この一帯には、火砕流台地とその前面の平野部でリニアメントが認められ、台地では阿蘇火砕流堆積面に北東落ちの崖が形成されている。特に下高塚では、阿蘇火砕流堆積面が標高差１０ｍ程度の面の変位を生じているとも判読されるため、ここでは縮尺１／２，５００精度での地形・地質踏査を、さらにボーリング調査を進めた。

昭和２３年の米軍の空中写真では、火砕流堆積物の崖は連続しているものの、その延長の水田のあぜのひずみや段差については侵食地形との区別が困難であった。ここではリニアメントの延長方向に２条の断層を想定し、地質踏査を進めた。

リニアメント沿いの地質は、図３−３−１に示すように、基盤の花崗岩類が沢沿いに一部露頭し、その上位を良く締まった礫層が被覆している。礫層は花崗岩、砂岩、チャートなどの円礫〜亜円礫が多く、こぶし大の礫も混じる。露頭では層厚は２〜３ｍ程度である。この上位をＡｓｏ−３火砕流及びＡｓｏ−３／４間堆積物の赤褐色の凝灰質固結シルト層が、厚さ２ｍ程度被覆している。本層はリニアメントを境して南側で確認できるが、北側では確認されない。本層の上面からは滲み出し湧水が認められ、湿地が多く存在する。

Ａｓｏ−４火砕流堆積物は、Ａｓｏ−３あるいはＡｓｏ−３／４間堆積物を被覆しており軽石砂礫からなる。崖面の一部は良く固結しているところもあるが、大半はハンマーでたたくと容易に崩せる。これらは固結度の弱い砂礫であるが、節理も多く認められ、その走向はＮ７０°〜８０°Ｅ、傾斜は７０〜８０°Ｗ方向に卓越している。この方向はリニアメントの走向Ｎ５０°〜６０°Ｅ方向とはやや斜交している。

断層は、Ａｓｏ−４火砕流堆積物においては上述の節理との区別が困難であったが、Ａｓｏ−３火砕流堆積物を被覆している崖面において断層露頭が確認された。断層の写真及びスケッチを図３−３−２に示すが、露頭北縁（スケッチ左端）において、Ａｓｏ−３火砕流堆積物とＡｓｏ−４火砕流堆積物が断層により接している。この断層は、露頭で確認する限りＮ７０°Ｅ、５０°Ｎ方向の断層面をもつ落差３ｍ以上の正断層であると考えられる。また、Ａｓｏ−３火砕流堆積物の上面には開口亀裂があり、ここを上位のＡｓｏ−４火砕流堆積物が充填している。両層の境界には、Ａｓｏ−４火砕流堆積時の焼けによるものと考えられる数ｍｍ厚の酸化帯が存在している。断層面には断層粘土は認められなかったものの、この酸化帯が断層面及び亀裂面にのみ存在しないことは、これらが少なくともＡｓｏ−４堆積以後の運動に起因したものであることを示していると考えられる。この断層は、当地区で判読されたリニアメントよりややずれているものの、リニアメント沿いに少なくともＡｓｏ−４火砕流堆積物を切る断層が存在するものと判断できた。

このように、地形・地質調査から当地区のリニアメントは断層に起因するものと判断し、その通過部を挟んでボーリング調査を進めた。

ボーリング調査は、沖積層の分布が想定される谷の出口で実施し、２地区を選定した。各地区におけるボーリング地点を図３−３−３に示す。

当地区で最も大きい谷（Ａ地区）で行ったボーリング結果を図３−３−４に示す。Ａ地区では基盤の花崗岩が深度数ｍ〜１８ｍに分布し、当初予想した規模のずれはなかったものの、リニアメント通過地点で最大１０ｍ程度のずれを予想することは可能な結果を得た。ただし、トレンチ開削により確認できる地層は、火砕流の二次堆積物の砂礫が主体で、時代を特定する地層が少ない地点であった。

Ｂ地区は、Ａ地区の東側の小谷の出口であり、ここではリニアメント延長部の水田土手を挟んで４本のボーリングを実施した。その結果を図３−３−５に示す。図に示すように、当地区ではリニアメントを挟んで、山側と海側では明らかにＡｓｏ−３、あるいはＡｓｏ−３／４間堆積物の分布標高に５ｍ程度のずれが生じている。また、深度４〜５ｍ付近までは有機質土が数枚存在し、植物片も多く混じることから、当地区では年代分析による時代特定が容易であると期待される。

断層の確認のためのトレンチへの移行は、上記の地質分布、地権者、土地利用等を勘案し、Ｂ地区で進めることとした。

トレンチ調査の結果については、３．６節に示している。

図３−３−１ 高塚地区地質平面図（リニアメント含む）

図３−３−２ Ａｓｏ−４火砕流を切る断層

図３−３−３ 高塚地区地質平面図（Ｓｃ＝１／１，０００）

図３−３−４ 高塚Ａ地区地質断面図

図３−３−５ 高塚Ｂ地区地質断面図