浅層反射法弾性波探査は、地表で人工的に弾性波（地震波）を発生させ、地下の地層境界で反射して戻ってくる反射波を地表でとらえることにより、地下の地質構造を調べる探査方法であり、地表での探査で地下の地質構造の視覚的なイメージを得ることができる。
本調査においては、青森湾西断層の解明及び平成８・９年度の調査結果及び空中写真判読から考えられる入内断層の延長の有無の解明を目的とし、青森市後潟地内及び瀬戸子地内の２測線で実施した。
（２） 探査の概要
浅層反射法弾性波探査の測定においては、最小オフセット（起振点間）距離を１０ｍとしたインライン・エンドオン・オフセット展開と呼ばれる展開法を基本とした。この展開法は、一定間隔に配置した受振器配列の一端から、配列の延長上に一定の距離だけオフセット（震源と受振器との間隔）をとった位置に震源を配置するものである。測定は、このような起振点受振点の位置関係を保ちながら、測線全長にわたって実施した。ただし測線終端の約５００ｍ区間では、受振器固定展開とした。すなわち、受振器の展開の終端が測線終端に達したならば、受振器を移動せず、起振点のみ移動して測定を行った。
本探査においては、起振装置としてバイブレータ震源を用いた。バイブレータ震源は、油圧力の制御により連続的な振動を発生させエネルギーを分割して地中に放出する震源である。記録収録後に、この分割したエネルギーを凝縮する（相互相関処理）ことにより大きなエネルギーで発震したものに相当する地震波記録を得ることができ、地下深度千ｍ程度までの探査が可能である。受振器としては固有周波数１０Ｈｚで１２個の地震計がつながっている１２連ジオフォンストリングスを用い、データ収録装置としてはＯＹＯ Ｇｅｏｓｐａｃｅ社製のデジタルデータ収録システム ＤＡＳ−１ を用いた。ＤＡＳ−１は、シグマデルタ方式と呼ばれるＡ／Ｄ変換器を搭載することにより、２４ビットという大きなダイナミックレンジを有する地震探査装置である。本探査の測定に使用した機器の一覧を表１−２−２に示し、浅層反射法弾性波探査の測定概念図を図１−２−１に示す。
（３） 測定方法
以下に、浅層反射法弾性波探査の具体的な測定手順について述べる。なお、報告書資料編に、現場作業状況の写真を添付する。
@測線測量
実施計画図を基に起点を決定し､５ｍ間隔で道路沿いに受振点位置をペイントまたは木杭でマーキングした。報告書添付資料に測量結果を示す。
A受振器及びＣＤＰケーブルの設置
図１−２−２に示すように、測量で設定した５ｍ間隔の各受振点に受振器（ジオフォン）を設置する。受振器は受振点毎に１２個の地震計がついた１２連／ストリングを使用した。このように１測定点で多数の受振器を用いる測定は、ノイズである表面波の低減、空間的エリアシングの防止、地震計設置点の局所的な影響の平均化等を目的としている。各受振点を中心として測線方向に１ｍ間隔で展開し、地面に直接埋設するか受振器スタンドを用いる方法で設置した。
１２個の受振器で得られた信号は１つのアナログ信号として収録される。設置した受振器は、専用ケーブル（ＣＤＰケーブル）を用いてデータ収録器に接続される。また、起振時刻を知らせるために、振源からトリガーケーブルをデータ収録器に接続する。
B測定作業
測定は標準１０ｍ間隔で起振を行い、１起振点に対して９６受振点の記録を収録した。起振点は、ランダムに振動するノイズ成分を弱め、反射波の信号が相対的に強調しＳ／Ｎ比が向上する特徴のある、４回〜１０回の起振を加算するスタッキング（垂直重合）測定で行った。加算後の起振波形は自動的に観測装置のハードディスクに収録される。起振が終了すると観測本部では、震源波形とデータとの相互相関演算を実施し、モニター記録で常に品質管理を行った上で、良好な記録を観測装置のハードディスクに収録した。１起振点の測定が終了すると、バイブレータは標準１０ｍ移動し、前の発震点と同様に９６受振点の記録を収録する。
これらの操作は、各発震点毎に繰り返しながら測定を実施する。なお、測定中に使用しなくなった受振器、ＣＤＰケーブルは順次撤収し、次の測定位置に設置していく。
（４） 解析方法
観測時に得られた記録には、通過する車両や構造物の中の大きな機械より発する振動等のノイズ、電磁波によるノイズ、また屈折波や表面波といった発震に伴うノイズ（コヒーレントノイズ）等さまざまなノイズが含まれている。反射法の解析処理の主な目的は、これらのノイズを多く含んだデータから必要な反射波だけを抽出することにある。
現場でハードディスクに収録した各発震毎のデジタル記録は、ワークステーション（ＳＵＮ Ｕｌｔｒａ）に転送し、反射法探査解析システムＰｒｏＭＡＸ（Ｌａｎｄ Ｍａｒｋ社製）を用いて処理を行った。図１−２−３に解析処理のフローチャートを示す。
以下に主要な処理の概要を述べる。
@ジオメトリ編集
各観測波形データと、それが得られた震源位置、受振点位置などを関連づけるための処理である。
Aバンドパスフィルター（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）
周波数フィルターの一種。観測された記録には、表面波のような反射波以外の波やバックグラウンドノイズが含まれている。これらのいわゆるノイズと反射波の周波数帯域の違いに着目して、反射波の信号と異なる周波数を持つノイズを減少させる処理である。
B振幅補正（Ａｕｔｏｍｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）
