能登半島地震で動いた
輪島市門前町中野屋地区の「断層」の発掘調査結果
−第3報−



山形大学地域教育文化学部 生活総合学科生活環境科学コース 川辺孝幸
株式会社 ダイヤコンサルタント冨岡伸芳
同上 坂倉範彦
金沢大学能登半島地震断層調査グループ断層発掘作業担当
金沢大学大学院自然科学研究科  石渡 明
同上 平松良浩
同上 奥寺浩樹
金沢大学埋蔵文化財調査センター小泉一人

 
本報告では,第2報以降に明らかになった事実や解釈を変更した点等についてのみ,記述します.
発掘調査の概要については,第2報をご覧ください.

 能登半島地震で動いた輪島市門前町中野屋地区の道路で確認された『能登地震を発生させた断層の一部が地表に露出している』(金沢大学能登地震断層調査グループ)とする「断層」は,『能登半島地震で動いた輪島市門前町中野屋地区の「断層」の発掘調査結果−第2報−(2007年05月05日作成,2007年05月12日更新)』で報告した発掘調査結果の再検討と,それ以降にわかった各種の調査・分析結果をもとに,今回の地震では動かなかったと結論しました.

 「断層」のうち,水田の雁行割れ目は,地山の縄又層と断層破砕帯を挟んで上盤側の地すべり堆積物などを不整合に覆って重なる水田耕作土直下の礫混じり砂質シルト層(厚さ約10cm)の基底部にある砂質な部分が,数mm〜1cm程度の厚さで液状化し,その結果,その上位に重なる水田耕作土の表面までの地層が,最大傾斜方向に向かって重力的に滑動したために,滑動しなかった部分との境で右横ずれの雁行割れ目ができたことが明らかになりました.

 『能登地震を発生させた断層の一部が地表に露出している』とする道路の割れ目も,このような地山の縄又層と地すべり堆積物〜盛り土堆積物との境界部で,同様な現象が生じてできた可能性が極めて高いと判断されます.

 なお,地山の縄又層と地すべり堆積物との物性の違いが,地下から入力した地震波の出力の違いとなって,地すべり堆積物の側のみが礫混じり砂質シルト層の基底部で液状化を起こしたということで,地山と地すべり堆積物といった物性の差が,その上位の被害の程度に影響を与えることがわかりました.

公開:2007年06月20日09:50, 2007年06月25日23:35
更新



【地山の縄又層と地すべり堆積物とを境する断層破砕帯は,2007年能登半島地震では動かなかった】

 大トレンチ発掘の最終日に採取した小トレンチの北東壁面の剥ぎ取り転写資料を検討したところ,図1のように,縄又層と地すべり堆積物を境する断層破砕帯を不整合に覆って重なる水田耕作土の下位の礫まじり砂質シルト層の基底付近が,0.5〜1cm程度の厚さで液状化した部分が見られ,断層破砕帯自体は礫まじり砂質シルト層に不整合に覆われている(垂直変位を伴わないものも含めて断層破砕帯から礫まじり砂質シルト層に伸びる割れ目は存在しない)ことが確認されました.
 なお,第1報の図4で,断層面より上の”断層破砕帯”とした部分は,第3報の図1−2および図3の記載に示されるとおり,還元色を呈し,かつ柔らかくはなっていますが,地すべり堆積物の構造を乱しているわけではないので,”断層破砕帯”ではないことがわかりました.

 水田の表面で稲の切り株の列を右へ10 cm程度変位させている右横ずれの雁行割れ目は,この液状化した部分から伸びており,不整合より下の断層破砕帯との直接のつながりは認められませんでした(図1−3).

 その結果,『能登地震を発生させた断層の一部が地表に露出している』(金沢大学能登地震断層調査グループ)「断層」とされた根拠のうち,水田で見られた変位は,約50年前に,断層破砕帯や縄又層,地すべり堆積物などを削って耕地整理された際の,厚さ約20cmの人工改変土層の部分のみの中で生じた変形によるものであり,トレンチで見つかった断層とは無関係であることが確認できました.

