の 花 崗 岩 中 に 断 層 露 頭 が 確 認 された 露 頭 では ガウジが 粘 土 状 で 軟 弱 なこと 断 層 を 覆 う 角 礫 層 は 現 在 の 谷 の 斜 面 を 覆 って 分 布 していることから 極 めて 新 期 のものと 推 定 され この 断 層 が 新 しい 時 期 に 活 動 した 活 断 層 である 可 能 性 も 十 分 に 考 え られる 16

14 図 12 筑 紫 野 市 二 日 市 周 辺 の 高 解 像 度 DEM による 段 彩 陰 影 図 白 破 線 は 警 固 断 層 延 長 部 にあたる 鞍 部 列 17

15 図 13 筑 紫 野 市 永 岡 付 近 の 段 丘 面 の 分 布 米 軍 撮 影 空 中 写 真 (R243-27)を 使 用 18

16 図 14 宇美断層南東延長部の地形 国土地理院発行 1/25,000 地形図 太宰府 を使用 19

17 図 15 宇 美 断 層 南 東 延 長 部 の 高 解 像 度 DEM による 地 形 陰 影 図 図 の 範 囲 は 図 14 に 示 す 凡 例 は 図 14 と 共 通 20

18 図 16 宇 美 断 層 延 長 上 の 段 丘 面 の 地 形 断 面 断 面 線 の 位 置 は 図 15 に 示 す 4) 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 は 福 岡 県 糸 島 市 から 佐 賀 県 基 山 町 にかけて 分 布 するとされてい るが これまでの 調 査 では 詳 細 な 分 布 やその 形 態 に 関 する 報 告 はほとんどなされてこなか った 本 報 告 では 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 を 3 つの 区 間 に 分 けて それぞれの 地 域 で 確 認 さ れた 断 層 の 存 在 を 示 唆 する 露 頭 や 地 形 に 関 する 情 報 を 以 下 に 記 す 糸 島 市 高 祖 福 岡 市 西 入 部 間 では 九 州 活 構 造 研 究 会 編 (1989)などにおいて 日 向 峠 断 層 として 指 摘 されている 場 所 に 沿 って 活 断 層 露 頭 断 層 破 砕 帯 鞍 部 地 形 などが 確 認 され た 福 岡 市 西 山 では 斜 面 堆 積 物 に 花 崗 岩 が 衝 上 する 断 層 露 頭 を 確 認 した 福 岡 市 早 良 区 脇 山 では 椎 原 川 の 流 下 方 向 に 斜 交 する 北 東 側 低 下 の 緩 やかな 崖 が 認 めら れる( 図 17) 崖 を 挾 んだ 両 側 において 段 丘 面 の 最 大 傾 斜 方 向 は 北 を 示 すことから この 21

19 崖 が 小 笠 木 川 の 浸 食 によって 形 成 されたとは 考 えにくい また (1) 同 様 の 崖 が 脇 山 の 南 東 方 に 位 置 する 栗 尾 (くんのお)においても 認 められること (2) 椎 原 川 流 域 において 早 良 花 崗 岩 によって 形 成 された 丘 陵 の 先 端 が 直 線 状 に 並 び 西 北 西 東 南 東 方 向 の 地 形 境 界 を 形 成 していること (3) 脇 山 ならびに 池 田 における 河 成 段 丘 上 の 崖 の 走 向 が(2)の 地 形 境 界 とほぼ 一 致 すること より 脇 山 ならびに 栗 尾 における 緩 やかな 崖 は 河 川 の 浸 食 による ものではなく 活 断 層 によって 形 成 された 変 動 崖 である 可 能 性 が 高 いと 考 える 本 地 域 の 4 測 線 において 地 形 断 面 測 量 を 実 施 した 結 果 1.9 m ないし 4.0 m の 上 下 変 位 量 が 計 測 さ れた( 図 18) 那 珂 川 町 大 浦 山 町 古 屋 敷 間 では 断 層 破 砕 帯 断 層 の 左 横 ずれを 示 す 明 瞭 な 谷 の 屈 曲 地 形 鞍 部 地 形 などが 確 認 できた 那 珂 川 町 下 代 久 事 では 破 砕 帯 を 伴 って 基 盤 の 花 崗 岩 を 変 移 させる 断 層 を 確 認 した また 那 珂 川 町 芋 生 では 活 断 層 が 通 過 すると 考 えられる 鞍 部 地 形 の 近 傍 で 破 砕 帯 を 伴 って 花 崗 岩 を 変 位 させる 断 層 露 頭 を 確 認 したが 第 四 紀 後 期 の 活 動 を 示 す 証 拠 は 得 られなかった 5)その 他 の 活 断 層 これまでに 記 載 した 警 固 断 層 宇 美 断 層 日 向 峠 小 笠 木 断 層 帯 のほかに 小 規 模 ながら 断 層 変 位 地 形 を 伴 ういくつかの 活 断 層 が 分 布 する これらの 位 置 についても 地 形 分 類 図 に 表 示 した まず 福 岡 市 早 良 区 小 原 の 南 と 同 区 唐 ノ 原 の 南 東 では 中 位 I 段 丘 面 に 比 高 5m 程 度 の 低 崖 が 認 められ 面 の 分 布 から 浸 食 崖 とは 考 えにくいため 低 断 層 崖 の 可 能 性 が 高 いと 考 え られる またその 南 東 方 の 早 良 区 椎 原 辻 では 中 位 II 段 丘 面 に 2 列 の 低 断 層 崖 状 の 地 形 が 認 められる これらを 結 ぶ 2 条 の 線 は 日 向 峠 小 笠 木 峠 断 層 帯 の 約 2km 南 西 に 並 走 する 位 置 にあたり この 線 に 沿 って 活 断 層 が 存 在 することが 推 定 される 福 岡 市 南 区 油 山 の 北 西 では 約 2 km の 範 囲 にわたってシャープな 直 線 的 地 形 が 見 られ その 線 上 でいくつかの 小 規 模 な 河 谷 に 左 横 ずれ 屈 曲 が 認 められる その 南 東 延 長 上 にあた る 片 縄 山 の 南 にも 直 線 状 の 谷 と 鞍 部 の 連 続 が 見 られること さらに 南 東 の 那 珂 川 町 上 梶 原 から 大 野 城 市 牛 頸 ダムの 南 にかけて 一 部 に 河 谷 の 左 横 ずれ 屈 曲 を 伴 いながら 直 線 状 の 谷 地 形 が 連 続 することから これらは 一 連 の 活 断 層 である 可 能 性 がある なおこの 断 層 の 走 向 は N20 W であり 警 固 断 層 とは 斜 行 する 22

