調査地付近について、昭和２０年代の米軍撮影の航空写真を用いて実施した地形調査の結果を図４−４−１−２の地形区分図に示した。この地区は人工的な改変※が著しいため、現在の地層で面区分や断層変位地形の認定を行うことは不可能である。
よって、地形図についても米軍撮影の写真から作成された地形図を用いた。調査地付近の地形区分と現河川からの比高を表４−４−１−１にまとめた。中位段丘面は、主として大佐野交差点付近より南側では、県道３１号線の西側に分布しており、その間の旧河道沿いに低位段丘面ないし沖積面※※が分布している。大佐野交差点付近から南西方向の御笠川支流沿いには低位段丘面と沖積面が分布しており、北東部へ連続している。大佐野中学校付近では、県道の西南側は、基盤の花崗岩からなる丘陵地となっている。断層変位地形としては、大佐野交差点より南側の低位段丘面を変位させている南北方向に近い低断層崖らしきリニアメントが認められる。崖の比高は、最大でも１〜２ｍ程度と読み取れる。複数のリニアメントが平行しており、東側のリニアメントではその西側の面が周辺の地形傾斜と逆に西側へ向かって傾斜しており、活撓曲の可能性がある。以下で述べる電気探査、ボーリング調査、トレンチ調査はこの活撓曲（？）の南方延長部で実施した。
なお、文献Eでは、このリニアメントは「大利断層」の延長部とされているが、今回実施した地形判読結果ではむしろ西側の警固断層「本体」（文献Eの春日断層）の延長部と見てもよいと思われる。
※農地造成及びそれに伴う遺跡発掘と埋め戻し。
※※前述のように、面の時代は確定していないが、現河床レベルに最も近い面として記述しておく。
２ 表層地質調査
調査地付近についても他地域と同様に地表踏査によって表層地質の情報を得ようと努力したが、露頭条件が悪いため、ごく一部の情報が得られたにとどまった。この結果は、地形調査結果とあわせて図４−４−１−２に示した。得られた情報を以下にまとめる。
・基盤岩中の断層（図４−４−１−２の地点、写真４−２−１０）
太宰府西中学校北側の東西に延びる道路沿いには、丘陵地を構成する花崗岩がほぼ ｍにわたって露出している。花崗岩中には、警固断層と同様の北西−南東走向の割れ目が発達しているが、特にＡ地点には走向Ｎ３０〜４０Ｗ傾斜８０〜９０Ｎに複数の断層が見られる。これらの断層は、厚さ１p以下の粘土を伴っており、段丘面上には北方へ０゜〜４５゜傾斜した条線が見られる。
・阿蘇−４火砕流堆積物（図４−４−１−２のＢ地点、写真４−２−１１）
県道太宰府−牛頸線の大佐野交差点南西方３００ｍの道路法面に、中期段丘堆積物（須崎層相当）を覆う、阿蘇−４火砕流堆積物の露頭が見られる。
３ 比抵抗電気探査結果
電気探査は、大佐野地区裏の谷北から北東方向へ、県道３１号線に向かって展開した測線（延長１５０ｍ、測点間隔１ｍ）で実施した。調査結果を図４−４−１−４に示す。比抵抗値は概ね２００Ω･ｍ以下で、距離５０〜１５０ｍまでの表層部には、厚さ１〜３ｍで相対的に高い比抵抗値１４０〜２００Ω・ｍ以上（色調：黄〜赤）が見られる。これは、後述するボーリングやトレンチの結果をあわせて検討すると、造成時の盛土（マサ土主体）、遺跡発掘後の埋め戻し土（礫混り砂〜シルト）に相当すると判断される。その下位には、第四系及び基盤の花崗岩が分布する。断層箇所周辺は水平方向に地質が変化し、これに伴って比抵抗値も変化すると想定すると、比抵抗分布からは断層が存在する可能性のある箇所として、次の４地点が抽出される。
@ ２７ｍ付近
：起点側の比抵抗値１４０Ω･ｍ以上（色調：緑〜橙）の部分と、終点側の比抵抗値１００Ω･ｍ以下（色調：青）の部分の境界。
A 測点４３〜４５ｍ付近
：起点側の比抵抗値値が１００Ω･ｍ以下（色調：青）の部分と、終点側の比抵抗値１４０Ω･以上（色調：緑〜橙）の部分の境界。