観測された記録は、屈折波や表面波の振幅が大きく、反射波の振幅はこれらの波に比べて小さいのが普通である。このような振幅の小さい反射波を、初動付近の波の振幅と同程度の大きさになるように強制的に増幅する処理をＡＧＣと呼ぶ。
Cデコンボリューションフィルター（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）
観測された反射波形は、地層の音響インピーダンス変化にともなう反射係数列と地下を伝わる波の基本波形のコンボリューションであると考えられる。したがって、基本波形の逆特性を持つフィルタを設計し、これに観測波形を入力すると、地下の反射係数列を得ることができる。このような処理をデコンボリューションフィルターと呼ぶ。この処理により、多重反射波が除去され（弱められ）、反射波はインパルスに近い（周波数が高く独立している）波に変換される。
D静補正
測線が起伏に富んでいたり、弾性波速度が非常に小さい表層の層厚変化があった場合、仮に地下深部の反射面が水平であっても、反射波の到達時間にばらつきが生じる。このような地表付近の不均質に起因する時間のずれを補正する処理が静補正である。静補正にはいくつかの方法があるが、ここでは、屈折波の初動走時を読み取り、この走時より各発震点・受振点におけるＤｅｌａｙ Ｔｉｍｅを求め、このＤｅｌａｙ Ｔｉｍｅ（表層部の伝播時間）で補正を施す処理（Ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｉｃｓ）を用いた。
EＣＤＰソーティング（ＣＤＰ Ｓｏｒｔｉｎｇ）
観測に際しては、１回の発震で９６受振点の波形記録が得られ、１発震点毎の記録として収録される。以下の処理を行うためには、すべての記録がＣＤＰギャザーごとに並んでいる方が扱い易いため、発震点毎の記録をＣＤＰギャザーごとに並び変える作業を行う。この並び変えを、ＣＤＰソーティングと呼ぶ。
＜ＣＤＰギャザー＞
図１−２−４（ａ）に示したような発震点受振点配置の観測データを並べ替え、図１−２−４（ｂ）に示すように反射点が共通な記録、すなわち発震点と受振点の中点が同じ位置となる記録を集める。このような記録群をＣＤＰギャザーと呼ぶ。最終的には微弱な反射波を強調させる目的でこの記録群内の記録を加算する。このような手法は、ＣＤＰ重合法（ＣＤＰスタック）と呼ばれ、反射法探査の標準的な解析法として用いられている。
F速度解析
速度解析はＣＤＰスタックを実行する際に必要な速度を知るために、ＣＤＰギャザー内の反射走時Ｔｉ（Ｘ）が、オフセット距離Ｘ（発震点と受振点の距離）、２−ｗａｙ ｔｉｍｅＴ（Ｘ＝０での反射面までの往復走時）、ＣＤＰギャザー内での反射位相のみかけの平均速度Ｖｓｔｋによって次式のように表されることを利用し、ＶｓｔｋとＴを決定する作業である。
式１−２−２参照
GＮＭＯ補正、ミュート、ＣＤＰスタック
図１−２−５にＮＭＯ補正からＣＤＰスタック処理までの過程を示す。ＣＤＰスタックの目的は、ＣＤＰギャザー内の記録を加算（重合）し、ＣＤＰ位置における地下情報を表す１個の波形記録を作成することである。ＣＤＰスタックに先立ち、ＣＤＰギャザー内の各オフセット距離の波形記録をオフセットがゼロの場合の記録に変換する必要がある。この処理をＮＭ０（Ｎｏｒｍａｌ Ｍｏｖｅｏｕｔ）補正と呼ぶ（図１−２−５（ａ））。次にＮＭＯ補正によって波形が大きく歪んだ部分や初動付近の屈折波等の不要な部分を消去する。この処理をミュートという。最後にＣＤＰスタックを行い各オフセット距離の波形記録を重合する（図１−２−５（ｂ））。ＣＤＰスタックを行うことによって、速度Ｖｓｔｋを持つ反射位相だけを重ね合わせ強調し、多重反射波や表面波などのＶｓｔｋと異なる速度を持つ波の振幅を相対的に抑制する。重合後は、１本の波形記録が各々ＣＤＰ点の記録として断面表示される（時間断面）。
H残差静補正
静補正では補正できなかった発震点や受振点近傍地表条件の違いによる反射波の走時のばらつきを補正する処理である。ここで用いたＭａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒａｕｔｏｓｔａｔｉｃｓは、ＮＭＯ補正後のＣＤＰギャザーにおいて、あらかじめ指定したウインドウ内でのスタック結果のパワーが最も大きくなるような補正値を、各受振点及び発振点別に求め、これをすべてのＣＤＰに対して行い、測線全体を通して最もスタック結果のパワーが大きくなる各受振点、発振点の補正量を自動反復計算によって求めるものである。
Iマイグレーション
ＣＤＰスタックにより得られる時間断面は、反射面が傾斜していたり、凹凸があった場合には見かけの構造しか示さない。このような時間断面を真の構造に近い断面に変換する処理をマイグレーションと呼ぶ。ここでは、周波数―空間領域で真の傾斜へ変換するＦ−Ｋマイグレーションを用いた。
J深度変換
ここまで述べたような処理を行って得られる時間断面の縦軸は時間を表しており、縦軸を深度で表す深度断面を得るためには、速度解析で求めた速度値あるいは、ＶＳＰ探査やボーリング資料から推定された速度値を用いて、時間を深度に変換する必要がある。この処理を深度変換という。
K地質解釈
浅層反射法探査の解析結果は、地下の弾性波伝播特性の分布を示すもので、必ずしも地質分布を示すものではない。地質構造を明らかにするために、反射解析結果に見られる主な反射面の分布と地質構造を対応づけ地質解釈を行う。
解釈にあたっては、地形・地質踏査やボーリングなど、調査地で実施した各種調査結果を利用し総合的に解釈を行う必要がある。