【大トレンチ発掘での断層の形状=リストリック正断層】

 大トレンチの発掘(第2報では深さ3mと報告しましたが,実際には2.5mでした)で露出した断層破砕帯の形状は,写真(図2)およびスケッチ(図3)に示すように,スプーンやシャベルでえぐったような地表付近ほど高角度になる3つのリストリック正断層(リストリックとはギリシャ語でシャベルの意味)の連続からなっています.

 断層面の実移動は,第2報で述べたように上盤側がやや下向き成分をもった右横ずれですが,上記のような断層の形状からすると,断層破砕帯が,地すべり堆積物からなる上盤側の重力滑動によってできたことを強く示唆しています.

【地すべり堆積物を構成するブロックの年代】

 地すべり堆積物は,大トレンチの北東壁面では,径が数m大のブロックの集合体からなり,南西壁面では砂礫状の堆積物からなっています(図3).ブロックは地すべり堆積物からなっていますが,縄又層由来の角礫を主体とする層相のものと,土石流状や流水下での砂礫質の層相を示すものとがあります.おそらくブロックは,下部が角礫主体で上部が土石流や流水下での砂礫質な層相からなる地すべり堆積物からもたらされたと考えられます.
 採取できた植物遺体は,ブロック中に含まれるもの2サンプルと地すべり堆積物を覆って重なる炭質シルト層中のもの1サンプルの計3サンプルです.これらのC14年代測定をおこなった結果は,以下の通りです.

放射性炭素年代測定結果

分析者:

地球科学研究所(報告書番号:2534)
分析方法:AMS放射性炭素年代測定(加速器質量分析,液体シンチレーションカウンタによるβ-線計数法)


サンプル名 層準 層相とサンプル C14放射年代

NE-1 腐植土層C層 暗灰色〜黒灰色の腐植土層 2,430±40BP
SW-1 地すべり堆積物E1層 土石流や流水下での砂礫質な層相からなる層相の部分に含まれる自生とみられる植物根 2,590±60BP
E-1 地すべり堆積物E2層 角礫状のブロックからなる下部と砂礫層とシルト層の互層からなる上部の境界付近の亜炭層の薄層中の木片 9,200±50BP


 以上のように,大トレンチで露出したブロックの集合体からなる地すべり堆積物は,2430年以上前以降,C層上部から産出した須恵器(第2報 大トレンチの発掘で明らかになったこと−その1)の年代である9〜10世紀までの間に堆積したことがわかります.地すべり堆積物の固結度からは,地すべり堆積物を構成するブロックの堆積年代に近い値(2千数百年前)ではないかと思われます.

 なお,地すべり堆積物のブロックの元となった地すべり堆積物の年代である3,000年前から2,000年前は,現在よりも冷涼で,海水準は現在より2m程度低かったことがわかっています.

【濁池川の護岸の破損に関して】

 道路の破損とともに「断層」の根拠とされた濁池川の護岸の破損に関しては,以下の理由で根拠にはならないと判断できます.すなわち,
1.道路の破損の延長上には無い
 平成19年能登地震断層発見のお知らせでは,「北60度東方向の断層が道路を斜めに横切り,右横ずれ8cmの変位を生じています.その西方延長上の濁池川のコンクリート堤にも断層運動によると見られる破壊が生じて」いて,「断層」の重要な根拠の一つになっています.そして,第1報の図1(発掘現場見取り図)では,道路の割れ目と護岸の破損部の位置関係は,北60度東の方向として描かれています(北の方位は「磁北」).

 ところが,第1報−図1は道路の方向も道路と護岸の位置関係も実際とは異なっていて,実際には,護岸の破損部は図4のように北45度東の方向にあって,道路の割れ目の延長線上にはありません.

2.護岸の破損部は上部のみが破損している
 護岸が断層の運動によって壊れたとすると,地下の動きである断層面が地表に伸びてくるわけで,護岸の基部から破壊されていなければなりません.
 「断層」の根拠とされる護岸の破損部は,実際には,図5のように,その上部のみが破損しています.一方,地震の発生以前から存在していた護岸の基部からの割れ目は,今回の地震では,ごくわずかな衝突痕を残すのみで,ほとんど動いた形跡がありません.
 上部の破損は,第2報でも示したように,地下の断層の動きによると考えるより,用水と濁池川のコンクリート護岸同士がお互いにそれぞれ独自の慣性力で動いて衝突した結果であると考えた方が妥当です.

