新潟海岸南西部の反射法地震探査 seismic …...keywords: littoral zone, coastal area,...
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海陸シームレス地質情報集, 新潟沿岸域,数値地質図 S-2,2011
1
要 旨
新潟海岸南西部において,陸から海へと連続する
活断層と推定されていた長岡平野西縁断層帯の角田・
弥彦断層の位置・形状を明らかにすることを目的に,
断層推定位置を横断する 3 測線での新規反射法地震
探査と石油公団(現・石油金属資源機構)基礎物理
探査「新潟~富山浅海域」の再解析を行った.デー
タの処理は共通反射点(CMP)重合法を用いた.そ
の結果,陸域断面,海陸接合断面,海域断面のいず
れにおいても,堆積層が東へ大きく撓む構造が認め
られた.その撓曲変形は幅 1~2 km に及び,走向が
海岸線付近でわずかに湾曲することが推定された.
1. はじめに
新潟海岸は日本海東縁の歪集中帯に位置し,1964年新潟地震や 2007 年中越沖地震を引き起こした震源
断層が分布している.日本海東縁は,地震発生ポテ
ンシャルが高いと予想される領域であるものの,こ
れまで調査アプローチの難しさからその沿岸部の地
質情報はほとんど得られていない.
産業技術総合研究所では,このような新潟海岸の
地質情報の整備の一環として,平成 20 年度~21 年
度にわたって,本地域の主要地質構造の一つである
長岡平野西縁断層帯(地震調査研究推進本部,2004)
新潟海岸南西部の反射法地震探査
Seismic reflection profiles around the south-west Niigata coastal area
楮原京子1・加野直巳
2・山口和雄
2・横田俊之
3・住田達哉
2・大滝壽樹
2・伊藤 忍
2
横倉隆伸2・稲崎富士
2・宮地良典
2・卜部厚志
4
Kyoko Kagohara1, Naomi Kano2, Kazuo Yamaguchi2, Toshiyuki Yokota3, Tatsuya Sumita2, Toshiki Ohtaki2, Shinobu Ito2, Takanobu Yokokura2, Tomio Inazaki2, Yoshinori Miyachi2 and Atsushi Urabe4
1活断層・地震研究センター(AIST, Geological Survey of Japan, Active Fault and Earthquake Research Center)
2地質情報研究部門(AIST, Geological Survey of Japan, Institute of Geology and Geoinformation)
3地圏資源環境研究部門(AIST, Geological Survey of Japan, Institute for Geo-Resources and Environment)
4新潟大学災害復興科学センター(Niigata University, Research Center for Natural Hazards and Disaster Recovery)
Abstract: To understand geological structure of the Niigata coastal area, we conducted three high-resolution seismic reflection surveys including an offshore-onshore integrated seismic reflection profile, and we also reprocessed two seismic reflection survey lines conducted by JNOC (Japan National Oil Corporation; presently Japan Oil, Gas and Metals National Corporation). These data were processed by conventional common mid-point (CMP) stack methods. These profiles indicate that the Kakuda-Yahiko Fault, inland active fault along eastern foot of Yahiko massif, continues to sea obviously, and that the Kakuda-Yahiko Fault deformed sedimentary strata as east-facing broad monocline.
Keywords: littoral zone, coastal area, seismic reflection profile, re-processing, active fault, subsurface structure, Nagaoka Plain, Niigata coast
の角田・弥彦断層を対象とした 3 測線の反射法地震
探査を実施した.また,石油公団(現・独立行政法
人石油天然ガス・金属鉱物資源機構)が 1990 年に実
施した海上基礎物理探査 2 測線の再解析を行い,新
潟海岸南西部の反射断面図として整備した.
2.地形・地質概説
越後平野は西端を西山丘陵,弥彦山地,東端を東
山丘陵,新津丘陵,笹神丘陵,櫛形山脈などの山塊
に囲まれた紡錘形の平野である.山地・丘陵と平野
との境界には新第三系を大きく変位させる活断層が
分布する(第 1 図;仲川,1985;小林,1996;池田
ほか,2002 など).長岡平野西縁断層帯は東頸城丘
陵に代表されるような褶曲山地の東翼をなし,北か
ら角田・弥彦断層,鳥越断層,関原断層,片貝断層,
逆谷断層で構成される.なお,角田・弥彦断層は「角
田山東縁断層」(池田ほか,2002;地震調査推進本部,
2004)とも呼ばれている.本断層帯は石油資源調査
や活断層調査から下部更新統を大きく変位させる西
上がりの逆断層であるとされ,場所によって幅 1 kmに及ぶ撓曲を伴う.また,この断層帯の北部を構成
する角田・弥彦断層は,その平均上下変位速度が
3 mm/yr と日本の内陸活断層の中でも高いグループ
に属する(地震調査研究推進本部,2004).その分布
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
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新潟海岸南西部の反射法地震探査
は,弥彦山地の東縁から新潟海岸の沖合海域へと連
続するとされる(石油公団,1991).角田山から北東
へ延びる砂丘列の一部(新砂丘 I および新砂丘 II の東部)は,沖積面下に埋没しており,砂丘形成後も
沈降運動が引き続いていることを示す(卜部ほか,
2006).しかし,最も海岸寄りの新砂丘 III では,起
伏に富む大小の風成砂丘が形成されており,断層変
位を示唆する地形異常を認定することができない.
3.探査測線の概要とデータ処理
第 1 図に測線位置図,第 1 表にデータ取得仕様を
示し,以下に,各測線の概要を記述する.なお,デー
タ処理の詳細については,山口ほか(2009),加野ほ
か(2010),楮原ほか(2010a, b)を参考にされたい.