20 図 17 福 岡 市 早 良 区 脇 山 周 辺 の 地 形 面 区 分 図 図 18 段 丘 面 の 実 測 断 面 図 断 面 線 の 位 置 は 図 17 に 示 す. 23

21 6) 活 断 層 の 分 布 を 示 した 地 形 分 類 図 の 作 成 調 査 対 象 範 囲 全 域 について 現 地 調 査 空 中 写 真 の 判 読 および 既 存 の 調 査 研 究 結 果 に 基 づいて 地 形 面 区 分 とともに 活 断 層 の 分 布 を 示 した 地 形 分 類 図 を 作 成 した 地 形 分 類 図 全 体 は 電 子 ファイルで 添 付 する 図 19 には 地 形 基 図 を 除 いた 図 を 図 20 には 断 層 線 のみ の 分 布 図 を 図 21 には 主 要 部 分 の 拡 大 を 示 す 図 の 凡 例 は 図 22 に 示 す 使 用 した 空 中 写 真 は 国 土 地 理 院 1961 年 撮 影 の KU-61-1( 縮 尺 1/10,000) 1963 年 撮 影 の KU-63-8X( 縮 尺 1/20,000) および 米 軍 撮 影 の 縮 尺 1/10,000 空 中 写 真 である 基 図 には 国 土 地 理 院 の 数 値 地 図 を 用 いた なお 福 岡 市 街 地 の 断 層 位 置 については 鬼 木 ほか(1996) 木 村 ほ か(2013)に 従 った 地 形 面 区 分 および 断 層 線 のデータは シェイプファイルおよび kmz ファイルの 形 式 で 保 存 し 地 理 情 報 システム(GIS)で 利 用 可 能 とした また 既 存 調 査 も 含 め 各 調 査 地 点 の 情 報 を 緯 度 経 度 情 報 を 持 たせたデータテーブルとして 整 理 し 電 子 フ ァイルで 添 付 する 地 形 面 については 以 下 のように 区 分 した i) 高 位 段 丘 面 : 太 宰 府 市 九 重 ヶ 原 福 岡 市 早 良 区 唐 ノ 原 の 南 に 局 所 的 に 分 布 するほか 前 原 市 曽 根 周 辺 にやや 広 範 囲 に 分 布 する 標 高 は 九 重 ヶ 原 および 唐 ノ 原 の 南 では m 曽 根 周 辺 では 40 90m である 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 よりはるかに 高 位 に 位 置 するこ とから 更 新 世 中 期 に 形 成 されたと 推 定 されるが それ 以 上 の 年 代 情 報 はない ii) 中 位 I 段 丘 面 : 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 よりやや 高 位 に 位 置 する 段 丘 面 で 宇 美 川 流 域 や 室 見 川 流 域 雷 山 川 流 域 にやや 広 い 分 布 がある 形 成 年 代 は 阿 蘇 4 火 砕 流 との 関 係 から 約 9 万 年 前 以 前 の 更 新 世 後 期 と 考 えられるが 更 新 世 中 期 に 形 成 されたものも 含 まれる 可 能 性 がある iii) 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 : 約 万 年 前 に 噴 出 した 阿 蘇 4 火 砕 流 のうち 当 時 の 堆 積 面 が 残 存 していると 考 え られる 平 坦 面 について 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 として 区 分 した したがって 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 物 の 分 布 をすべて 示 しているものではない 調 査 範 囲 で 最 も 連 続 的 に 分 布 するのは 那 珂 川 右 岸 および 牛 頸 川 の 流 域 で ともに 下 流 では 沖 積 面 との 比 高 が 小 さくなり 福 岡 平 野 では 沖 積 面 に 埋 没 する また 早 見 川 の 下 流 にもややまとまった 分 布 があり 微 高 地 を 形 成 している iv) 中 位 II 段 丘 面 : 中 位 段 丘 のうち 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 面 の 低 位 にあたる 面 を 中 位 II 段 丘 面 とした したがって この 面 には 阿 蘇 4 火 砕 流 堆 積 直 後 に 形 成 された 面 も 含 まれると 考 えられる 調 査 範 囲 南 東 部 筑 後 川 水 系 の 小 石 原 川 および 草 場 川 の 流 域 には 広 い 範 囲 にほぼ 平 坦 な 中 位 II 段 丘 面 が 分 布 する この 面 は 上 流 部 で 低 位 I 段 丘 面 との 比 高 がなく なるが 下 流 側 では 現 河 床 との 比 高 が 10m 以 上 となる 場 所 もあることから 中 位 II 段 丘 面 とした v) 低 位 I 段 丘 面 : 現 在 の 河 谷 に 沿 って 概 ね 現 河 床 から 比 高 10m 程 度 以 下 の 段 丘 面 を 低 位 段 丘 面 とし そのうち 高 位 のものを 低 位 I 段 丘 面 とした 形 成 年 代 としては 更 新 世 後 期 の 最 終 氷 期 にあたるものと 推 定 される 筑 紫 野 市 二 日 市 付 近 では 博 多 湾 に 流 れる 鷺 田 川 と 筑 後 川 水 系 の 山 口 川 との 分 水 界 となっている vi) 低 位 II 段 丘 面 : 現 河 床 からの 比 高 で 数 m 以 下 の 微 高 地 を 形 成 する 段 丘 面 である 粕 屋 町 江 辻 のトレンチ 調 査 では 本 段 丘 面 の 構 成 層 から 20870±140 ybp の 放 射 性 炭 素 同 位 24