【「断層」とされた道路面の割れ目】

 「断層」とされた割れ目の道路西側の白線部分の変位は,北60度東方向で南側が北側に対して約8cmずれていたとされる.一方,道路東側の白線では,測定記録は無いが,Web上で公開されている各種写真から判読すると,北45度東方向で,南側が北側に対して約6cmずれていて,明らかに道路の東西で変位量が異なる.このほか,Web上で公開されている各種写真からは,道路中央部に大きな穴ぼこがあり,さらには,この「断層」の割れ目以外に,たくさんの割れ目が写っている(一例として図6).
 これらの穴ぼこや各種割れ目が,いつどのようにしてできたのかは,一切明らかにされていない.この件に関して,石川県道路管理チームに問い合わせたところ,「断層」とされた割れ目が地震以前から存在していたかどうかについては定かではないが,穴ぼこやいくつかの割れ目は,地震以前から存在していたことが明らかになった.

 大きな割れ目のみが注目されて,『能登地震を発生させた断層の一部が地表に露出している』「断層」であるとされましたが,地震時に動いたことはまず間違いないとしても,変位のすべてが地震によってできたもものなのか,あるいはすでにあったものが地震動によってわずかに動いただけなのか,今となっては検証できません.

 本来は,周囲の割れ目も含めて,運動像と力学を明らかにして,初めて断層の可能性があるかどうかを議論するスタートラインに立てるのです.

【より広域的な変状−開口レーダーの解析結果】

 2007年5月19日から,千葉県の幕張メッセで開催された日本地球惑星科学連合2007年大会では,緊急セッションとして能登半島地震のセッション(Z255)がもたれました.筆者らもポスター発表をおこないましたが,その際,いくつかの能登半島地震による広域変動に関する発表がおこなわれました.なかでも,国土地理院 佐藤 浩さんらによる干渉合成開口レーダを用いた地殻変動の解析では,実際の変動量と断層モデルによる計算上の地殻変動量との差分を取ることで,局所的な地殻変動量を明らかにしようというものでした(佐藤 浩・宇根 寛・小荒井 衛(2007)能登半島地震による斜面崩壊の地形的特徴のGIS解析.日本地球惑星科学連合2007年大会,Z255-P035.).
 これによると,輪島市門前町中野屋〜浦上では,ほぼ地すべり地形に対応した範囲のみに垂直変位が現れていて,その北東−南西方向の延長方向には,変位は連続しないということが示されていました.すなわち,中野屋〜浦上の変位は,断層の場合のように伸びの方向に広域的に連続するものではなく,きわめて局所的なものであることが明らかにされています.【補足1】

【まとめ】

 以上のように,断面の観察によって,水田表面の雁行割れ目は,地山の縄又層と地すべり堆積物とを境する断層破砕帯とは無関係に生じたことが明らかになり,その他の状況証拠も,断層として動いたことを示す証拠は何も無いことが明らかになりました.
 したがって,輪島市門前町中野屋〜浦上で見られた道路上の割れ目や水田表面の雁行割れ目は,ごく表層でのできごとであり,少なくとも輪島市門前町中野屋〜浦上には『能登地震を発生させた断層の一部が地表に露出している』断層は存在しないと結論できます.

 なお,筆者らは,日本地球惑星科学連合2007年大会では,ほぼ本報告の内容に沿ってポスター発表と剥ぎ取り転写標本の実物展示をおこないましたが,締め切り(4月11日)をはるかに過ぎてからの追加ということで,講演した旨の記録は,日本地球惑星科学連合2007年大会のセッションInformation(http://www.jpgu.org/meeting/contri_info.html)に掲載されているのみです(以下はその抜粋).

セッションInformation
プログラムの変更
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■ 投稿の追加
●Z255:緊急セッション能登半島地震 5/1受付
 Z255-P061
【表題】 能登半島地震で出現した輪島市門前町中野屋地区の 地表「断層」の発掘調査結果
【著者】 川辺孝幸(山形大・地域教育文化・地学)・石渡 明・ 平松良浩・奥寺浩樹・小泉一人(金沢大・自然研)・ 坂倉範彦・冨岡伸芳((株)ダイヤコンサルタント)

(文責:川辺孝幸・冨岡伸芳・坂倉範彦)


【補足1】地震予知連絡会(5月14日)に提出された宇根 寛氏による資料(干渉SAR残差画像にみる輪島市門前町中野屋の「地震断層」;
http://cais.gsi.go.jp/Research/Coordinator/sar.pdf )を参照(2007年6月25日 追加).