3.1 再解析測線 SN90-9 と SN90-A今回再解析を行ったのは,石油公団が新潟沿岸域
で実施した平成 2 年度国内石油・天然ガス基礎調査
基礎物理探査「新潟~富山浅海域」(石油公団,
1991)の反射法地震探査データのうち SN90-9 測線
の全部および SN90-A 測線の一部である(第 1 図;
加野ほか,2010).SN90-9 測線は陸域と浅海域をつなぐ測線で,新潟
市西区四ツ郷屋沖から同区木山を経て同区藤野木に
至る測線長約 8.6 km の測線である.また,後述の新
潟 2009 測線と同様,陸域の大半は砂丘上に位置する.
SN90-9 測線では,陸域の受振器に 18 個組みのジオ
フォン,海域の受振器にジンバルフォン(水深 8 m以浅)とハイドロフォン(水深 8 m 以深)が用いら
れた.また,陸域の震源にはダイナマイト,海域の
震源にはエアガンが用いられた.
SN90-A 測線は新潟市西蒲区越前浜沖から村上市
三面川沖まで連続する測線であるが,再解析を行っ
たのは,このうち新潟市西蒲区越前浜沖から同市西
区五十嵐沖に至る約 12.7 km の範囲である.この測
線は水深 20 m 前後の浅海域を海岸線に沿って延び,
CMP5430 付近(SN90-9 測線の CMP240 付近)で
SN90-9 測線と交差する.SN90-A 測線では,受振器
にハイドロフォン,震源にエアガンがそれぞれ用い
られた.両測線の発震点・受振点間隔は共に 25 m,
データは 80 ch で収録された(第 1 表;石油公団,
1991).
3.2 新潟 1 測線
新潟 1 測線は,海岸線から 200~300 m 内陸に位置
し,新潟市西蒲区越前浜から新川河口を経て同市西
区五十嵐に至る測線長約10 kmの測線である(第1表;第 1 図;山口ほか,2009).新潟 1 測線は,角田・弥
彦断層の推定位置(石油公団,1991;新潟県地質図
改訂委員会,2000)と CMP4500 付近で交差する.
測線の大半は最も若い砂丘列(新砂丘 III;新潟古砂
丘グループ,1974)の上に位置し,標高は 4~14 mの間で変化する. 探査データは DAS-1(OYO Geospace 社製)を用
いて 144 ch で収録した.発震・受振展開は,固定し
た 144 受振点の西端から発震を開始し 48 受振点目ま
での発震終了後に受振点を 48 点分東へずらす方式と
した.受振点間隔は 10 m,受振器には固有周波数
10 Hz のジオフォン(6 個組)を使用した.震源には
小型油圧バイブレータ Minivib(IVI 社製)を用い,
発震は受振点と受振点間を 4 等分した 2.5 m の稠密
発震とした.1 つの発震点における垂直重合数は 1ないし 2 回とした.
3.3 新潟 2009 測線
新潟 2009 測線は,新潟市西区内野上新町の約
3 km 沖合から新中浜を経て中権寺に至る測線長約
6 km の測線で,角田・弥彦断層の推定位置(石油公団,
1991;新潟県地質図改訂委員会,2000)を,海域で
横断する(第 1 図;楮原ほか,2010a).新潟 2009 測
線は,海と陸をまたぐ反射断面を取得するため,1)陸域発震-陸域受振(LL 測線),2)陸域発震-海域
受振(LM 測線),3)海域発震-陸域受振(ML 測線),
4)海域発震-海域受振(MM 測線)の合計 4 つの調
査形態によるデータ取得を行った(第 2 図).測線の
陸域の 3 分の 2 は砂丘の上に位置し,測線に沿った
標高は 0~15 m で変化する. 陸域の受振は,固有周波数 10 Hz のジオフォン(6
個組)を 10 m 間隔で設置し,通常 180 ch で収録した.
探鉱機には DSS-12(サンコーコンサルタント(株)製)
を用いた.また,陸上震源には,ENVIRO-VIBE(IVI 社製)を使用した.発震は,LL 測線,LM 測線のい
ずれも,受振点と受振点間の中点で行い,発震点間
隔は 5 m とした.震源のスウィープ周波数は 10~80 Hz,垂直重合数は標準で 4 回とした(第 1 表).
海域の受振は,120 ch のハイドロフォンを 10 m 間
隔に組み込んだベイケーブルを海底に敷設して行い,
海域の受振測線約 2.4 km を浜側展開と沖側展開に分
けて受振した.探鉱機には Geode(Geometrics 社製)
を用いた.海域の震源には,総容量 80 立方インチの
エアガンを使用し,船速を調整しながら 20 m 間隔の
発震を,同じ航路で測線方向に位置をずらして 2 往
復することにより,最終的には,発震点間隔 5 m の
データを取得した(第 1 表).
LL 測線は,海岸際から内陸へ 3 km の区間で実施
した.受振器の展開は測線の状況等により,切り替
えのタイミングが不規則となったが,基本的には固
定した 180 ch の受振点の南端から発震を開始し,適
当な受振点まで発震したところで受振点を 12 ch 分
北へ移動する方法をとった.LM 測線では,海岸線
から内陸へ 1 km の区間で行った発震記録を浜側展開
と沖側展開のそれぞれ 120 ch で収録した.ML 測線
では,海岸線から沖合 3 km の区間で行った発震記録
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を海岸線際から設置した 180 ch(約 1.8 km)のジオ
フォンで収録した.MM 測線では,海岸線から沖合
3 km の区間で行った発震記録を浜側展開と沖側展開
のそれぞれで収録した.(第 1 表,第 2 図).
3.4 GS_MN_CDP 測線
GS_MN_CDP 測線は,新潟市西蒲区松野尾から同
区中島に至る約 1.5 km の測線で,加野ほか(1999)によって捉えられた変形構造を詳細にすることを目
的に実施した.測線は水田の広がる沖積低地に位置
し,用水路に沿った未舗装道路であった.既存研究
では,測線の CMP100 あたり(石油公団,1991;新
潟県地質図改訂委員会,2000)や CMP500 付近(池
田ほか,2002)に角田・弥彦断層が推定されている.