22 体 年 代 が 得 られている( 下 山 ほか,2008) 断 層 の 凡 例 については 以 下 のように 区 分 した i) 段 丘 面 を 変 位 させる 低 断 層 崖 や 更 新 世 後 期 以 降 の 地 層 を 変 位 させる 露 頭 などで 活 断 層 であることが 確 認 できる 区 間 ( 赤 実 線 ) ii) 線 上 には 直 接 的 な 証 拠 はないが 確 実 な 活 断 層 との 連 続 性 から 活 断 層 が 存 在 するこ とが 十 分 に 推 定 できる 区 間 ( 赤 破 線 ) iii)ボーリング 資 料 等 で 地 下 の 第 四 系 もしくは 第 四 系 の 基 底 に 連 続 的 な 落 差 が 認 めら れる 区 間 ( 紫 破 線 ) iv) 河 谷 や 尾 根 の 系 統 的 な 屈 曲 きわめて 直 線 的 な 傾 斜 変 換 などにより 活 断 層 の 可 能 性 が 高 いと 推 定 される 区 間 ( 青 実 線 ) v) 直 線 的 な 谷 地 形 や 鞍 部 の 連 続 周 辺 の 活 断 層 との 連 続 性 等 から 活 断 層 の 可 能 性 が 高 い と 推 定 されるが 根 拠 となる 地 形 がやや 不 明 瞭 な 区 間 ( 青 破 線 ) vi) 直 線 的 な 谷 地 形 や 鞍 部 の 連 続 直 線 崖 段 丘 面 の 高 度 変 化 などにより 活 断 層 を 含 め 何 らかの 地 質 構 造 または 地 殻 変 動 が 地 形 に 反 映 していると 推 定 される 区 間 差 別 浸 食 によ る 組 織 地 形 も 含 まれる( 黒 破 線 ) (d) 結 論 ならびに 今 後 の 課 題 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 陸 域 の 地 表 付 近 での 詳 細 な 断 層 位 置 と 分 布 形 状 及 び 変 位 量 分 布 を 把 握 するため 高 解 像 度 DEM の 解 析 空 中 写 真 の 判 読 および 現 地 踏 査 を 実 施 した また 調 査 対 象 範 囲 全 域 について 現 地 調 査 空 中 写 真 の 判 読 および 既 存 の 調 査 研 究 結 果 に 基 づいて 地 形 面 区 分 とともに 活 断 層 の 分 布 を 示 した 地 形 分 類 図 を 作 成 した 地 形 面 区 分 および 断 層 線 のデータは シェイプファイルおよび kmz ファイルの 形 式 で 保 存 し 地 理 情 報 システム(GIS)で 利 用 可 能 とした また 既 存 調 査 も 含 め 各 調 査 地 点 の 情 報 を 緯 度 経 度 情 報 を 持 たせたデータテーブルとして 整 理 した 警 固 断 層 の 南 東 端 は 筑 紫 野 市 古 賀 の 九 州 自 動 車 道 筑 紫 野 インターチェンジ 付 近 と 考 え られる 一 般 走 向 は N45 W であるが 大 野 城 市 上 大 利 付 近 から 南 東 では N40 W 程 度 とな る 全 体 のトレースは 直 線 的 であるが 那 珂 川 付 近 で 幅 300m 程 度 の 左 ステップが 見 られ る また 春 日 市 春 日 付 近 から 南 東 では 並 走 する 数 本 のトレースに 分 岐 する 変 位 量 としては 那 珂 川 の 南 で 阿 蘇 4 火 砕 流 からなる 段 丘 面 に 1.5 m 程 度 および 1 m 程 度 のそれぞれ 南 西 側 隆 起 の 上 下 変 位 が 認 められたが この 地 点 は 前 述 のステップの 位 置 に あたるため 局 所 的 に 変 位 量 が 小 さくなっている 可 能 性 がある 横 ずれ 変 位 量 については 今 回 の 調 査 では 新 たな 情 報 は 得 られなかった 警 固 断 層 については すでに 断 層 沿 いの 都 市 開 発 が 進 み トレンチ 調 査 等 の 詳 細 調 査 を 行 うことが 困 難 になっている 今 後 は 大 規 模 土 木 工 事 の 際 などに 計 画 的 に 調 査 を 行 い 断 層 の 詳 細 位 置 や 変 位 量 に 関 する 情 報 を 得 る 必 要 がある 25

23 図 19 調 査 範 囲 全 域 の 地 形 面 区 分 および 活 断 層 図 ( 地 形 基 図 なし) 26

24 図 20 活 断 層 線 のみを 抽 出 した 分 布 図 27

25 図 21 地 形 分 類 図 の 主 要 部 分 の 拡 大 28

26 図 22 地 形 分 類 図 の 凡 例 29

27 (e) 引 用 文 献 千 田 昇 岡 田 篤 正 中 田 高 渡 辺 満 久 鬼 木 史 子,1:25,000 都 市 圏 活 断 層 図 福 岡, 国 土 地 理 院 技 術 資 料 D 1-No.333,1996. 太 宰 府 市 教 育 委 員 会, 太 宰 府 吉 松 地 区 遺 跡 群 1, 太 宰 府 市 の 文 化 財 第 77 集,102p,2005. 福 岡 県, 西 山 断 層 系, 水 縄 断 層 系 及 び 警 固 断 層 系 に 関 する 調 査 委 託 報 告 書 第 IV 編 警 固 断 層 系 についての 調 査 結 果,140p,1996. 池 田 安 隆 千 田 昇 越 後 智 雄 中 田 高,1:25,000 都 市 圏 活 断 層 図 太 宰 府, 国 土 地 理 院 技 術 資 料 D 1-No.435,2004. 加 野 直 巳 稲 崎 富 士 山 口 和 雄 田 中 明 子, 警 固 断 層 南 東 部 での 極 浅 層 反 射 法 調 査, 活 断 層 古 地 震 研 究 報 告,no.6, ,2006. 唐 木 田 芳 文 冨 田 宰 臣 下 山 正 一 千 々 和 一 豊, 福 岡 地 域 の 地 質, 地 域 地 質 研 究 報 告 (5 万 分 の 1 地 質 図 幅 ), 地 質 調 査 所,192p,1994. 木 村 克 己 康 義 英 花 島 裕 樹, 福 岡 平 野 の 警 固 断 層 と 第 四 系 の 地 下 地 質 構 造, 海 陸 シー ムレス 地 質 情 報 集 福 岡 沿 岸 域, 数 値 地 質 図 S-3, 産 業 技 術 総 合 研 究 所 地 質 調 査 総 合 センター,DVD-ROM,2013 九 州 活 構 造 研 究 会 編, 九 州 の 活 構 造, 東 京 大 学 出 版 会,553p,1989. 町 田 洋 新 井 房 夫, 新 編 火 山 灰 アトラス[ 日 本 列 島 とその 周 辺 ], 東 京 大 学 出 版 会,336p, 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-ROM 2 枚, 付 図 1 葉,60p,2002. 宮 下 由 香 里 吾 妻 崇 二 階 堂 学 岡 崎 和 彦, 警 固 断 層 の 活 動 履 歴 大 野 城 市 上 大 利 トレ ンチ 調 査 結 果, 月 刊 地 球,29, ,2007. 鬼 木 史 子, 福 岡 市 域 の 警 固 断 層 の 詳 細 位 置 と 地 下 形 態, 活 断 層 研 究,no.15,37-47,1996. 下 山 正 一 磯 望 千 田 昇 岡 村 眞 松 岡 裕 美 池 田 安 隆 松 田 時 彦 竹 中 博 士 石 村 大 輔 松 末 和 之 松 山 尚 典 山 盛 邦 生, 福 岡 県 東 縁 部 に 位 置 する 宇 美 断 層 の 特 徴 に ついて, 活 断 層 研 究,no.29,59-70,2008. 下 山 正 一 松 田 時 彦 千 田 昇 杉 山 雄 一 磯 望 松 村 一 良 鈴 木 貞 臣 茂 木 透 岡 村 眞 松 山 尚 典 黒 木 瑞 昭 蚊 爪 康 典, 警 固 断 層, 大 佐 野 地 区 ( 福 岡 県 )でのトレ ンチ 調 査 報 告. 活 断 層 研 究,18,55-64,