図1-1 合同大会で展示した剥ぎ取り転写標本の全体

図1-2 剥ぎ取り転写標本の断層を覆う人工改変土層とその中の液状化部分と液状化部分から伸びる割れ目の拡大

図1-3 それぞれの地層と断層,断層と不整合,液状化と地表の雁行割れ目との関係を示す図. 断層面は不整合面に切られるので,今回の地震では動いていないことが確認できた(図1-4参照).


図1-4 【参考】地層と不整合,断層との新旧関係.
上:断層は不整合におおわれるので,
A層→断層→不整合→B層
の順番にできたことがわかる.
下:断層は不整合面とB層を切っているので,
A層→不整合→B層→断層
の順番にできたことがわかる.なお,横ずれ(水平ずれ)断層の場合には,断面ではずれは認められないが,割れ目自体は不整合面や地層を切っている.

図1 輪島市門前町中野屋地区の「断層」発掘小トレンチの北東壁面の剥ぎ取り転写標本の写真 写真はいずれも合同大会で展示した時に撮影したものである(坂倉撮影).断層破砕帯を覆う人工改変土層の基底部の,厚さ5mm〜1cmの範囲で液状化が見られ,地表の割れ目は,この液状化した部分から上に分岐した割れ目に繋がる.これらの位置は,青のピンでマークした部分である.人工改変土層の液状化は,地山の縄又層と地すべり堆積物とを境する断層破砕帯より数cm右側の縄又層の上位から左側の地すべり堆積物の上位にかけて見られる.人工改変土層基底部の液状化は,断層破砕帯を境に,縄又層と地すべり堆積物との物性の差によって,地震動の出力に違いが生じたため,地すべり堆積物の範囲でおこったと考えられる.人工改変土層中の緑の物体は,ビニール片.




図2 大トレンチで見られる,地山の繩又層(手前)と地すべり堆積物とを境する断層破砕帯 人工改変土層に不整合に覆われる地山の繩又層と地すべり堆積物とを境する断層破砕帯は,正断層で,写真のように,3つのリストリック正断層(シャベルやスプーンでえぐったように表面付近が高角度で地下ほど低角度になっている正断層)からなっていて,上盤側の地すべり堆積物の重力滑動によって形成されたことを示している(川辺撮影).




図3 大トレンチの平面図 大トレンチに露出する地層は,下位から,縄又層(F層),地すべり堆積物E3層,地すべり堆積物E2層,地すべり堆積物E1層,沖積層(D層),腐植土層(C層),人工改変土層B層,および人工改変土層A層=水田耕作土層 に区別できる.図中には,C14年代測定試料のサンプリング位置と年代を示してある.(冨岡原図)


 
第2報で作成した位置図(川辺原図)に,
第1報の発掘現場見取り図で示された道路の割れ目と護岸の破損の位置関係を示した
 第1報の発掘現場見取り図(北の方位は磁北を示す)(石渡原図

図4 道路の割れ目と濁池川の護岸の破損部との位置関係(左:第2報,右:第1報)




図5 濁池川護岸の用水部分の破損状態 左:用水に平行な方向からの写真.地震以前からあった割れ目が画面左下から右上にかけて発達しているが,今回の地震では,2箇所のごくわずかな衝突根を除いて,大きくは変位していない.また,用水との接合部も,破損したのは中央部分だけであることがわかる.右:用水との接合部分の写真.基底部には破損は見られない.(冨岡撮影)




図6 地震発生後2日後の3月27日に撮影された「断層」とされる道路の割れ目の写真(平松撮影)に加筆


【更新履歴】
  • 2007年06月20日09:50 公開.
  • 2007年06月25日23:20 【より広域的な変状−開口レーダーの解析結果】部分の引用元が間違っていました.お詫びして訂正いたします.
  • 2007年06月25日23:35 【補足1】を追加.

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