(第 1 図;楮原ほか,2010b).測線上では交通の往来
もなく,住宅地からも離れていたため,生活ノイズ
のレベルは非常に低かった.
探査データは DSS-12(サンコーコンサルタント
(株)製)を用いて 240 ch で収録した.また受振点は,
東側 144 ch,西側 96 ch のスプリット展開を基本形
として,固定した 240 ch の受振点の 144 ch 目から測
線上方へ 12 ch 分発震し,その後,次の展開(受振
点を 12 ch 分前進)へ移動する方式をとった.受振
点間隔は 5 m,受振器には固有周波数 28 Hz のジオ
フォン(4 個組)を使用した.震源には油圧インパ
クター JMI-200((株)地球科学総合研究所製)を用い,
受振点と受振点間の中点を発震点とする発震間隔
2.5 m の稠密発震とした.また,1 つの発震点におけ
る垂直重合数は 8 回とした(第 1 表).
3.5 データ処理
反射法地震探査データは,一般な共通反射点
(CMP)重合法(例えば,Yilmaz,2001)に基づいて
解析した.一般的な処理の流れを第 3 図に示す.処
理では,重合前データに対する振幅補償やデコンボ
リューション処理,重合データに対するフィルタリ
ングやマイグレーション等を実施し,最終的には重
合測線沿いの深度断面を得た(第 5 図~第 9 図).ま
た,陸域の記録に対しては,表層付近の低速度層や
標高差による影響を取り除くための表層静補正を施
し,新潟 2009 測線データに対しては,1)各測線の
CMP 重合断面の作成,2)各 CMP 重合断面に対する
接合処理(接合 CMP ギャザーの作成),3)接合
CMP ギャザーによる CMP 重合断面・深度断面の作
成に分けて処理を行った.
4.反射断面と地質学的解釈
反射法地震探査断面は,データ処理によって求め
られる速度構造や反射面の特徴を,越後平野の地質
断面図・地質柱状図・深部坑井(新潟市史編纂自然
部会編,1991;小林,1996;新潟県地質図改訂委員会,
2000;鴨井ほか,2002),石油公団(1991)の反射断
面の地質解釈と照らし合わせて解釈を行った.
4.1 新潟地域の地質層序
越後平野東側の越後山地には,中・古生界および
白亜紀の花崗岩類,弥彦山地には新第三系から中部
更新統が広く分布する.一方,越後平野下には,新
第三系以降の地層が広く分布し,基礎試錐「新潟平野」
によると,その層厚は 6000 m に達する.調査地域の
新第三系~第四系は,下位より七谷層,寺泊層,椎
谷層,西山層,灰爪層,蒲原層群(魚沼層)に区分
される(第 4 図;石油公団,1991;新潟県地質図改
訂委員会,2000).中部中新統の七谷層はデイサイト~流紋岩質火砕
岩および玄武岩質火砕岩と泥岩からなる.七谷層を
整合に覆う寺泊層は細粒砂岩泥岩互層を主体とし,
この時代の火山岩には,弥彦山地を構成する火山岩
類が含まれる.椎谷層は砂岩泥岩互層からなり凝灰
岩を挟む.鮮新統~下部更新統である西山層は青緑
色-灰黒色の塊状からなり砂岩・火山灰の薄層を挟
む.灰爪層は細~中粒砂,砂質シルト,砂泥互層か
らなり,一般に下位層を整合で覆うが,丘陵縁辺の
隆起部では傾斜不整合で覆う.中・上部更新統であ
る蒲原層群は漸海成層から陸成層の砂礫層・泥質層
からなり,水溶性天然ガスを含む(ガス層は上位よ
り G2~G5 と呼ばれる).またこの上位に重なる埋没
段丘礫層は G1 層と呼ばれる砂礫層で海抜 -150 m 付
近に分布する.
また,SN90-9 測線および SN90-A 測線の交点に位
置する「角田沖 SK-1」(掘止深度 2014.5 m)では,
海底下 117 m に灰爪層・西山層境界,630 m に西山層・
椎谷層境界,1021 m に椎谷層・寺泊層境界,1260.8~1270 m が七谷層泥岩部で 1270 以深(-2014.5 m)
が七谷層火山岩となっている.基礎試錐「下五十嵐」
(掘止深度 5007 m)では,海底下 826 m に魚沼層・
灰爪層境界,1700 m に灰爪層・西山層境界,3670 mに西山層・椎谷層境界となり,3670 m~5006.7 m は
椎谷層の堆積岩で,堆積岩の基底となる火山岩等に
は到達していない.
4.2 再解析 SN90-A 測線
SN90-A 測線深度断面図(第 5 図)の北東端では,
基礎試錐「下五十嵐」と対比された反射断面(石油
公団,1991 の SN90-8 測線)の追跡から,海底下
600 m に魚沼層・灰爪層境界,1700 m に灰爪層・西
山層境界,2800 m に西山層・椎谷層境界が位置する.
魚沼層は側方に連続する高周波な反射面群に特徴付
けられ,CMP5100 以北では,魚沼層・灰爪層・西山
層・椎谷層がほぼ水平に堆積する.これらの反射面
は CMP5070 付近から CMP5200 付近にかけて引きず
られるように上方へ向かう.
一方,「角田沖 SK-1」で対比される地層のうち七
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
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新潟海岸南西部の反射法地震探査
谷層(火山岩類)上面は側方に連続するも起伏に富
む強反射面に対比され,断面南西端(CMP5680)の
深度 1350 m から CMP5190 の深度 2200 m にかけて
北東へ緩やかに下がりながら分布する.七谷層上位
の寺泊層・椎谷層もほぼ同傾斜で北東へ撓み下がる.