28 3.1-2 博 多 湾 内 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 と 分 布 形 状 の 把 握 (1) 業 務 の 内 容 (a) 業 務 題 目 博 多 湾 内 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 と 分 布 形 状 の 把 握 (b) 担 当 者 所 属 機 関 役 職 氏 名 国 立 大 学 法 人 九 州 大 学 大 学 院 理 学 研 究 院 西 南 学 院 大 学 人 間 科 学 部 国 立 大 学 法 人 福 岡 教 育 大 学 教 育 学 部 国 立 大 学 法 人 高 知 大 学 総 合 研 究 センター 防 災 部 門 助 教 教 授 教 授 特 任 教 授 下 山 正 一 磯 望 黒 木 貴 一 岡 村 眞 (c) 業 務 の 目 的 警 固 断 層 帯 は 博 多 湾 を 通 過 し 玄 界 灘 に 達 している さらに 地 質 断 層 である 石 堂 海 の 中 道 断 層 と 宇 美 断 層 の 延 長 部 も 博 多 湾 東 部 海 域 を 通 過 あるいは 達 している 可 能 性 がある 博 多 湾 では これまでに 岡 村 ほか(2009)によって 報 告 がなされた 以 外 に 博 多 湾 内 における 活 断 層 調 査 はほぼ 実 施 されていない そのため 博 多 湾 内 の 活 断 層 の 分 布 や 形 状 を 十 分 に 把 握 するに 至 っていない そこで 博 多 湾 での 海 上 音 波 探 査 を 実 施 して 海 底 活 断 層 の 詳 細 位 置 及 び 分 布 形 状 を 把 握 する (d) 3ヵ 年 の 年 次 実 施 業 務 の 要 約 1) 平 成 23 年 度 : 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )およびその 近 傍 の 活 断 層 の 海 域 ( 博 多 湾 )における 詳 細 な 位 置 と 分 布 形 状 を 把 握 することを 目 的 とし 平 成 23 年 度 は 平 成 24 年 度 に 実 施 する 音 波 探 査 の 探 査 海 域 の 選 定 に 資 するための 文 献 調 査 をおこない 博 多 湾 内 の 地 質 構 造 や 活 断 層 に 関 するこれまでの 知 見 を 整 理 した 2) 平 成 24 年 度 : 警 固 断 層 帯 通 過 域 (A 区 域 )と 2005 年 福 岡 県 西 方 沖 地 震 の 際 の 博 多 湾 東 部 の 余 震 集 中 域 (B 区 域 )の 博 多 湾 内 における 2 つの 区 域 において 海 底 活 断 層 の 探 査 のた めにソノプローブを 用 いた 海 上 音 波 探 査 を 実 施 した また 音 波 探 査 結 果 に 基 づいて サブテーマ 3-2 の 調 査 地 の 選 定 を 行 った これらの 成 果 を 中 間 報 告 としてまとめた 3) 平 成 25 年 度 : 平 成 24 年 度 の 調 査 の 結 果 得 られた 音 波 反 射 記 録 の 知 見 を 改 めて 検 討 し 博 多 湾 内 活 断 層 の 詳 細 な 位 置 と 分 布 形 状 を 把 握 した 周 辺 断 層 として 海 の 中 道 断 層 とその 延 長 部 についても 検 討 した 修 正 データに 基 づき 新 たな 図 と 表 を 作 成 し 平 成 24 年 度 31

