内陸地震の発生機構の解明 ‐特に、西南日本の地震特性と深部構造の関連に着目して‐

平成20年度年次報告

課題番号:1902

(1)実施機関名:

 鳥取大学工学部

(2)研究課題(または観測項目)名:

 内陸地震の発生機構の解明 ‐特に、西南日本の地震特性と深部構造の関連に着目して‐

(3)最も関連の深い建議の項目:

 1.(2)イ.  内陸地震発生域における不均質構造と歪・応力集中機構

(4)その他関連する建議の項目:

 1.(1)イ.  列島規模のプレート内の構造と変形

(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20年度実施計画の位置付け:

 本計画では、次の2つのテーマに沿った調査・研究を実施する。

  1. 日本海沿岸地域の内陸大地震発生域の深部構造と地震活動の特性に関する研究:本研究の到達目標として、特に、活構造(活断層・火山)や深部低周波地震発生域との関連に着目して、内陸大地震発生域や帯状の地震活動帯下の低比抵抗領域の形状を確定することを考えている。
  2. 地震の空白域・低活動域の深部構造に関する研究:本研究の到達目標として、特に、宍道湖南方および大山火山周辺の地震空白域下の比抵抗構造の解明すること、ならびに、1.で明らかにされる地震活動域下の構造との比較研究を実施することを考えている。

 以上の研究計画をもとに、平成20年度は5カ年計画の最終年度として、集積されたデータをもとにした統合解析を行い、深部構造と山陰地方の地震を特徴づける帯状の地震活動(深部低周波地震、内陸地震発生域、地震空白域)や活断層などの関連を特定することにより、日本海沿岸地域の地震活動の特性を明らかにする。

(6)平成20年度実施計画の概要:

 地震活動帯や地震空白域に関して、鳥取を中心とした既存観測地域のデータを用いた最終的な構造解析を行う。その結果、さらなる調査の必要性が示された場合のみ補観測を行う。特に、ここでは第四紀火山分布と地震活動の帯がほぼ同一線上に配列しているため、この線上配列方向での深部構造の差異に着目した取りまとめを行う。これら深部構造と山陰地方の地震を特徴づける帯状の地震活動、深部低周波地震、内陸地震発生域、活断層、地震空白域などの関連を特定することにより、日本海沿岸地域の地震活動の特性を明らかにする。

(7)平成20年度成果の概要:

 平成20年度は上記(6)で記した実施計画を実施した。ここでは第四紀火山分布と地震活動の帯がほぼ同一線上に配列しているため、最終的な構造解析の対象として、特に第四紀火山として中国地方で最大の規模をもつ大山火山(図1)に着目して比抵抗構造の次元及び走向の推定、最終比抵抗構造モデルの作成及びその感度検定、さらにその比抵抗構造と地震活動/地震空白域に関する考察を行った。その結果は次期地震・火山噴火予知研究計画で本学が提案している島弧の軸方向の比抵抗構造の調査研究の必要性を示唆するものとなった。以下に調査研究の概要を示す。
 Impedance phase tensor解析(Caldwell et al.,2004)により推定された比抵抗構造の走向を図2に示す。走向解析から大山火山の北側では0.1sより長周期帯では概ねEW/NS走向を示すが、南側では測点により異なり概ねN35E/N55W走向を示す事が分かった(90度の任意性有り)。この地域の海岸線の走向やインダクションベクトルの方向、表層地質等の情報を考慮し、東西走向を仮定した2次元モデル解析をOgawa and Uchida(1996)のコードを用いて行った。その結果得られた最終比抵抗モデルを図3下部に示す。この比抵抗モデルでは感度検定により、図中の大山火山下の約10km以浅のregion Bは20Ωmが最適であり、それ以深のregion Cは100Ωmを越えない値が望ましいことが分かった。図3には大山火山周辺域で発生した地震のNS方向の震源分布も丸印で描かれている(2000年鳥取県西部地震以降は赤丸)。さらに、図3の上部には大山火山の東側での地震活動が同様に東西方向の断面で描かれている。既に指摘したようにここ山陰地方東部では第四紀火山分布と地震活動の帯がほぼ同一線上に配列しており、大山火山はその地震活動の帯の中にあって無地震域を形成している場所である。これまでに地震活動帯に沿うように地殻深部には低比抵抗領域が存在することが兵庫北部、鳥取東部、中部、西部等で確認されている。このregoion Cの低比抵抗領域はこれと同じく沈み込む海洋プレート起源の流体の関与が示唆される。一方、大山火山周辺(東側)での地震活動をNS方向に投影した比抵抗構造断面から、地震が二つの高比抵抗領域の間に挟まれる場所に集中しているようにみえることは興味深い。同地域の地震活動を考える上で、このregion Bがどのように水平方向に広がっているのかを明らかにすること、すなわち、島弧の軸方向の比抵抗構造の調査研究の必要性が示唆される。以上の成果の一部は、
 Uto T.,I.Shiozaki,N.Oshiman,T.Kagiyama,T.Kasaya,T.Hashimoto and R.Yoshimura,
 “Electrical Resistivity Structure beneath Daisen Volcano,Quaternary Volcano in Southwest Japan” (投稿予定)に取り纏められた。