西山層はその下部では椎谷層などとほぼ同傾斜をな
すが,CMP5450 の深度 100 m 付近から CMP5200 深
度 400 m 付近には,下部より緩傾斜で累重する反射
面が認められ,CMP5200 から CMP5120 にかけて大
きく撓み下がる.また,灰爪層は北東に向かって徐々
に層厚を増し,西山層よりも緩傾斜で累重するが,
西山層上部と同様に,CMP5200 から CMP5120 にか
けて大きく撓み下がる.
断層は,断面北東側のほぼ水平な堆積層と,断面
南西側の傾斜する地層との間に位置し,推定される
傾斜(見かけ傾斜)は約 50˚~60˚ と高角である.
4.3 再解析 SN90-9 測線
SN90-9 測線深度断面図(第 6 図)では,SN90-Aと反射面の分布・特徴が類似しており,断面南東側
にほぼ水平から CMP500 付近上方へ向かって引きず
られる堆積層が分布し,断面北西側には起伏に富む
七谷層上面とそれとほぼ同傾斜で累重する寺泊層・
椎谷層・西山層下部が認められる.また,断層も
CMP500 付近にある水平層と傾斜層の境界に推定さ
れる.しかし,断層上盤側の地層の傾斜方向が
SN90-A 断面とは異なり,CMP400 付近を背斜軸とし
て断層面の傾斜方向(北西)に傾斜している.また,
西山層上部は傾斜不整合で下部層を覆い,徐々に北
西へ肥厚化していることから,背斜の成長に伴って
堆積した成長層(growth strata)であると判断される.
CMP30 から CMP270 に分布する灰爪層にも北西への
肥厚化が認められる.断層は,断面南東側のほぼ水
平な堆積層と,断面北西側の傾斜する地層との間に
位置し,推定される傾斜(見かけ傾斜)は約 45˚~55˚ である.
4.4 新潟 1 測線
新潟 1 測線深度断面図(第 7 図)では全体を通し
て 100 m 以浅はほぼ水平な堆積層で充填される.調
査地域周辺の沖積層の基底は海抜 -150~ -120 m(新
潟県地質図改訂委員会,2000;鴨井ほか,2002)で
あることから,これらはほぼ沖積層に対比されると
考えられる.これより下位を反射面の特徴と越後平
野の地質断面図やボーリング資料解釈すると,断面
南西端から CMP1400 の深度 600 m から 1100 m で北
東へ傾斜する反射面は七谷層上面,断面西端から
CMP2000 の深度 300 m から 800 m で北東へ傾斜する
反射面は寺泊層上面,CMP400 から CMP2600 の深度
100 m から 700 m で北東へ傾斜する反射面群は椎谷
層に対比される(山口ほか,2009).また,SN90-9断面との比較から CMP1000 から CMP3500 にかけて
認められる多数の反射面群は西山層下部に,この反
射面群と沖積層との間は西山層上部に対比される.
一方,断面北東側は,浅層部を除いて有効な反射面
が捉えられていないため地質構造は解釈されないが,
周辺のボーリング資料に基づくと,深度 500 m 付近
までは魚沼層,それ以深(3000 m まで)は灰爪層が
分布する.
CMP3000 から CMP4200 の深度 400 m から 100 mにかけては,断面南西側からほぼ水平かやや北東へ
傾斜していた反射面が,急激に傾斜を増している.
また断面北東側の CMP4700 から CMP5800 の深度
200 m 以浅にも北東へ緩く撓む反射面群が捉えられ
ている.これらは上位ほど緩傾斜であることから,
累積的な変形を示していると判断され,その変形を
与える 2 条の断層が存在する可能性が高い.
4.5 新潟 2009 測線
新潟 2009 測線深度断面図(第 8 図)では,地表か
ら深度 150 m において,連続性の良いほぼ水平な反
射面群が,測線全般にわたって認められる.この反
射面群は,出現深度や下位の反射面を不整合に覆う
ような特徴から沖積層に対比される.また,SN90-A測線(第 6 図)との比較から,断面南西側の深度
320 m に灰爪層・西山層境界,深度 950 m に西山層・
椎谷層境界が位置し,ここでは,地質境界近傍の反
射面を解釈層準として用いた.
断面の CMP230 から CMP600 の灰爪層および西山
層には,CMP280 付近と CMP550 付近を頂部とする
波状をなす反射面群が認められ,下位の椎谷層等は
南東への傾斜が認められる.しかし,CMP600 を境
に南東側では反射面が乏しく,灰爪層・西山層・椎
谷層の地質構造を東方へ追跡できないが,周辺のボー
リング資料を参考にすると,断面南東側では,おお
よそ深度 500 m 付近までは魚沼層,それ以深は灰爪
層となる.また,CMP950 から CMP1050 の深度
500 m から 800 m の反射面の形状から判断して,こ
れらの地層が,平野下においてほぼ水平に堆積して
いると推定される.以上のことから,灰爪層・西山
層に認められた波状の反射イベントや椎谷層の南東
傾斜の反射イベントは断層に伴う撓曲変形であり,
これらと平野側の水平な反射イベントとの間(断面
のほぼ中央付近)には断層が存在すると解釈される.
なお,ここでは 2 つの背斜が認められることから,
断層は折れ曲がるか,2 条に分岐している可能性が
ある.
4.6 GS_MN_CDP 測線
GS_MN_CDP 測線深度断面図(第 9 図)では,地
表から深度 100 m 付近に,ほぼ水平か東へ緩く傾斜
する連続の良い反射面群がみられる.この反射面群
の最下面の深度は,ボーリング資料等(新潟県地質
図改訂委員会,2000;鴨井ほか,2002)から知られ
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
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る沖積層の基底深度とほぼ一致することから,沖積
層に対比する.