29 の 暫 定 結 果 を 更 新 した (2) 平 成 年 度 の 成 果 (a) 業 務 の 要 約 平 成 23 年 度 は 警 固 断 層 帯 南 東 部 に 関 する 多 くの 文 献 類 を 特 に 調 査 した 文 献 調 査 の 結 果 最 新 活 動 時 期 は 調 査 地 点 によって 大 きな 違 いがある 薬 院 地 点 約 年 前 から 約 年 前 の 間 ( 下 山 ほか,2005) 上 大 利 地 点 約 4300 年 前 以 降 ( 宮 下 ほか,2007) 博 多 湾 地 点 約 4500 年 前 から 4000 年 前 ( 岡 村 ほか,2009) 浜 の 町 地 点 約 8000 年 前 ( 福 岡 市,2009) さらに 予 測 される 活 動 周 期 も 大 きな 違 いがある 約 4000 年 上 大 利 地 点 博 多 湾 地 点 約 8000 年 浜 の 町 地 点 大 佐 野 地 点 ( 福 岡 県 1998))( 産 総 研 2005)) 薬 院 地 点 今 後 この 差 異 の 原 因 を 追 究 していく 必 要 があるが 人 口 密 集 地 のため 陸 上 での 適 地 がない しかし 博 多 湾 には 調 査 可 能 な 領 域 が 残 されているので 警 固 断 層 帯 博 多 湾 延 長 部 での 海 底 音 波 探 査 と 掘 削 調 査 を 実 施 する 必 要 があることが 結 論 づけられた 平 成 24 年 度 は 博 多 湾 で 実 施 された 海 上 音 波 探 査 によって 得 られた 多 数 の 音 響 反 射 記 録 には 音 響 基 盤 より 上 の 完 新 統 部 分 に 水 平 方 向 の 連 続 性 が 比 較 的 良 好 な 反 射 面 群 が 認 められた 反 射 面 を 変 形 させている 活 断 層 が 検 出 され 位 置 が 特 定 された これらの 主 反 射 面 の 束 を 層 として 岡 村 ほか(2009)の 区 分 にしたがい 上 から A 層 B 層 C 層 D 層 とした 断 層 形 状 の 観 察 の 結 果 これらの 主 反 射 層 に 基 づいて 明 らかになった 断 層 変 形 は 1) 断 層 変 位 が B 層 まで 達 している 場 合 (パターン 1)と 2)B 層 まで 達 していない 場 合 (パ ターン 2) の2パターンがある 前 者 は 博 多 湾 中 央 部 以 北 に 後 者 は 博 多 湾 中 央 部 以 南 に 分 布 し 活 動 性 に 地 域 的 な 偏 りがあることを 暗 示 している また 音 響 反 射 記 録 には 東 落 ちの 断 層 と 西 落 ちの 断 層 がセットになった 地 溝 状 凹 地 構 造 が 認 められた 隣 接 する 音 響 反 射 記 録 の 断 層 の 連 続 性 に 基 づいて 引 かれた 断 層 線 図 をみると 地 溝 状 凹 地 構 造 はパター ン 1 と 2 の 断 層 の 分 布 境 界 付 近 に 認 められた 平 成 25 年 度 は 平 成 24 年 度 の 調 査 の 結 果 を 再 検 討 した 博 多 湾 海 域 の 警 固 断 層 帯 は 活 動 性 が 大 きく 異 なる 2 つの 区 間 ( 恐 らく 北 西 部 と 南 東 部 の 2 つ)からなり その 境 界 部 が 博 多 湾 中 央 部 で 地 溝 状 凹 地 構 造 を 形 成 していることを 示 唆 する また 2005 年 福 岡 県 西 方 沖 地 震 の 際 の 博 多 湾 東 部 の 余 震 集 中 域 (B 区 域 )にも 活 断 層 が 検 出 された これらの 活 断 層 は 連 続 性 に 乏 しいが B 区 域 の 西 部 では 海 の 中 道 断 層 の 博 多 湾 への 延 長 方 向 に 並 ぶ 海 の 中 道 断 層 は 石 堂 海 の 中 道 断 層 ( 唐 木 田 ほか,1994)の 一 部 で これまで 地 質 断 層 と 考 えられてきた しかし 音 響 反 射 記 録 によると 少 なくとも 音 響 基 盤 に 相 当 する D 層 の ずれが 明 瞭 であり サブテーマ3 2で 得 られた 地 層 の 年 代 を 参 考 にすると 約 8,900 年 前 以 降 の 断 層 活 動 を 記 録 しているので 活 断 層 と 考 えられる 32

30 (b) 業 務 の 実 施 方 法 1) 海 上 音 波 探 査 平 成 24 年 度 は 最 新 の 活 動 を 示 す 活 断 層 を 発 見 するため 高 分 解 能 音 波 探 査 (( 株 )KAIJO 製 SP-3W 型 音 波 探 査 機 磁 気 歪 式 周 波 数 4-8 khz)を 用 いて 海 底 面 下 の 完 新 統 の 地 下 構 造 を 探 査 し 位 置 座 標 を 記 入 しながら 音 響 反 射 記 録 を 記 録 した( 図 1) 海 上 音 波 探 査 は 調 査 区 域 を 音 波 探 査 機 が 取 り 付 けられた 調 査 船 ( 漁 船 )( 図 1 左 )を 走 らせるもので 発 信 器 から 海 底 下 に 向 けて 音 波 を 発 し 海 面 下 の 各 堆 積 層 で 反 射 された 音 波 を 受 信 機 で 受 信 し 音 響 記 録 機 器 ( 図 1 右 )に 記 録 することで 海 底 下 の 地 質 構 造 を 把 握 する 得 られた 音 響 反 射 記 録 から 反 射 層 のずれに 基 づき 断 層 を 検 出 した 平 成 25 年 度 は 平 成 24 年 度 に 得 られた 暫 定 的 な 音 響 反 射 記 録 図 の 更 新 作 業 を 行 った GPS 座 標 記 録 とジオスライサー 調 査 の 際 の 実 測 深 度 記 録 および 再 探 査 記 録 に 基 づき 平 成 24 年 度 に 得 られた 音 響 記 録 による 知 見 の 妥 当 性 を 個 別 に 吟 味 した その 結 果 活 断 層 位 置 が 修 正 され 音 響 反 射 記 録 の 縦 横 スケールが 更 新 された 図 1 漁 船 を 用 いた 海 上 音 波 探 査 の 実 施 状 況 ( 左 )と 音 響 記 録 機 器 ( 右 )( 平 成 24 年 度 ) (c) 業 務 の 成 果 1) 博 多 湾 内 における 音 響 記 録 と 活 断 層 の 検 出 博 多 湾 での 海 上 音 波 探 査 を 平 成 24 年 (2012 年 )9 月 3 日 4 日 5 日 に 警 固 断 層 帯 延 長 部 の A 区 域 と 博 多 湾 東 部 の 海 の 中 道 断 層 延 長 部 の B 区 域 で 実 施 した( 図 2) それぞれの 海 上 音 波 探 査 の 航 跡 図 を 図 3 と 4 に 示 す A 区 域 では 20 測 線 B 区 域 では 7 測 線 で 音 響 反 射 記 録 ( 以 下 音 響 記 録 という)が 得 られた( 図 5 6) 33

31 図 2 博 多 湾 内 で 平 成 24 年 度 に 実 施 された 海 上 音 波 探 査 区 域 (A 区 域 と B 区 域 ) 海 上 保 安 庁 発 行 海 図 W190 福 岡 湾 を 使 用 断 層 ラインは 作 業 用 の 推 定 線 図 3 海 上 音 波 探 査 航 跡 図 (A 区 域 ) 探 査 実 施 日 の 違 いで 航 跡 線 を 色 分 けした(9 月 3 日 は 青 4 日 は 赤 5 日 が 緑 ) HKA1 および HKA2 はサブテーマ 3-2 で 実 施 したジオスライサー 調 査 地 点 34

32 図 4 海 上 音 波 探 査 航 跡 図 (B 区 域 ) 探 査 実 施 日 の 違 いで 航 跡 線 を 色 分 けした(9 月 4 日 は 赤 5 日 が 緑 ) HIUB1 はサブテーマ 3-2 で 実 施 したジオスライサー 調 査 地 点 35

33 図 5-1 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 1) 矢 印 は 断 層 変 形 が 検 出 された 位 置 を 示 す 36

