断層と地震 - 鹿児島大学

地学概論（２）
断層と地震
台湾車籠埔断層（霧峰
郷）
鹿児島大学理学部地球環境科学科
岩松 暉
断層という言葉

地質学者用語
 地層が断たれてつ
ながらない
 断層破砕帯は力学
的に弱く、土木工
事に支障を来す

考古学用語
 地層断面

一般用語
 世代間の“断層”
断裂 fracture
断層
断裂
fault
裂か
面に沿って相対的変位の明瞭な
断裂：剪断破壊面
面に直交する方向の変位が認め
られる断裂：引張破壊面
fissure
節理
joint
面を境にほとんど変位のない
断裂（上記両者を含む）
岩石の破壊を表す不連続面（割れ目）の総称
断層の種類
地震断層
小藤文次郎(1856-1935)
濃尾地震(1891, M8.0)で出現した根尾村水鳥の地表地震断層
地震の原因諸説

志田順（京都帝大）
 ４象限型初動分布の発見(1917)
 地下深部では岩石は塑性的にふるまう
 弾性ひずみは蓄積されない

石本巳四雄（東大地震研）
 石本・飯田の公式、加速度地震計等の発明
 岩漿貫入説を唱え、弾性反発説に反対
 円錐型発震機構（実は４象限型の特殊例）

断層は地震の結果か（鶏と卵）
サンフランシスコ地震

1906年サンフランシスコ
地震(M8.3)
 San
Andreas Faultの一部
450kmが最大6m変位
• しかし、断層から離れるに
従い変位減少
• 30～40kmも離れると変動
なし
 Reid(1911)の弾性反発説
を生む
San Andreas Fault
弾性反発説
郷村地震断層
４象限型押し引き分布
引き
押し
福井地震(1948)
本多弘吉の2組の偶力説
double couple
 アメリカはsingle couple説

押し
引き
高圧岩石三軸圧縮試験




地下深部の状況再現
封圧は油圧(500MPa)
軸圧50t
供試体19.5×39.0mm

封圧上昇に伴い
くさび型割れ目→単一剪断割れ目
→共役剪断割れ目→ビヤ樽型変形
Acoustic Emission


岩石破壊時の音を収
録（チタン酸バリウム）
地震と同じ波形



この例は引張試験
最初破壊点散在
やがて破壊面に集中
断層の力学的分類

Anderson(1950)
 主応力軸は３軸直交
 水平面は剪断応力ゼロ
 ３種の組み合わせしかない
• σ1 鉛直：正断層
• σ3 鉛直：逆断層
• σ2 鉛直：横ずれ断層

共役断層の鋭角２等分線
の方向に最大圧縮主応
力軸がある
小断層解析
共役断層の認定
 鋭角二等分線の
方向が最大圧縮
主応力軸σ1

共役断層の判定基準
スリップセンス
切りつ切られつ 断層面の性質
新
旧
新
旧
旧
断層角礫
新
断層ガウジ
エ
セ
共
役
断
層
断層ガウジ
断層ガウジ
共
役
断
層
横ずれ断層の発見
Sugimura, A. and Matsuda, T. (1965): Atera
fault and its displacement vectors. GSA
Bull., 76, 509-522.
 松田時彦(1966): 跡津川断層の横ずれ変
位. 震研彙報, 44, 1179-1212.
 Kaneko, S. (1966): Transcurrent
displacement along the Median Line,
Southwestern Japan. N.Z. Jour. Geol.
Geophys., 9, 45-59.

阿寺断層(1)
阿寺断層(2)
阿寺断層の動き
共役横ずれ活断層
左横ずれ断層
(1) 糸魚川―静岡線
(2) 阿寺断層
(3) 根尾谷断層
(5) 柳ヶ瀬断層
σ1
(7) 郷村断層
(8) 山崎断層

左横ずれ断層系と
右横ずれ断層系
 活断層の動いた時
右横ずれ断層
(4) 跡津川断層
(6) 花折断層
(9) 中央構造線
期、地質学的には
同時（同一応力場）
 ２セットの断層系は
共役と考えてよい
 東西水平圧縮応力
場が想定される
地山応力の測定
東京電力高瀬川発電所
 オーバーコアリング法

 細いボーリング孔に歪計埋め込み、その
周囲を大口径ボーリングして取り出す

東西水平圧縮実証
地震と第四紀地殻変動
関東大震災前後の
野島岬灯台を描い
た油絵（石崎順吾
画，東大地質蔵）

地震時の隆起が積算されて段丘も隆起
地殻変動と海溝型地震
和達―ベニオフ帯
桜島を通る
東西断面
（鹿大観測所）

和達清夫



気象庁長官
深発地震面
の発見
Wadati &
Iwai (1954)
久野のマグマ発生モデル

Kuno (1959)

玄武岩の化学
組成の帯状配
列と深発地震面
プレートテクトニクス

プレート説確立に際しての日本の貢献
 深発地震面・マグマ発生場・水平圧縮応力場
活断層 Active Fault

Fault Map of California
(Willis, 1923)
 “Active
fault”と“Dead
fault”に区別
 辻村太郎(1926)が引用
• 活断層なる訳語を使用

デーリ『構造地質学講
話』 (1927)にも採録
 地震学的活断層と訳す
日本の活断層
地質調査所(1996)
活断層と地震動災害
台湾集集地震
(1999)
これについては「自然災害科学」の講義で行う
The End
おそまつさまでした…
（いわまつさま）