石山達(dá)也 杉戶信彥 越后智雄 佐藤比呂志

1）日本東京大學(xué)地震研究所

2）日本名古屋大學(xué)地震火山防災(zāi)研究中心

3）日本區(qū)域地價環(huán)境研究所

4）日本東京大學(xué)地震研究所

對2011年4月11日福島縣浜通地震時產(chǎn)生的地表地震斷層進(jìn)行的挖掘調(diào)查（速報）

石山達(dá)也1）杉戶信彥2）越后智雄3）佐藤比呂志4）

1）日本東京大學(xué)地震研究所

2）日本名古屋大學(xué)地震火山防災(zāi)研究中心

3）日本區(qū)域地價環(huán)境研究所

4）日本東京大學(xué)地震研究所

引言

2011年3月11日發(fā)生的東北地方太平洋近海地震（M 9.0）[11]一個月后，4月11日17時16分左右，在福島縣浜通深約5 km處發(fā)生了M 7.0地震[12]。伴隨這次地震，沿鹽平斷層出現(xiàn)了連續(xù)長達(dá)11 km的地表地震斷層（正斷層）[13－15]。該地震是東北地方太平洋近海地震后，沿活斷層發(fā)生的最大的內(nèi)陸地震，暗示著與在海溝發(fā)生的特大地震有關(guān)系。我們以調(diào)查鹽平斷層過去的活動歷史為目的，在7月29日～8月25日實施了深槽挖掘調(diào)查。這里簡要介紹一下該調(diào)查的結(jié)果。

深槽挖掘調(diào)查

深槽挖掘調(diào)查是在福島縣巖木市的田人町黑田一倉和鹽平兩個地方實施的（圖1略）。其中，地表地震斷層在鹽平地區(qū)出現(xiàn)了3條分支，我們從最西側(cè)阿武隈山地東麓的緩斜面上，使細(xì)長延伸的沖積地面發(fā)生位移形成山崖地形的位置進(jìn)行追蹤，在與斷層走向正交的方向挖掘了一條深2 m的探槽。在鹽平深槽的壁面上，我們發(fā)現(xiàn)了被推斷為新三系或古三系的固結(jié)的沙礫層（Ⅲ層），以及不整合覆蓋其上的河成堆積物，使這些地層被切斷和發(fā)生移位的高角正斷層，在地表地震斷層的正下方出現(xiàn)（圖2）。覆蓋Ⅲ層的河成堆積物被分成Ⅰ層和Ⅱ?qū)樱@些都有不整合關(guān)系，Ⅰ層是直接構(gòu)成地表面（谷底面）的地層。由于Ⅲ層包含大量的花崗巖巨礫，這與被限定于御斎所變質(zhì)巖分布區(qū)的現(xiàn)在水系不同，所以可認(rèn)為，它們是從阿武隈花崗巖分布區(qū)流下的水系流動搬運的產(chǎn)物。與此相反，Ⅰ和Ⅱ?qū)觿t是以源于御斎所變質(zhì)巖的沙礫為主體，是由與現(xiàn)在大體相同的水系搬運的產(chǎn)物。另外，埋土中包含著塑性片，是非常新的東西。

圖2 鹽平海溝南面的解剖圖。粗線表示斷層及龜裂

斷層使Ⅲ層及Ⅰ層下部的砂礫層北側(cè)隆起，發(fā)生錯位，斷層的走向和傾向在北面為N31°W，82°S；南面為N39°W，90°W。根據(jù)因受到斷層剪切而變形的草根我們推斷，斷層的滑動伴有若干左旋走滑的成分。從地表地震斷層判斷，這種斷層走滑的位移情況是整合的。該斷層使由砂質(zhì)淤泥及耕作土成分構(gòu)成的Ⅰ層上部形態(tài)復(fù)雜，既有向彎曲崖基底部延伸的逆斷層，也有向彎曲崖面頂部小崖地形延伸的龜裂、正斷層構(gòu)造。它們呈復(fù)雜分支的雁行狀，可以追蹤到地表。Ⅰ層垂直方向的落差與根據(jù)這次地表地震斷層估計的垂直落差（約0.7 m）大體相等，說明Ⅰ層只經(jīng)歷了伴隨這次地震的斷層運動。與此相反，被Ⅰ層不整合覆蓋著的Ⅱ?qū)拥姆植几叨?，其斷層北?cè)比南側(cè)高出1.5 m左右，這大約是伴隨這次地震的垂直位移量的2倍。這些事實表明，Ⅱ?qū)釉谶@次地震之前，至少受到過1次斷層位移。Ⅰ層的厚度在斷層的下盤一側(cè)變薄，表明Ⅱ?qū)釉诘乇砻嫘纬傻牡匦纹鸱?，一部分被侵蝕而被Ⅰ層堆積填埋。由于Ⅱ?qū)酉喈?dāng)一部分被侵蝕，在斷層附近的分布間斷，所以還缺少有關(guān)斷層位移與其上覆地層呈切合關(guān)系的古地震事件的直接證據(jù)。但上述這種地層分布和構(gòu)造，被認(rèn)為是這次地震以前的斷層運動和古地震活動的結(jié)果。還有，從深槽東壁面的Ⅱ?qū)荧@得的炭化木片的年代值是Cal BP 41 920～41 370年，可以認(rèn)為，大約4萬年以來，至少發(fā)生過包括這次地震在內(nèi)的兩次地震事件。今后，我們計劃針對一倉深槽也增加同樣的研究，而且同時在兩探槽使用年代測定樣品，進(jìn)行放射性碳同位素年代測定，確認(rèn)探槽出現(xiàn)的堆積物的層序，努力探明鹽平斷層過去的活動時期。

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A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2012.11.002