34 図 5-2 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 2) 矢 印 は 断 層 変 形 が 検 出 された 位 置 を 示 す 37

35 図 5-3 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 3) 矢 印 は 断 層 変 形 が 検 出 された 位 置 を 示 す 38

36 図 5-4 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 4) 39

37 図 5-5 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 5) 40

38 図 5-6 A 区 域 の 音 響 反 射 記 録 図 (その 6) 矢 印 は 断 層 変 形 が 検 出 された 位 置 を 示 す 41

39 図 6-1 B 区域の音響反射記録図 その 1 矢印は断層変形が検出された位置を示す 42

40 図 6-2 B 区 域 の 反 射 記 録 図 (その 2) 矢 印 は 断 層 変 形 が 検 出 された 位 置 を 示 す 43

41 図 6-3 B 区域の反射記録図 その 3 矢印は断層変形が検出された位置を示す A 区域の音響記録には無数の層が認められたが これらは音響反射面である その中に 比較的水平方向への連続性の良好な反射面が存在する 反射面はしばしば束をなし 反射 層を形成している 反射層のうち 顕著なものを岡村ほか 2009 に従い 海底面に近い ものから図 8 の例のように A 層 B 層 C 層 D 層と呼んで区別した D 層は音響基盤上 面である 岡村ほか 2009 は 音響基盤より上位 以降 の反射層を完新統とみなして 活断層の検出を行った 本調査でも 全測線の音響記録に基づき 完新統の地下構造を切 っている と見られる活断層の検出を行った その結果 A 区域では 14 測線の音響記録か ら活断層を検出した ただし A 区域では検出された活断層は A8 測線の北側に限られた A8 測線の南側の領域では北側より測線密度を上げて探索したが 音響基盤より上位の反射 層に断層変形は認められなかった これは 活断層が存在しない事を意味するのではなく 44

42 岩盤が海底近くまでせり出しているため音響反射による断層検出が困難なこと AS1 と AS2 の沖 陸の測線でみると A8 測線より南側の完新統は陸に近づくにつれて B 層が音響基盤 近くに下がり C 層が薄くなる傾向が認められる また 2005 年の福岡県西方沖地震の東部余震域である B 区域での音響記録でも 音響基 盤上面 D 層 の鉛直ずれが認められ 活断層の存在が新たに確認された 図 6 B 区域 では 7 測線全部の音響記録から活断層が検出された 2 活断層の形状 A 区域の音響記録では NNE-SSW 方位の 6 測線と WNW-ESE 方位の 2 測線で 2 本の活断層が 対をなしている様子が認められた 2 本の活断層で挟まれた中央は落ちており 見かけ上 地溝性の凹地となっている 図 7 は AS1 測線の音響記録における対になった活断層と地溝 性の凹地 後述 を示している 図 8 はその解釈図で 黄色の線で示したように 東側の 断層にはフラワーストラクチャー 花弁構造 が認められる フラワーストラクチャー は 横ずれ性の活断層を示唆する 西側の断層は東側の断層に比べてフラワーストラクチ ャーの発達が弱く 西上がり東下がりの活断層を示唆しているので 東側の断層ほど横ず れ性が強くないと考えられる 図7 A 区域 AS1 測線の音響記録に認められる 1 対の活断層 45

43 図 8 AS1 測 線 の 音 響 記 録 の 解 釈 図 地 溝 性 凹 地 とフラワーストラクチャー( 花 弁 構 造 )が 認 められる 3) 音 響 記 録 における 活 断 層 の 変 形 パターン 音 響 断 面 図 に 記 録 された 断 層 変 形 には 2 つのケースが 見 られた たとえば 図 7 でみ ると AS1 測 線 の 音 響 断 面 図 に 記 録 された 断 層 による 変 形 は D 層 から B 層 までの 多 くの 反 射 層 に 及 んでおり A 層 は 変 形 していない 一 方 AS2 測 線 に 記 録 された 断 層 は 変 形 が 音 響 基 盤 (D 層 )とそのすぐ 上 の C 層 の 一 部 を 変 形 させて( 切 って)いるが B 層 以 上 を 変 形 させていない( 図 8) このように 主 反 射 層 B 層 に 着 目 し B 層 を 切 るか 切 らない か に 注 目 して 今 回 得 られた 音 響 記 録 と 既 存 の 記 録 の 活 断 層 でパターン 分 けを 試 みた 結 果 博 多 湾 内 の 警 固 断 層 帯 の 音 響 記 録 における 断 層 変 形 のパターンは 断 層 変 形 が B 層 ま で 達 する 断 層 ( 図 8 上 )と 断 層 変 形 が B 層 まで 達 しない 断 層 ( 図 8 下 )の 大 きく 2 つ のパターンに 区 分 される B 区 域 でも A 区 域 と 同 様 に 各 主 反 射 層 を A 層 B 層 C 層 D 層 と 区 分 できる 断 層 変 形 パターンも A 区 域 と 同 様 音 響 反 射 層 B 層 まで 達 する 断 層 と 断 層 変 形 が 音 響 反 射 層 B 層 まで 達 しない 断 層 とが 区 別 できた 46

44 図 9 主 反 射 層 と 断 層 活 動 の 2 つのパターン( 矢 印 は 活 断 層 位 置 ) 4) 活 断 層 の 分 布 形 状 博 多 湾 内 で 区 分 された 2 つの 断 層 のパターンに 従 い 本 調 査 で 明 らかになった 全 断 層 を 区 分 し それぞれの 分 布 位 置 を 特 定 した 結 果 を 図 10 に 記 す 博 多 湾 海 上 のピストンコア 調 査 ( 岡 村 ほか,2009)で 確 認 された 断 層 は B 層 を 切 る 断 層 変 形 で その 年 代 は 約 4,000 4,500 年 前 とされている その 結 果 北 西 側 に B 層 を 切 る 断 層 南 東 側 に B 層 を 切 って いない 断 層 が 偏 って 分 布 することが 明 らかになった( 図 9) その 境 界 は 博 多 湾 中 央 部 に あり 博 多 湾 海 上 のピストンコア 調 査 ( 岡 村 ほか,2009) 地 点 付 近 である なお 図 10 には 福 岡 市 (2009)で 示 された 中 央 区 浜 の 町 公 園 トレンチでの 調 査 結 果 と 鬼 木 (1996)で 示 された 西 公 園 東 側 のボーリング 調 査 で 得 られた 警 固 断 層 帯 の 情 報 も 比 較 のため 加 えている 両 地 点 とも 陸 上 の 調 査 地 点 であり 音 波 探 査 結 果 ではないが 警 固 断 層 帯 の 特 徴 は 把 握 されている それによれば 両 地 点 で 確 認 および 推 定 された 活 断 層 は 西 上 がり 東 落 ちの 断 層 であり 断 層 変 形 は 完 新 統 の 基 底 付 近 に 限 定 されている 浜 の 町 公 園 トレンチでの 警 固 断 層 帯 の 最 新 活 動 時 期 は 約 8,000 年 前 である( 福 岡 市,2009) このた め 図 10 では 両 地 点 とも B 層 を 切 っていない 断 層 と 見 なして 図 示 した 以 上 をまと めると 断 層 変 形 のパターンには 明 らかな 地 域 的 な 偏 りがあり 博 多 湾 中 央 部 を 境 に B 層 を 切 る 断 層 は 北 西 側 に B 層 を 切 っていない 断 層 は 南 東 側 にのみ 分 布 している このよう 47

