調査地区の地形は、鷺田川支流河床からの比高を基準にして、表４−４−１−２のように区分できる。地形区分図を図４−４−２−２に示す。宅地造成等による改変をかなり受けているが、鳥栖−筑紫野有料道路より西側には、主として丘陵地ないし中位段丘面が分布し、谷底部に低位段丘面及び沖積面が見られる。一方、有料道路より東側には、主として低位段丘面と沖積面が分布している。低位段丘面は概ね３面に細区分されるが、最下位の面（Ｌ３）は必ずしも平坦な面とはなっておらず、性格付けが難しい。鳥栖−筑紫野有料道路にほぼ平行して、北北西−南南東方向の直線的な崖が、明瞭なリニアメントとして認められる。現地踏査で確認されたこの崖の比高は、１〜２ｍである。
２ 地表地質踏査
露頭条件はよくないが、河川改修工事に伴う掘削面で基盤の花崗岩と、その上位に重なり、中位段丘面を構成する須崎層が確認された（地図Ａ）。
３ 電気探査
電気探査は、上古賀地区の鳥栖−筑紫野有料道路入り口付近の東側に広がる畑及び水田で、東に向かって展開した測線（延長１００ｍ、測点間隔１ｍ）で実施した。
調査結果を図４−４−２−３に示す。
比抵抗値は概ね１６０Ω･ｍ程度以下の範囲にある。測線起点から距離４５ｍまでの表層付近には、相対的に高い比抵抗部（１２０〜１６０Ω・ｍ以上、色調：橙〜赤）が層厚１〜２ｍで分布している。一方、距離４５ｍ付近から測線終点までには、厚さ１〜２ｍの相対的に低い比抵抗部（８０〜１００Ω･ｍ以下、色調：緑）が分布している。後述するボーリング結果や現地状況とあわせて検討すると、測線前半の高い比抵抗値は主として畑地の盛土に、測線後半の低い比抵抗値は水田の床土に対応すると考えられる。これらの部分の下位は、粘質土や砂質土より構成される段丘堆積物と、基盤の花崗岩に相当する。断層箇所周辺では水平方向に比抵抗値が変化すると考えると、次の箇所が断層の存在する可能性のある箇所として抽出される。
@ 測点５０ｍ付近：地表付近の比抵抗変化は上記した畑地と水田の境界に位置している。深度４ｍ以深では、周囲より低い比抵抗値の部分（８０〜１００Ω・ｍ）が分布している。しかしながら、後述するボーリングで確認した地盤状況から見ると、この付近には大きな変位を有する断層は確認できておらず、この低比抵抗部は基盤の風化程度の差や、それに伴う含水状態の変化に起因している可能性もあると思われる。
４ 浅層反射法弾性波探査（Ｓ波）結果
浅層反射法弾性波探査（Ｓ波）は、上古賀地区の鳥栖−筑紫野有料道路の下を横断する形で、ほぼ東西方向に測線を配置し実施した。解析結果の時間断面図を図４−４−２−４に、深度断面図を図４−４−２−５に示す。時間断面図では、測線全体で２つ明瞭で連続性のよい反射波が見られる。１つは時間２００〜３００ｍ／ｓに連続する反射波である。この反射波は距離３０ｍ付近、６０ｍ付近、１６０ｍ付近、２００ｍ付近、２２０ｍ付近、２３０ｍ付近、２３５ｍ付近で途切れるが、概ね全域で追跡できる。残りの１つの反射波は、時間３００〜４００ｍ／ｓで２０〜１４０ｍ間に見られる。後述するボーリングの結果から見て、時間２００〜３００ｍ／ｓの反射波は、基盤上面からのものと判断される。
さらに、この判断に基づく２００〜３００ｍ／ｓの反射波の連続性の途切れる、距離３０ｍ付近、６０ｍ付近、１６０ｍ付近、２００ｍ付近、２２０ｍ付近、２３０ｍ付近、２３５ｍ付近には断層が存在する可能性が指摘できる。このうち距離 １６０ｍ付近は航空写真判読による断層崖の位置（距離１５０ｍ）と近接しているが、断層による落差を読み取れる程の変化はない。後述するボーリング結果から見ても、基盤にはほとんど不陸はないようである。
なお、距離２０〜１４０ｍ間の時間 ３００〜４００ｍ／ｓの反射波は基盤岩内での反射波で、風化部と新鮮部の境界の可能性が高いと思われる。
５ ボーリング調査
ボーリング調査結果は柱状図及びコア写真として巻末資料に収めた。この結果をもとに作成した調査地付近の地質断面図を図４−４−２−６に示す。
・地 質 構 成
本地域には、基盤岩である花崗岩類を覆って、新期段丘構成層と沖積面構成層が分布している。層の全層厚は１１ｍ程度である。地質構成を表４−４−２−２に示す。
全体に河川成の砂ないし礫主体の層相からなり、上方細粒化のサイクルが５〜１０回程度認められる。調査地西部では泥炭層を主に３層準に挟んでおり、ポイントバー上面の堆積物と推定される。一方、東部には泥炭層の挟みはほとんど見られず、全層準を通じて砂ないし礫からなる。この結果からみて、河川流路沿いの粗粒な堆積物の堆積中心は、調査地の東部にあったと思われる。
・地 質 構 造
基盤の上面は、調査地全域で標高３３．６〜３３．９ｍとほとんど水平である。これは新期段丘構成層堆積前の浸食面と考えられる。また、第四系中の構造も概ね水平で、一部で層相境界が傾斜していると推定されるが、これは側方への層相変化で説明できる。このように調査地範囲内では、ボーリング調査によっては地形上のリニアメントの位置を挟んでの基盤上限や地層のずれは確認できなかった。また、東端のｂT孔では、基盤中に断層破砕帯が認められたが、基盤上面や第四系には明瞭な変位は認められなかった。
６ １４Ｃ年代測定
１４Ｃ年代測定結果の一覧表を表４−４−２−２にまとめた。また、図４−４−２−６中にもその結果を示した。３層準に見られる泥炭層のうち、上位２層順のものの年代は、それぞれ２，９１０年ＢＰ、４，０８０年ＢＰであり、沖積面構成層相当の完新世の堆積物と判断される。
一方、一番下の層準の泥炭層及びさらに下位の層準の年代は、３０，０００年ＢＰであり※、これらは新期段丘構成層に相当すると判断される。
※ β線計測によるため、スケールオーバーしている可能性もあるが、上位２層準の年代値とは明らかに異なっている。