B 測点６５〜７０ｍ付近
：起点側は、深度２〜８ｍ間が比抵抗値１００Ω･ｍ以下（色調：青）、深度８ｍ以深が比抵抗値１００Ω･ｍ以上（色調：緑）と、不明瞭ながらも成層構造的である。
一方、終点側は全体に比抵抗値１００Ω･ｍ以下（色調：青）である。
C 測点１２５〜１３５ｍ付近
：周辺と比較して、比抵抗値が８０Ω･ｍ以下（色調：紺）と低い。
@、Aは、その付近を全体としてみると、調査地南西側の相対的に高い比抵抗分布の中での局所的な低い比抵抗分布と見られる。ボーリングで確認した基盤の状況から見て、風化程度の含水状態等の変化を反映していると考えられる。
Cについても同様に推定されるが、さらに変化規模の大きい所である。
Bでは、トレンチで活断層が確認された箇所に近接しており、比抵抗値の変化は断層による地層分布のずれに起因している可能性がある。なお、距離３５ｍ付近にも後述のように、基盤中に断層破砕帯が見られる。
@、Aの比抵抗値の変化もこの断層の存在によるものである可能性が高い。
４ ボーリング調査結果
ボーリング調査は、電気探査測線沿いに実施した。実施地点の測点ｍと掘削深度を表４−４−１−２に示す。
ボーリング調査結果は、柱状図・コア写真として巻末資料中に収めた。また、この結果をもとに作成した本地区の地質断面図を図４−４−１−５に示す。
ボーリング調査結果を以下にまとめる。
・地 質 構 成
ボーリング観察結果と、後述のトレンチ観察結果をあわせて作成した調査地の地質構成を表４−４−１−３に示す。調査地の構成地層のうち、表層部に分布する盛土及び埋め戻し土は、それぞれごく最近の土地造成及び遺跡発掘後の復旧によって、人為的にもたらされたものである。その下位の第０層と第１層は、沖積堆積層（ただし、０層の一部は人工土の可能性がある）、第２層から第４層までが新期段丘構成層にあたる。基盤をなしている花崗岩類は、今回ボーリングコアで確認された深度までは、程度の差はあるものの風化を受けており、一部はマサ化している。
・地 質 構 造
基盤の花崗岩の上限面は、ボーリングｂVとｂRの間を除き、南西から北東方向へきわめて緩く（１〜２゜以下）傾斜している。これは、この付近の原地形面（低位段丘面）の傾斜の方向にほぼ一致しており、新期段丘堆積層堆積前の浸食面と考えられる。一方、地形面解析で認められた東側のリニアメントの延長部あたる、ボーリングｂVとｂRの２孔の間では、基盤の上限面に約１．４ｍの比高差があり、南西側が高くなっている。基盤上限面の性格から見ると、この差を局所的な浸食によるものとすることは困難で、南西上がりの断層運動によって形成されたものと判断される。
なお、西側リニアメントの延長部にあたるボーリングｂP，ｂQ孔付近では、基盤の花崗岩中に断層破砕帯が確認されたが、付近の基盤上限面には不陸は認められなかったため、活断層ではないと判断した。
基盤を覆う第四系の構造も概ね水平ないし北東方向へ緩く傾斜していると推定されるが、ボーリング孔間での側方への層相変化が著しく、一部は指交関係と考えられる。このため、ボーリングデータに基づいて描いた地質断面図上では分布範囲構造の確実な表現はできていない。
５ トレンチ調査結果
トレンチ調査は、電気探査測線の測線６７ｍから８２．５ｍにかけて、トレンチの延長方向を測線とと同方向にして実施した。トレンチの形状を図４−４−１−６−１、図４−４−１−６−２に示す。スケッチは北面と南面について、主に第０層以下の地層を対象にして実施した。
トレンチの調査結果を以下にまとめる。図４−４−１−７、図４−４−１−８及び付図４−１、付図４−２にトレンチ掘削面のスケッチ図を、図４−４−１−９にトレンチ横断方向の地質断面図を示した。
・地 質 構 成
トレンチで観察された地質構成は、前述の表４−４−１−３に示した。トレンチ内での各層の特徴は次の通りである。