(8)平成20年度の成果に関連の深いもので、平成20年度に公表された主な成果物(論文・報告書等):

(9)本課題の5ヵ年の成果の概要:

 本計画では、次の2つのテーマに沿った調査・研究を実施した。

  1. 日本海沿岸地域の内陸大地震発生域の深部構造と地震活動の特性に関する研究
  2. 地震の空白域・低活動域の深部構造に関する研究

 その結果、山陰地方で指摘されている同一直線上にみられる地震活動の帯の下では、地殻深部の低比抵抗領域の存在、その上側の高比抵抗領域の存在のもと、その境界部もしくは高比抵抗領域で大地震や微小地震が発生するという関連が示された。あわせて、同地方の地震活動の帯の中にありながら、地震の空白域や低活動域の下では、その周辺の地震発生領域の深度に、ある程度の規模を持つ低比抵抗領域が存在することが、島根県東部や大山火山の地震空白域、さらには四国地方における比抵抗研究から示された。
 このような研究成果をもとに今後の課題として、山陰地方の同一線上に相補的に存在する内陸地震発生域・地震空白域と第四紀火山分布域下の構造不均一性を低比抵抗異常(地殻流体(マグマ等含む)と想定)に着目して実施する「島弧を縦断する方向」での深部比抵抗構造調査から、低比抵抗異常の分布が水平方向に連続的に存在するか否かを解明する必要がある。もし、山陰地方において地殻内に潜在的に傷(断層、割れ目)があるなら、この低比抵抗異常域の連続性が予想できる。特に、無地震域(島根県東部や第四紀火山・大山火山周辺域等)では、地殻上部に低比抵抗領域が厚く存在することが分かった。この低比抵抗領域と内陸大地震発生域で見られる地殻深部・低比抵抗領域の水平方向のk~がりを解明することが山陰地方では重要であると考えている。

(10)実施機関の参加者氏名または部署等名:

 鳥取大学大学院工学研究科 塩﨑一郎
 他機関との共同研究の有無:有
 京都大学防災研究所 大志万直人

(11)公開時にホームページに掲載する問い合わせ先:

 部署等名:鳥取大学大学院工学研究科
 電話:0857‐31‐5285

図1大山火山群(▲溶岩ドームを示す)の分布図と広帯域MT法観測地点(+)の位置図

図1大山火山群(▲溶岩ドームを示す)の分布図と広帯域MT法観測地点(+)の位置図

図2 impedance phase tensor解析(Caldwell et al.,2004)から推定された構造走向

図2 impedance phase tensor解析(Caldwell et al.,2004)から推定された構造走向

図3 大山火山周辺域の2次元比抵抗モデル(下部)及び大山火山周辺域で発生した地震のNS方向の震源分布(2000年鳥取県西部地震以降は赤丸で示す)。大山火山東側の地震活動(上部)

図3 大山火山周辺域の2次元比抵抗モデル(下部)及び大山火山周辺域で発生した地震のNS方向の震源分布(2000年鳥取県西部地震以降は赤丸で示す)。大山火山東側の地震活動(上部)

お問合せ先

研究開発局地震・防災研究課

(研究開発局地震・防災研究課)