課題番号：1703

平成18年度年次報告

（1）実施機関名

名古屋大学

（2）研究課題（または観測項目）名

群発地震域や活断層域のローディング機構と地下流体の挙動

（3）最も関連の深い建議の項目

（4）その他関連する建議の項目

（5）本課題の平成16年度からの5ヵ年の到達目標と、それに対する平成18年度実施計画の位置付け

　断層の構造、歪み・応力集中過程、地震発生を統一的に理解し、三者間の相互関係を明らかにする。本研究では、歪み集中帯に位置する跡津川断層系を中心とする地域において、断層破砕帯および断層系全体の1）微細構造・物理的特性とその時間変化と2）現在の詳細な変形パターンを明らかにする。さらに、GPS観測によって断層周辺の詳細な地殻変動分布を明らかにする。これらの情報に基づいて断層の応力蓄積機構や断層深部や断層端の影響も考慮した断層系全体の変形過程に関する総合的なモデル化を行う。平成18年度は、地震・GPS観測を継続するとともに．データ解析を進め，力学的モデルの構築に着手する．

（6）平成18年度実施計画の概要

　歪み集中帯の総合観測の一環として実施している地震，GPSの観測を継続し，データ解析を進める．また，これまでの観測で歪み集中が生じている可能性がある高山断層帯周辺で2，3ヶ所GPS観測点を追加する．さらに，歪み集中帯の総合観測によるデータの定量的な理解へ向け，有限要素法を用いた力学的モデルの構築を行う．

（7）平成18年度成果の概要

　平成17年度までのGPS観測・解析により歪みの集中が明らかとなっていた高山・大原断層帯周辺の地殻変動状況を明らかにするため、新たに京都大学飛騨天文台の敷地内にGPS観測点を1カ所新設した。これにより、跡津川断層と高山市内の間で生じている短縮変形の様子がより詳しく調査できるものと期待される。当初は2，3箇所の設置を予定していたが、平成16年度冬期の積雪により故障した観測点を復旧するのに手間取り、選点作業の時間が不足したため、1箇所のみの設置となった。
　観測およびデータ解析は平成17年度に引き続いて実施したが、広域的な変動との関連を明らかにするため、従来よりも範囲を広げて再解析を実施し、図1に示すような地殻変動速度場を得た。水平成分については、跡津川断層系を挟む南北のブロック間で右横ずれと短縮成分を持つ変形が生じていることが分かる。跡津川断層の近傍では変位速度は断層にほぼ平行となっており、跡津川断層では横ずれ成分のみが選択的に解消されていることが窺われる。断層に直交する短縮成分は周囲のより広い地域の変形によって賄われているように見える。上下変動については、観測期間が5年程度以上の観測点しか議論できるほどの精度が無いと考えられるが、特に有意な変動を見出すことができない。
　GPSのデータに基づいて跡津川断層系の応力蓄積過程を評価するため、ブロック断層モデル（Matsu’ura et al., 1986, Hashimoto et al., 1993）による解析を実施した。この手法では、非地震時の地殻変動を剛体ブロックの運動と断層面におけるすべり欠損の影響の重ね合わせとして表現する。既知の活断層トレース、微小地震の震源分布に加え、GPSデータの解析を通して微修正を加えた8個の剛体ブロックと25個の断層からなるモデルを設定して、最小自乗法によりブロック運動とすべり欠損分布を推定した（図2）。解析結果は図2に示す通りで、跡津川断層系を挟んだ南北のブロック間の右横ずれ運動は、ブロック運動と跡津川断層系のすべり欠損によって説明できることが分かる。このすべり欠損量は4〜5ミリメートル毎年程度であり、地質学的に推定された跡津川断層の平均変位速度（〜3ミリメートル毎年）と整合的である。また、跡津川断層と平行して走る牛首断層では、すべり欠損は1ミリメートル毎年程度と比較的小さいが、これも地質学的な平均変位速度が1ミリメートル毎年以下と小さめであることに対応している。一方、高山-大原断層帯では、すべり欠損は小さいが、ブロック間の短縮運動として2ミリメートル毎年近い値が推定されている。これだけの短縮変形が生じていることになり、その蓄積・解放様式は注目される。特に高山市街地に近い位置の断層だけにより詳細な調査が必要である。その他の各断層に関するすべり欠損量と地質学的な平均変位速度との比較を表1に示す。
　跡津川断層の両端部では、ブロック・断層モデルの制約から、断層に変形の原因を押しつけているが、この両端部は立山、白山といった火山地域であり、ブロック・断層モデルの扱える範疇を越えている可能性がある。データのより適切な扱いについては次年度以降の課題として考えたい。
　最後に、跡津川断層では光波測量のデータに基づいて1.5ミリメートル毎年程度の断層クリープの存在が指摘されてきた。我々のGPS観測は光波測量でクリープが検出されたのと同じ場所に位置しており、水平地殻変動については1ミリメートル毎年を切る精度で推定ができている。しかし、断層をまたいだ地殻変動速度の分布は連続的であり、クリープの存在を意味するような地殻変動速度の不連続は、少なくとも検出可能なレベルでは見あたらない。以上の結果から、跡津川断層ではGPSで検出可能なレベル（1ミリメートル毎年弱）を越えるような断層クリープは存在しないと結論する。ただし、光波測量が行われたのは2000年以前であり、それ以降にクリープが停止したという可能性は残る。

図1　GPS観測による跡津川断層周辺の地殻変動速度。（左）水平成分、（右）上下成分。いずれも跡津川断層上に位置する牧観測点を基準としている。

図2　ブロック・断層モデルで推定した跡津川断層周辺の剛体ブロック速度（左）、断層のすべり欠損分布（中）、断層クリープとブロック間の短縮速度（右）。

表1　ブロック断層モデルによる各断層のすべり欠損と地質学的な平均変位速度との比較。

（8）平成18年度の成果に関連の深いもので、平成18年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名

鷺谷威・山崎文人・田所敬一

他機関との共同研究の有無

京都大学防災研究所（4），京都大学理学研究科（1），富山大学（2）

（10）問い合わせ先