45 に 2パターンの 活 断 層 の 分 布 は 岡 村 ほか(2009)の 調 査 地 点 を 境 に 偏 った 分 布 をして いる 図 10 博 多 湾 で 検 出 された 活 断 層 の 分 布 本 調 査 結 果 に 鬼 木 (1996) 岡 村 ほか(2009) 福 岡 市 (2009)の 調 査 結 果 を 加 えた それぞれの 断 層 地 点 で 断 層 を 挟 んで 沈 降 する 側 をケバで 記 すと 図 11 のようになる 警 固 断 層 帯 延 長 部 分 の A 区 域 のうち 測 線 A4 以 北 ( 北 西 )の 博 多 湾 中 央 部 では 西 側 沈 降 と 東 側 沈 降 の 断 層 が 向 かい 合 った 形 になる AS1 測 線 上 で 記 録 した 断 層 の 構 造 でも 示 された 通 り 断 層 に 挟 まれた 中 央 が 沈 み 込 む 形 になり 凹 地 を 形 成 している( 図 11) 博 多 湾 中 央 部 では このような 構 造 で 複 数 の 断 層 が 平 行 しており 断 層 に 挟 まれた 内 側 が 溝 状 に 沈 降 している 断 層 に 沿 った 溝 状 の 凹 地 は 一 対 または 複 数 の 断 層 によって 構 成 される 地 溝 状 構 造 と 考 えられ 警 固 断 層 帯 の 運 動 によって 形 成 された 可 能 性 が 高 い つまり 警 固 断 層 帯 には 東 側 落 ちの 断 層 と 西 側 落 ちの 断 層 が 複 数 併 走 し 間 が 溝 のようになって 落 ちてい る 部 分 ( 地 溝 状 凹 地 構 造 )がある 地 溝 状 凹 地 構 造 は2パターンの 活 断 層 の 分 布 境 界 とな っている 48

46 図 11 博 多 湾 内 活 断 層 の 分 布 と 活 動 パターンによる 区 分 また 上 述 のように 博 多 湾 東 部 の B 区 域 でも 多 くの 活 断 層 が 発 見 された B 区 域 は 福 岡 県 西 方 沖 地 震 の 東 部 余 震 域 で 石 堂 - 海 の 中 道 断 層 ( 唐 木 田 ほか,1994)の 延 長 部 にあた る 唐 木 田 ほか(1994)は JR 香 椎 線 の 海 ノ 中 道 駅 の 北 東 約 300mの 位 置 に NNW-SSW 走 向 の 海 の 中 道 断 層 ( 図 11 の 海 の 中 道 断 層 a)を 引 き 西 側 の 花 崗 岩 と 東 側 の 古 第 三 紀 堆 積 岩 とが 接 する 地 質 境 界 断 層 ( 基 盤 断 層 )としている その 上 を 覆 う 第 四 紀 層 は 完 新 統 の 海 の 中 道 砂 層 ( 唐 木 田 ほか 1994)であるが 砂 丘 砂 層 のため 地 形 の 変 形 の 情 報 はな く その 活 動 履 歴 が 不 明 であった 図 12 はサブテーマ 2-2 の 成 果 の 一 つである 工 学 的 基 盤 調 査 のためのボーリング 柱 状 図 データベースを 用 いて 得 られた 柱 状 図 による 地 質 断 面 である これによれば 海 ノ 中 道 駅 の 地 下 20m 付 近 に 花 崗 岩 が 確 認 されており 花 崗 岩 は NNW-SSW に 延 びる 断 層 ( 地 質 境 界 断 層 基 盤 断 層 )で 西 側 と 東 側 の 古 第 三 紀 堆 積 岩 と 接 すると 考 えられる 想 定 される 西 側 の 断 層 を 海 の 中 道 断 層 b と 仮 称 する 平 成 24 年 度 の 調 査 で B 区 域 において 新 たに 見 つかった 活 断 層 は 石 堂 - 海 の 中 道 断 層 ( 唐 木 田 ほ か,1994)のうち 海 の 中 道 断 層 の 延 長 部 に 並 んでいるように 見 えるので 陸 上 の 海 の 中 道 断 層 の 一 部 ( 特 に 西 側 )は 活 断 層 と 思 われる 49

47 図 12 海 の 中 道 断 層 の 詳 細 位 置 上 図 は 花 崗 岩 基 盤 の 分 布 と 断 層 位 置 下 図 は 上 図 の 緑 線 で 示 したボーリング 柱 状 図 の 断 面 5)ジオスライサー 調 査 地 点 として 選 択 された 3 地 点 の 活 断 層 について 平 成 24 年 度 にサブテーマ 3-2 で 実 施 したジオスライサー 調 査 地 点 として 3 地 点 を 選 定 した 選 定 の 理 由 は A 区 域 では 活 断 層 の 形 状 と 変 形 パターンに 反 射 層 B 層 を 切 るケー スと 切 らないケースの 2 パターンの 活 断 層 が 存 在 するため ジオスライサー 調 査 で 得 ら れた 堆 積 物 コアでイベント 年 代 の 違 いと 垂 直 変 位 量 の 情 報 を 得 る 必 要 があった このため 反 射 層 B 層 を 切 る 活 断 層 として AS1 測 線 の 地 点 32 付 近 の 活 断 層 を 反 射 層 B 層 を 切 らな い 活 断 層 として A2 測 線 の 地 点 9 付 近 の 活 断 層 を 選 定 し それぞれ HKA1 地 点 と HKA2 地 点 50