一方,沖積層の下位には,大きく東へ撓み下がる
反射面群とその東翼斜面を覆う反射面群が認められ
る.これらの反射面は魚沼層と推定される.前者は,
CMP440 付近を頂部として下位ほど大きく撓曲して
いる.また,東傾斜の反射面群中には,いくつかの
傾斜不整合も認められる.後者の反射面群は
CMP400 の深度 100 m~CMP70 の深度 360 m の範囲
に認められ,東傾斜の反射面が多いように見える.
反射断面には地表に達するような断層を見ること
ができない.しかし,下位の魚沼層には下位ほど東
へ撓曲し,その軸の延長(CMP280~350)において,
沖積層の反射面の勾配がやや急になっている.この
ことから両層に認められる変形が同じ断層(褶曲)
の活動に伴うものであると推定される.
5.新潟海岸周辺の地質構造
反射断面の地質解釈から角田・弥彦断層は,主と
して東向きの撓曲変形を伴う伏在断層である.その
撓曲変形は,背斜頂部から西翼がほぼ平らか緩傾斜
であるのに対し,東翼では急傾斜となる高角逆断層
に特徴的な構造を有する.第 10 図には,灰爪層上面
を変位基準とした撓曲変形(撓曲崖)の分布を示す.
また,撓曲崖の基部は赤線で表記した.変形帯は幅
1~2 km におよび,SN90-A 測線と新潟 2009 測線が
交差するあたりでは北北西-南南東方向の走向をも
つ.また SN90-9 測線と新潟 1 測線が交差する海岸
線付近から南では,北東-南西走向となり,これま
で推定されていた角田・弥彦断層の分布よりも変化
に富むことが分かる.この走向の違いが,断層面の
走向変化によるものか,雁行する複数の断層の存在
を表現しているものかは,現段階のデータで判断す
ることはできない.しかし,新潟 1 測線および新潟
2009 測線では,1 km 以浅に 2 条の背斜が認められる
ように,ここでは,浅部で分岐する断層(あるいは
断層面の折れ曲がり)が形成されるなど地質構造が
複雑であることから,海岸線付近において主断層面
の形状が変化していることは確かであろう.
6.まとめ
新潟海岸南西部において,角田・弥彦断層の位置・
形状を明らかにすることを目的に,断層推定位置を
横断する 3 測線での新規反射法地震探査と石油公団
(1991)基礎物理探査「新潟~富山浅海域」の再解析
を行った.その結果,陸域断面,海陸接合断面,海
域断面のいずれにおいても,堆積層が東へ大きく撓
む構造が認められ,各断面の比較から,角田・弥彦
断層とその活動に伴う変形構造の分布が明らかと
なった.
謝辞 新潟 1 測線ならびに新潟 2009 測線,GS_MN_CDP 測線の反射法地震探査を実施するにあたり,新
潟県ならび新潟市の関係諸機関,地域住民の方々に
ご協力とご理解を頂いた.観測に際しては,(株)ジ
オシス,(株)川崎地質,阪神コンサルタンツ(株),
村尾技研(株)のご協力を得た.経済産業省資源エ
ネルギー庁,独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物
資源機構には資料の使用および公表の許可を頂いた.
以上の方々に,心よりお礼申し上げます.
文 献
池田安隆・今泉俊文・東郷正美・平川一臣・宮内崇裕・
佐藤比呂志編(2002)第四紀逆断層アトラス.
東京大学出版会,254p.地震調査研究推進本部(2004)長岡平野西縁断層帯
の長期評価について,http://www.jishin.go.jp/main/chousa/04oct_nagaoka/index.htm.
加野直巳・山口和雄・粟田泰夫(1999)角田・弥彦
断層群のP波反射法地震探査.地質調査所速報,
No. EQ/99/3(平成 10 年度活断層・古地震研究
調査概要報告書),47-58. 加野直巳・楮原京子・横田俊之・山口和雄(2010)
新潟沿岸域の反射法地震探査データ再処理.地
質調査総合センター速報:平成 21 年度沿岸域
の地質・活断層調査研究報告,no. 54,69-79.楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・郷 隆之・
藤原 明・清水信行(2010a)新潟海岸南西部に
おける海陸接合反射法地震探査-データ取得と
処理-.地質調査総合センター速報:平成 21年度沿岸域の地質・活断層調査研究報告,
no. 54,41-59.楮原京子・稲崎富士・卜部厚志・宮地良典(2010b)
長岡平野西縁断層帯における浅層反射法地震探
査-新潟市松野尾地区の地下構造.地質調査総
合センター速報:平成 21 年度沿岸域の地質・
活断層調査研究報告,no. 54,61-67.鴨井幸彦・安井 賢・小林巌雄(2002)越後平野中
央部における沖積層層序の再検討.地球科学,
56,123-138.小林巌雄(1996)越後平野地下の第四系.第四紀研究,
35,191-205.仲川隆夫(1985)新潟平野の上部更新統・完新統-
とくに沈降現象との関係について-.地質学雑
誌,91,619-635.新潟県地質図改訂委員会(2000)新潟県地質図(2000
年版)1:200,000 及び説明書.新潟県商工労働部
商工振興課,200p. 新潟古砂丘グループ(1974)新潟砂丘と人類遺跡-
新潟砂丘の形成史 I -.第四紀研究,13,57-65.
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
6
新潟海岸南西部の反射法地震探査
新潟市史編纂自然部会編(1991)新潟市史.資料編
12,自然,新潟市,367p.石油公団(1991)平成 2 年度国内・石油・天然ガス
基礎調査 海上基礎物理探査「新潟~富山浅海
域」調査報告書.28p.卜部厚志・吉田真見子・高濱信行(2006)越後平野
の沖積層におけるバリアー-ラグーンシステム
の発達様式.地質学論集,no. 59,111-127.
