[S-SS11] 地震活動とその物理

[SSS11-12] 稠密地震観測によって推定された近畿地方中北部の応力場

*田中 俊雄¹、飯尾 能久²、片尾 浩²、澤田 麻沙代²、冨阪 和秀² (1.京都大学大学院理学研究科、2.京都大学防災研究所)

キーワード：近畿中北部、断層、応力場、最大主応力、回転、深さ方向変化

近畿地方の中北部には、有馬—高槻断層帯、三峠・京都西山断層帯、花折断層帯、琵琶湖西岸断層帯などの活断層が分布しており、日本で活断層が集中している有数の地域の一つである。また、有馬—高槻断層帯の北側の北摂・丹波地域では、活発な微小地震活動が長期間継続している。この地震活動は大地震の後の余震活動とは異なっている。また、特定の断層の近傍で発生しているのではなく、広い範囲で発生している。
近畿地方の中北部は近畿三角帯の西縁側の一部に位置し、新潟—神戸歪集中帯の南西端の一翼を担う場所でもあるので、広域のテクトニクスを考察する上でも重要な場所である。この地域に関する応力場の解析は、既に、藤野・片尾(2009)、青木ほか(2012)、飯尾(2021)などによってなされてきており、多大な成果が得られている。本研究では、今まで解析することが困難であった鉛直方向の応力場の変化についても注目し、近畿地方中北部の応力場を、より詳細に明らかにすることを目的とした。
解析領域および研究方法は田中ほか(2022)と同様である。座標原点を大阪府北部の地震 (2018.6.18、Mj6.1) の震央とし、東西各40km、南方に30km、北方に70km (東西：80km、南北：100km) の領域で解析した。応力場の解析は、満点システムと名づけられている稠密観測網(三浦ほか、2010)および周辺の高感度定常観測点から得られた多数のデータを用いて行った。この解析範囲に関して、2008.11.17～2018.3.29に発生した地震の波形からメカニズム解を求め、応力テンソルインバージョンにより、応力場を推定した。応力テンソルインバージョンにおけるグリッドの大きさは、東西、南北各10km、深さ2.5kmとした。深さについては、藤野・片尾(2009)、青木ほか(2012)では約10km、飯尾(2021)では5kmであった。
稠密地震観測による膨大なデータを用いることにより、深さ2.5kmの分解能を持つ詳細な応力場を求めることができた。有馬—高槻断層帯の主部付近および三峠断層帯における地表変位が北方となす角度は、それぞれN80°E、N110°Eである。田中ほか(2022)は、σ₁の方位の最適解はそれぞれN95～110°E、N65～75°Eであることを明らかにした。西南日本の最大主応力(σ₁)の一般的方位である東西方向からは、それぞれ時計回り、反時計回りの方向に回転していて、いずれも横ずれのすべり運動を起こし得るような応力場になっていた。
丹波地域の特徴について、青木ほか(2012)は、“「琵琶湖西岸地域」は逆断層タイプの応力場である。「丹波地域」は主に、σ₂とσ₃が明瞭に区別できない、逆断層とも横ずれ断層ともとれないような結果が得られる領域が卓越している。”としている。本研究の解析結果もほぼ同様の内容であったが、深さ方向の変化を詳しく見ると、地表に近い所は横ずれ断層帯タイプであるのに対して、深くなると、逆断層タイプの応力場に変化する場所もあった。
有馬—高槻断層帯や三峠断層帯よりも東側に位置している、花折断層帯や琵琶湖西岸断層帯の周辺は、上述の応力場とは異なる応力場となっていた。青木ほか(2012)が指摘しているように、琵琶湖西岸断層帯の周辺は逆断層タイプの応力場が卓越する傾向があった。しかし、その西方にかけての変化のしかたは一様ではなく、場所によっては、深さにより断層タイプとσ₁の方位がともに変化していた。
解析領域の全体の中で、応力場が変化している場所がある一方、断層タイプやσ₁の方位が深さにより大きく変化しない場所もあった。これらの結果から、有馬—高槻断層帯、三峠断層帯、微小地震活動が活発な領域、そして、花折断層帯や琵琶湖西岸断層帯の周辺は、それぞれ異なる応力場のもとにあることが示唆された。
解析領域はわずか80×100km²の範囲であるが、領域内部での応力場は、その変化の有無も含めて、極めて多様な形態があることを示している。したがって変化を引き起こす原動力については、一律に決めることは困難だと思われた。それぞれの場所における地質特性や下部・上部地殻の構造なども考慮しながら、今後、変化の原動力に関する研究を深めていく予定である。