基盤岩：花崗岩からなる。かなり風化を受けて、長石や有色鉱物は変化しており、全体に上盤側の風化が著しく、一部はマサ化している。
第４層：基盤岩を直接に覆う地層である。下部（４Ｂ）は、細−中礫混り粗粒砂〜礫からなる。北西に比べて南面の方が粒径が粗い。北面の一部には、北東側に傾斜した斜交葉理が見られる。北面では、上方へ細粒化して、上部（４Ａ）と指交関係にある。上部（４Ａ）は細粒砂〜シルト〜粘土からなり、一部は泥炭質である。
第３層：泥炭質である。北面にのみ見られた。断層近傍の凹地を埋めて堆積しており、断層下盤側で局所的に厚くなっている（最大層厚約３０p）。４Ａ層との境界は、掘削面@では砂粒が配列しており、若干の堆積間隙があると推定されたが、北側へ追加折り込みをした結果から見ると、両層は漸移している。また、１４Ｃ年代（後述）も３０，０００年ＢＰとほぼ同じである。
第２層：下部（２Ｂ）は粗粒砂からなり、第３層と同様に断層近傍に見られる。断層下部側で局所的に厚くなっている（最大層厚約２０p）。上部（２Ａ）は粘土を主体とし、炭質物の密集した層を挟む。最上部には粗粒砂〜細礫の粒子を含み、全体的に砂質である。２Ａ下部の（下限より１０〜１５p上方）にはＡＴ火山灰と思われる火山灰を含んでいる（後述）。
第１層：礫混り粘土〜粗粒砂〜細礫からなる。北面の北東端から東面、南面にかけて分布する。北面では２Ａ層を削り込んで、その上に累重しており、南面では４Ａ層までを削り込んでいる。土器片を多く含む。斜交葉理が発達しており、葉理の最大傾斜方向は北東から南西まで変化する。当初、掘削面では砂質部のみ認められたが、南側へ追加掘削を行ったところ、厚さ３０p程度の礫混り粘土層の挟みが見られた。
・地 質 構 造
基盤上面の構造、第四系の大局的な構造については、ボーリング調査結果で述べた。局所的には削り込みや指交関係が各所に見られ、各層の層厚、層相は側方に変化しており、境界面（層理面）は完全に水平にはなっていない。トレンチ中央からやや東寄りの位置に、西側の基盤岩（花崗岩）上面を東側に対して約７０p上方へ変位させている断層が見られる。走向Ｎ１９Ｗ、傾斜４０〜５０゜Ｗの逆断層である。幅２〜１０pの黄灰色の軟質な断層粘土を伴っており、上盤側の花崗岩は、幅２０〜３０pの範囲で土砂状〜角礫状に破砕されている。この断層は、第四系も変位させており、北面の観察では４Ｂ層は断層部でＺ字の形状に折れ曲がっている。また、断層面沿いに砂粒が配列している。
第３層も同様に変形しており、特に下底面は断層面に沿って明瞭にずれている。２Ｂ層の変形は当初の掘削面では、撓曲状と観察されたが、北側へ追い込み掘削を行ってみると、層理面に明瞭なずれが観察された。２Ａ層については明瞭な層相境界のずれは殆ど見られず、撓曲的な変形を示している。撓曲の最大傾斜は３５゜程度である。２Ａ最上部の礫混り粘土層下限は下に凸の形状を示しており、元々フォアセットとしての勾配を持つ可能性も否定できないが、２Ａ層下限の形状と相似形であり、断層運動による変形と見る方が妥当と判断した。南面の観察では、１層は断層運動による変形を受けていない。
なお、断層面には不明瞭ではあるが条線が見られ、その傾斜は北へ水平、下向き方向に０〜４５゜程度であった。
６ 考古遺物分析結果
本トレンチ調査地点は、谷筋の自然流路を利用した五世紀代の貯水場跡に設定されたものである。遺物は１層から出土しており、土師器（高杯・かめ・丸底杯）や弥生土器（壺）などがある。小片が多いが摩滅は少なく、比較的近接地の遺跡からの流入と考えられる。遺物出土位置及び遺物スケッチ図を図４−４−１−１０に示す。各遺物の写真は巻末資料に付した。各遺物の検定結果及び地層の年代についての所見は次の通りである（鑑定：松村委員）。