48 とした( 図 13 と 14) また B 区 域 では 反 射 層 D 層 ( 音 響 基 盤 )の 垂 直 ずれが 最 も 顕 著 な 活 断 層 として B1 の 測 線 の 地 点 107 および 地 点 108 の 間 の 活 断 層 を 選 定 し HIUB1 地 点 と した( 図 15) 図 15 では 反 射 層 B 層 が 変 形 しているようにも 見 えるが 海 底 面 (Sea Bed) や A 層 の 変 化 と 調 和 的 なので HIUB1 地 点 の 活 断 層 は 反 射 層 B 層 を 切 っていないと 判 断 され る 上 記 3 地 点 の 音 響 反 射 層 の 断 層 変 形 の 解 釈 を 各 図 の 右 図 に 示 している 図 12 では D 層 より 上 位 の 反 射 層 の 断 層 変 形 が 2 回 (Event 1 と Event 2) 認 められるのに 対 して 図 14 と 15 では 1 回 (Event 1)しか 認 められない 太 い 四 角 は 断 層 変 形 の 有 無 が 認 められる 最 小 の 深 度 区 間 であり 図 12 ではこれに 断 層 変 形 の 累 積 の 有 無 が 認 められる 最 小 の 深 度 区 間 を 付 け 加 えた これらの 深 度 区 間 はサブテーマ 3-2 で 得 られた 深 度 - 年 代 グラフ を 使 って 年 代 区 間 ( 暦 年 )に 換 算 され 断 層 活 動 イベントの 年 代 推 定 がなされた 図 13 AS1 測 線 地 点 32 付 近 の 音 響 記 録 に 認 められる 活 断 層 ( 矢 印 ) HKA1 はサブテーマ 3-2 でのジオスライサー 調 査 地 点 51

49 図 14 A2 測 線 地 点 9 付 近 の 音 響 記 録 に 認 められる 活 断 層 ( 矢 印 ) HKA2 はサブテーマ 3-2 でのジオスライサー 調 査 地 点 図 15 B4 測 線 地 点 付 近 の 音 響 記 録 に 認 められる 活 断 層 ( 矢 印 ) HIUB1 はサブテーマ 3-2 でのジオスライサー 調 査 地 点 52

50 (d) 結 論 ならびに 今 後 の 課 題 平 成 24 年 度 に 得 られた 音 響 反 射 記 録 の 詳 細 調 査 によって A 区 域 では 博 多 湾 警 固 断 層 帯 のより 詳 細 な 位 置 が 特 定 でき 断 層 の 分 布 と 変 形 パターンが 判 明 した B 区 域 の 福 岡 県 西 方 沖 地 震 の 東 部 余 震 域 で 活 断 層 が 発 見 された これらにより 博 多 湾 内 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 と 分 布 形 状 が 把 握 できた 結 論 を 以 下 に 示 す 1 警 固 断 層 帯 の 断 層 の 一 部 はフラワーストラクチャー 等 横 ずれ 断 層 の 性 質 を 示 す 2 断 層 は B 層 を 変 形 させるか 変 形 させないかで2パターンに 区 別 される 32パターンの 活 断 層 の 分 布 は 岡 村 ほか(2009)の 調 査 地 点 を 境 に 偏 った 分 布 をしてい る 4 警 固 断 層 帯 には 東 側 落 ちの 断 層 と 西 側 落 ちの 断 層 が 複 数 併 走 し 間 が 溝 のようになって 落 ちている 部 分 ( 地 溝 状 凹 地 構 造 )があり 2パターンの 活 断 層 の 分 布 境 界 となっている 5B 区 域 の 福 岡 県 西 方 沖 地 震 の 東 部 余 震 域 で 活 断 層 が 発 見 された その 一 部 は 海 の 中 道 断 層 の 延 長 部 と 考 えられる 6 サブテーマ 3-2 で 実 施 するジオスライサー 調 査 地 点 として 3 地 点 を 選 定 した A 区 域 では 2 パターンの 活 断 層 の 分 布 境 界 付 近 において HKA1 地 点 と HKA2 地 点 を 選 定 した ま た B 区 域 では HIUB1 地 点 を 選 定 した 博 多 湾 には 異 なる 活 動 度 の 活 断 層 が 2 系 統 存 在 し 両 者 の 分 布 境 界 が 湾 中 央 にあり 地 溝 状 凹 地 構 造 をつくっていることが 判 明 した この 分 布 境 界 が 警 固 断 層 帯 北 西 部 と 南 東 部 の 断 層 活 動 の 境 界 (セグメント 境 界 )である 可 能 性 がある しかし 2005 年 3 月 20 日 の 福 岡 県 西 方 沖 地 震 (M7.0)では 地 表 あるいは 海 底 に 北 西 部 の 活 断 層 は 出 現 しなかった 限 られた 領 域 であるが 今 回 の 探 査 結 果 でも 海 底 面 まで 切 る 断 層 は 発 見 されなかった こ の 事 実 をどのように 解 釈 するかが 今 後 の 大 きな 課 題 である また 音 波 探 査 測 線 の 密 度 を 上 げて 博 多 湾 における 活 断 層 の 詳 細 位 置 と 分 布 形 状 をさらに 調 査 する 必 要 がある また 石 堂 海 の 中 道 断 層 のうち 海 の 中 道 断 層 の 延 長 部 分 について 石 堂 断 層 との 間 の 博 多 湾 南 部 での 分 布 を 調 査 する 必 要 がある (e) 引 用 文 献 福 岡 市, 警 固 断 層 に 関 する 調 査 報 告 書 - 浜 の 町 トレンチ 調 査 結 果 -,2009. 唐 木 田 芳 文 富 田 宰 臣 下 山 正 一 千 々 和 一 豊, 地 域 地 質 研 究 報 告 5 万 分 の 1 地 質 図 幅 お よび 同 説 明 書 : 福 岡 地 域 の 地 質. 通 商 産 業 省 工 業 技 術 院 地 質 調 査 所,192,1994. 岡 村 眞 松 岡 裕 美 中 島 徹 也 中 田 高 千 田 昇 平 田 和 彦 島 崎 邦 彦, 警 固 断 層 の 博 多 湾 延 長 部 とその 地 震 履 歴. 地 震, 第 2 輯,61, ,2009. 鬼 木 史 子, 福 岡 市 域 の 警 固 断 層 の 詳 細 位 置 と 地 下 形 態. 活 断 層 研 究,15,37-47,