山口和雄・住田達哉・加野直巳・大滝壽樹・伊藤 忍・
横田俊之・横倉隆伸(2009)角田山東縁断層の
沿岸陸域における浅部地下構造.活断層・古地
震研究報告,no. 9,159-173.Yilmaz, O. (2001) Seismic data processing volume I,
Investigations in Geophysics. Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, 998p.
(受付:2010 年 9 月 7 日,受理:2010 年 12 月 15 日)
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
7
第1図
調
査地
域の
地形・
地質
と反
射法
地震
探査
測線.
地質
図は
新潟
県地
質図
改訂
委員
会(
2000),
活断
層線
は,
池田
ほか(
2002)
によ
る.
陰影図は国土地理院発行の数値
地図
50 m
メッシュを用いて作成した.国土地理院発行
1/25
000地形図「内野」「
巻」「
角田山」を使用.
Fig.
1 G
eolo
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00).
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2). S
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, [U
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[Kak
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]
↑
西
川
↑
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川
↑
新
川
↑
西
川
Sag
ata
Kak
uda-
ham
aEchigo line
越 後 線
新 潟 海 岸
新 潟 海 岸
佐潟
五十嵐
角田浜
内野上新町
内野上新町
佐潟
五十嵐
角田浜
Sag
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Yot
sugo
-ya
四ツ郷屋
四ツ郷屋
Yot
sugo
-ya
Uch
ino-
kam
i-shi
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chin
o-ka
mi-s
hinm
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Chu
gonj
i中権寺
中権寺
Chu
gonj
i
Aka
tsuk
a赤塚
赤塚
Aka
tsuk
a
Mat
suno
o松野尾
松野尾
Mat
suno
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Ikar
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Ikar
ashi
Kak
uday
ama
角田山
角田山
Kak
uday
ama
Kak
uda-
ham
aEchigo line
新
幹 線 Shinkansen新
幹 線 Shinkansen
北 陸
自 動
車 道
北 陸
自 動
車 道
Hokuriku Expressway
Hokuriku Expressway
越 後 線
Sea
of J
apan
Sea
of J
apan
Fig.1 楮原ほか
日 本 海
Ech
igo
Pla
inE
chig
o P
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越 後 平 野
越 後 平 野
日 本 海
Niiga
ta co
ast
Niiga
ta co
ast
R116 R116
R402
R402
SN90-A
SN90-A
SN90-9
SN90-9
Niigata-1
Niigata-1
Niigata 2009
Niigata 2009
GS-MN-CDP
GS-MN-CDP
R. Shin-kawaR. Shin-kawa
R. Nish
i-kawa
R. Nish
i-kawa
05 k
m
500400300200100
500400300200100
5680
5640
5600
5560
5520
5480
5440
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5560
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5360
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5200
5160
5120
5080
5040
5000
4960
4920
4880
4840
4800
4760
4720
4680
80
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680
640
600
560
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480
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360
320
280
240
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400
360
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200
160
120
500
8000
7500
7000
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6000
5500
5000
4500
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3500
3000
2500
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1500
1000
500
8000
7500
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5000
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3500
3000
2500
2000
1500
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
1000
900
800
700
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500
400
300
200
100
1000
10
20
30
40
50
60
7080
5
角田・弥彦断層
Kaku
da-Y
ahiko
Fau
lt
背斜 / An
ticline
活断層(池田ほか,2002)
Activ
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Ikeda
et al
. , 200
2 )
新砂丘I / R
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新砂丘II / R
ecen
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新砂丘III /
Rece
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nes I
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寺泊層 /
Tera
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高位段丘堆積物 /
High
terra
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posit
(新潟県地質図改訂委員会,2000)
(Niig
ata P
ref. G
eolog
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mitte
e, 20
00)
( 新潟古砂丘グループ,1974
)(N
iigata
Anc
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, 197
4)
反射法地震探査測線と
CMP番号
Seism
ic re
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CMP
numb
ers
138˚30
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'13
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37˚30'38˚00'38˚30'
Sea
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100
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300
N
新潟1
新潟1
新潟2009
新潟2009
(石油公団,1991;新潟県地質図改訂委員会,2000)
(JNOC
, 199
1 Niig
ata P
ref. G
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e, 20
00)
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
8
新潟海岸南西部の反射法地震探査
第 2 図 海陸接合反射法地震探査の概念図.Fig. 2 Conceptual image of offshore-onshore integrated seismic reflection profiling.
発震船Source boat
観測船Recording boat
震源車Source truck
観測車Recording truck
Land-Marine line Land-Land lineMarine-Land line
Marine-Marine line
Land-Marine line Land-Land lineMarine-Land line
Marine-Marine line
ベイケーブル (hydrophone)
Fig.2 楮原ほか
受振器 (Geophone)
陸域発震 -陸域受振海域発震 -陸域受振陸域発震 -海域受振
海域発震 -海域受振
LL line発震 (source)
受振 (reciever)3 km
3 km (moving 180-ch geophones)
新潟 2009 測線の展開(spread for the Niigata 2009 seismic line)
LM line1.1 km
発震 (source)
1.2 km (120ch)1.2 km (120ch)
受振 (reciever)
ML line 2.8 km
発震 (source)
1.8 km (180ch)
受振 (reciever)
MM line 2.8 km発震 (source)
1.2 km (120ch)1.2 km (120ch)
受振 (reciever)
海岸線Shoreline
400 m
200m
400 m
200m
Air gun
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
9
第 3 図 共通反射点重合法の解析フロー.Fig. 3 Flowchart of individual data processing by Common mid-point method.