１は高杯の杯部で、脚部は欠損する。杯部は直線的にのびた後、やや外反気味となる。外面は粗いハケ目を施す。外面脚部寄りに煤が付着する。
２〜５はかめの口縁部で「く」の字に外反した後、口唇部は軽く外につまみ出されている。
６・７は丸底杯の口縁部である。６は薄手で、体部はハケ目の調整を行う。７は肉厚で、内面及び外面口縁直下は横位の、また退部外面は縦位のハケ目を施す。
８・９は壺の頸部で、いずれも一条の凸帯をめぐらす。８は外面に丹塗りの痕跡を残しており、器形からみて弥生時代中期ころの所産と考えられる。
１０は鉢、あるいは杯などの脚部で、低く、かつ大きく外反する。
１層から出土した土器のほとんどは土師器で、それらは５世紀前半代に比定できるもので、わずかに弥生土器も認められる。しかし、両者は混在して出土したもので、層位的に区別できない。したがって、１層は５世紀前半代の遺物包含層として捉えて問題ない。
７ 火山灰分析結果
ボーリングコア試料、トレンチ壁面から採取した１５試料について、火山ガラスの含有率を測定した。結果を図４−４−１−１１に示す。さらに、この結果で火山ガラスが比較的多く検出された２試料について、鉱物組成及び火山ガラスの屈折率を測定した。結果を表４−４−１−４に示す。これらの検出ピークの位置は、図４−４−１−５、図４−４−１−７に示した。分析データシートは巻末資料に収めた。ボーリングｂP孔の０（Ｃ）層の試料は、火山ガラス含有率５．５％で、ＡＴ火山灰とｋ−Ａｈ火山灰※の両方を起源とする火山灰ガラスを含んでおり、ｋ−Ａｈの堆積物と判断されるが、人為的に両方が混じった地層である可能性もある。
トレンチの２Ａ層下部の試料は、火山ガラス含有率２％でやや小さいが、ガラスの形態や色調等はＡＴ火山灰に類似しており、２Ａ層下部の１４Ｃ年代が２３，０００〜２５，０００年ＢＰであることからみて、ＡＴ火山灰の降灰層準とみてよいと思われる。
※ ＡＴ火山灰 ：南九州姶良カルデラから２４，０００〜２５，０００年ＢＰに噴出した火山灰。透明なバブル型ガラスが特徴的。
Ｋ−Ａｈ火山灰：南九州の鬼界カルデラから６，３００年ＢＰに噴出した火山灰。透明〜淡褐色のバブル型ガラスが特徴的。
８ １４Ｃ年代測定結果
ボーリングコア試料、トレンチ壁面から採取した１３試料について１４Ｃ年代を測定した。結果は表４−４−１−５にまとめ、図４−４−１−１２−１、図４−４−１−１２−２に示した。
測定データシートは巻末資料に収めた。これらのデータのうち、遺跡発掘時の掘削面に近い試料（ＯＴ３−４、ＯＴ２Ａ−４）の年代は、いずれも同層準の地租運の年代より若くなっている。付近に乾天クラックが見られること等からみて、後生的な汚染を受けている可能性が高いと思われる。よって、この２つの年代については、参考的に扱うにとどめる。また、２Ａ層上部について、掘削面Cで採取した試料で年代測定を行ったところ、図４−４−１−１２−２のような結果が得られた。この結果を２Ａ層最下限（泥炭濃集層下限）からの高さで標示して図４−４−１−１３に示す。ここに示したように、２Ａ層上部の年代は上方に向かって有意に若くなっており、下限からの高さ３０〜３５p付近の層準の年代は、この掘削面では約１６，０００年ＢＰである。一方、掘削面@では、この付近の層準の年代として１３，０００年ＢＰ（試料ＯＴ２Ａ−３）という値が得られているが、この部分は遺跡発掘時の掘削面に近いことから見て、前述の２試料と同様に後生的な汚染により年代が若くなっていると思われる。
なお、２Ａ層は年代を測定した層準よりさらに上方にも堆積しているが、上記のような表層部の汚染の可能性を考慮すると、さらに上位の祖準の年代測定を行ってもあまり意味がないと判断した。
以上の考古遺物鑑定、火山灰分析、１４Ｃ年代測定の結果をもとに、各地層の年代をまとめると、表４−４−１−６のようになる。