Depth Conversion 深度変換
RefractionStatic Analysis
Velocity Analysis
Format Conversion
Trace Edit
Vertical stacking
CMP Stack
CMP Sorting
Static Correction
NMO Correction
Geometry Set
Gain Recovery
Deconvolution
Shot Record
Bandpass Filter
Migration
屈折初動解析
速度解析
フォーマット変換
トレース編集
垂直重合
CMP 重合
CMP編集
静補正
NMO補正
座標設定
振幅補償
デコンボリューション
収録記録
帯域通過フィルター
マイグレーション
Fig3 楮原ほか
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
10
新潟海岸南西部の反射法地震探査
第 4 図 新潟地域の地質層序.石油公団(1991),新潟県地質図改訂委員会(2000)による.Fig. 4 Stratigraphy in and around the Niigata area (after JNOC, 1991 and Niigata Prefecture Geological
Map Revision Committee, 2000)
地層名(Stratigraphic unit)
沖積層 Alluvium砂丘堆積物
Dune sediments
段丘堆積物terrace deposit
灰爪層Haizume Formation
椎谷層Shiiya Formation
七谷層Nanatani Formation
蒲原(魚沼)層群Kanbara(Uonuma) Group
西山層Nishiyama Formation
寺泊層Teradomari Formation
完新世
鮮新世
時代(Epoch)
中新世
(Mioc
ene)
(Plio
cene
)
更新世
(Plei
stoce
ne)
(Holo
cene
)
Fig.4 楮原ほか
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
11
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
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)
CMP No. 55005650 5600 5550 54005450 53005350 5250 510051505200 5050 4850 5000 4950 4900 47504800 4700SN90-9
intersectionNiigata2009intersection NESWa)
117117
12701270
10211021
630630
1128112812601260
gr-Tfgr-Tf
NyNy
SySy
TdTd
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HzHz
NyNy
Fig. 5 楮原ほか
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
Dep
th (m
)
CMP No. 55005650 5600 5550 54005450 53005350 5250 510051505200 5050 4850 5000 4950 4900 47504800 4700SN90-9
intersectionNiigata2009intersection NESWb)
第 5図 SN90-A測線の反射法地震探査断面(a)および地質学的解釈断面(b).探査測線位置は第 1図に示す.Al:沖積層,Un:魚沼層,Hz: 灰爪層,Ny:西山層,Sy:椎谷層,Td:寺泊層,Nt:七谷層(泥岩), gr-Tf:七谷層(火山岩),赤線:断層(矢印はすべり方向).
Fig. 5 Depth section of the SN90-A (a) and its geological interpretation (b). Location of the seismic section is shown in Fig. 1. Al: Alluvium, Un: Uonuma Formation, Hz: Haizume Formation, Ny: Nishiyama Formation, Sy: Shiiya Formation, Td: Teradomari Formation, Nt: Nanatani Formation (mudstone), gr-Tf: Nanatani Formation (volcanic rocks), red line: fault (arrow indicates slip direction ).
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
12
新潟海岸南西部の反射法地震探査
第 6 図 SN90-9 測線の反射法地震探査断面(a)および地質学的解釈断面(b).探査測線位置は第 1 図に示す.図中の略号は第 5 図参照.
Fig. 6 Depth section of the SN90-9 (a) and its geological interpretation (b). Location of the seismic section is shown in Fig. 1. See Fig. 5 for abbreviations.
Fig. 6 楮原ほか
117117
12701270
10211021
630630
1128112812601260
gr-Tfgr-Tf
NyNy
SySy
TdTdNtNt
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th (m
)
CMP No. 1501 50 100 250200 350300 400 550500450 600 650
SW
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
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0
500
1000
2500
3000
1500
2000
Kakuda-oki SK-1NEb)
SySy
HzHz
Niigata 1intersection
Shoreline
Dep
th (m
)CMP No. 1501 50 100 250200 350300 400 550500450 600 650
SW
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
0
500
1000
2500
3000
1500
2000
SN90-Aintersection Niigata 1
intersection
ShorelineNEa)
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
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第 7 図 新潟 1 測線の反射法地震探査断面(a)および地質学的解釈断面(b).探査測線位置は第 1 図に示す.図中の略号は第 5 図参照.
Fig. 7 Depth section of the Niigata1 (a) and its geological interpretation (b). Location of the seismic section is shown in Fig. 1. See Fig. 5 for abbreviations.
Fig. 7 楮原ほか
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gr-Tfgr-Tf
NyNySySy
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HzHz
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SW
Approx. 2 kmV:H=2:1
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0
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1000
1500
SN90-9intersection
Niigata 2009intersection
R. Shin-kawaNEa)
0051.oN PMC 500 1000 25002000 35003000 4000 55005000 000800060054 6500 7000 7500
Dep
th (m
)
SW
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
1500
0
500
1000
1500
SN90-9intersection
Niigata 2009intersection
R. Shin-kawaNEb)
0051.oN PMC 500 1000 25002000 35003000 4000 55005000 000800060054 6500 7000 7500
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
14
新潟海岸南西部の反射法地震探査
第 8 図 新潟 2009 測線の反射法地震探査断面(a)および地質学的解釈断面(b).探査測線位置は第 1 図に示す.図中の略号は第 5 図参照.
Fig. 8 Depth section of the Niigata2009 (a) and its geological interpretation (b). Location of the seismic section is shown in Fig. 1. See Fig. 5 for abbreviations.
Fig. 8 楮原ほか
AlAl
?
Dep
th (m
)
NW
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
1500
0
500
1000
1500
SN90-Aintersection SEa)
CMP No. 100 200 300 400 500 600 800700500 600 800700 900 10971000
Niigata 1intersectionShoreline
NyNy
SySy
TdTd
UnUn
HzHz
HzHz
Dep
th (m
)
NW
Approx. 2 kmV:H=2:1
0
500
1000
1500
0
500
1000
1500
SN90-Aintersection SEb)
CMP No. 100 200 300 400 500 600 800700500 600 800700 900 10971000
Niigata 1intersectionShoreline
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
15
第 9 図 GS_MN_CDP 測線の反射法地震探査断面(a)および地質学的解釈断面(b).探査測線位置は第 1 図に示す.図中の略号は第 5 図参照.
Fig. 9 Depth section of the GS_MN_CDP (a) and its geological interpretation (b). Location of the seismic section is shown in Fig. 1. See Fig. 5 for abbreviations.
Dep
th (m
)
V:H=2:1
E
1200 50100150300 250400 3500
500
E
W
CMP No. 500 450599 550
100
200
300
400
0
500
100
200
300
400
Fig. 9 楮原ほか
Dep
th (m
)
V:H=2:1
1200 50100150300 250400 3500
500
W
CMP No. 500 450599 550
100
200
300
400
0
500
100
200
300
400
UnUn
AlAl
Approx. 500 m
Approx. 500 m
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志
16
新潟海岸南西部の反射法地震探査
5
500400
300200
100
5680
5640
5600
5560
5520
5480
5440
5400
5360
5320
5280
5240
5200
5160
5120
5080
5040
5000
4960
4920
4880
48404800
47604720
4680
80
40
680
640
600
560
520
480440
360320
280240
200
160
120
500
80007500
7000
65006000
5500
500045004000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
900
800700
600
500400
300
100
1000
10
2040
50
60
70
80
138°55'0"E138°50'0"E
37°55'0"N
37°50'0"N
SN90-9
GS_MN_CDP
新潟
2009 新潟
1
角田山
新 川
佐潟
四ツ郷屋
内野上新町
越前浜
仁箇
布目
赤塚
五十嵐
西 川
角田浜
角田山
新 川
佐潟
四ツ郷屋
内野上新町
越前浜
仁箇
布目
赤塚
五十嵐
西 川
角田浜
日 本 海
0 1 2 3 4 5 km
Kakuda-hama
Kakuda-yama
Echizen-hama
Nika
Akatsuka
Ikarashi
Uchino-kami-shinmachi
Nunome
Sagata
Yotsugoya
SN90-A
R. Shin-kaw
a
R. N
ishi-kawa
凡例 (Legend)100
200
CMP重合測線およびCMP番号
CMP stacking line with CMP numbers
Niigata1
Niigata2009
伏在活断層(撓曲崖)
Active blind reverse fault (flexture scarp) -Dotted where inferred(barbs on the upthrown block)
第 10 図 反射法地震探査からみた新潟海岸周辺の地質構造.Fig. 10 Geological structure in and around the Niigata coast on the basis of the seismic reflection profiles.
楮原京子・加野直巳・山口和雄・横田俊之・住田達哉・大滝壽樹・伊藤 忍・横倉隆伸・稲崎富士・宮地良典・卜部厚志 新潟海岸南西部の反射法地震探査
17
第1表 データ取得パラメータ.
Tabl
e 1
Dat
a ac
quis
ition
par
amet
ers.
第1表
デ
ータ
取得
パラ
メー
タTa
ble.
1 D
ata
acqu
isiti
on p
aram
eter
s
陸域
(Lan
d)海
域 (M
arine
)陸
域 (L
and)
海域
(Mar
ine)
測線
長Le
n gth
of se
ismic
line
12.7
kmmk 5.1
mk 42.01震
源諸
元So
urce
p ara
meter
s震
源So
urce
(type
)Ai
rgun
(500
cuin
x 2)
Dyna
mite
(10.5
kg)
Airg
un (5
00 cu
in x 2
)Mi
nivib
(T15
000)
ENVI
RO-V
IBAi
r gun
(80 c
uin)
JMI-2
00ス
ウィ
ープ
周波
数Sw
eep f
req u
ency
01 zH 021-51
--
--
--
zH 08ス
ウィ
ープ
長Sw
eep l
ength
--
ces 31 ces 31
--
-垂
直重
合数
Numb
er of
stac
ks pe
r sho
t8
14
2-
--
発震
点間
隔Sh
ot int
erva
lm 5.2
m 5m 5
m 5.2m 52
m 52m 52
受振
諸元
Rece
iver p
aram
eters
受振
器Re
ceive
rHy
drop
hone
, f0=1
0 Hz
Geoo
phon
e, gr
oup o
f 18,
f0=10
Hz
水深
8m
以深
(de
eper
than
8m de
pth)
Hyd
roph
one,
f0=10
Hz
水深
8m以
浅 (s
hallo
wer t
han 8
mde
pth)
Geoo
phon
e,gr
oup o
f 6, f0
=10 H
zGe
ooph
one,
grou
p of 6
,f0=1
0 Hz
Hydr
opho
ne, f0
=10 H
zGe
ooph
one,
grou
p of 4
, f0=2
8 Hz
受振
点間
隔Re
ceive
r inter
val
m 5m 01
m 01 m 01
m 52 m 52
m 52収
録諸
元Re
cord
in gpa
rame
ters
探鉱
機Ins
trume
ntsMY
RIAS
EIS-
IDA
S-1
DSS-
12Ge
ode
DSS-
12受
振チ
ャン
ネル
数Nu
mber
of ch
anne
ls081
hc 441 hc 08
hc 08 hc 08
-19
2 ch
120 c
h24
0 ch
サン
プル
間隔
Samp
ling r
atecesm 1
cesm 2cesm 4
cesm 4cesm 4
1 mse
c (LM
)0.5
mse
c (MM
)2 m
sec
記録
長Re
cord
leng
thces 483.3
ces 8ces 8
ces 815
.99 se
c (LL
)an
d 3se
c (ML
)15
.99 se
c (LM
)an
d 3 se
c (MM
)3 s
ec
SN90
-A
(石
油公
団,
1991;加
野ほ
か,
2010)
新潟
1(山
口ほ
か,
2009)
測線
名Se
ismic
line n
ame
GS_M
N_CD
P(楮
原ほ
か,
2010
b )
MYRI
ASEI
S-I
SN90
-9(石
油公
団,
1991
; 加野
ほか
, 201
0)新
潟20
09 (楮
原ほ
か,
2010a)
8.6 km
6 k
m