「別府−島原地溝」は、重力の低異常帯であり、全体的に基盤岩の深度が１〜４�qと深く（駒沢・鎌田，１９８５など）、さらにその中にいくつかの重力基盤の局所的凹部が認定できる。今回の調査地域のほぼ中央には「猪牟田カルデラ」（Ｋａｍａｔａ，１９８９）として知られている凹部が存在する。

このような「地溝」の形成について、多田（１９８４・１９８５）は、過去１世紀の測地学的観測データをもとに、別府−島原地溝付近は、南北方向の引張応力場にあるとし、沖縄トラフの延長部と考えた。

一方、同じデータの再解析により、Ｈａｔａｎａｋａ ａｎｄ Ｓｈｉｍａｚａｋｉ（１９８７）は、地溝の北部が全体として右横ずれの動きをしていることを示した。また、楠本ほか（１９９６）は、独自のシミュレーションにより、個々の地溝の形成機構を論じている。これらの結果をもとに、フィリピン海プレートの斜め沈み込みによる中央構造線の右横ずれ運動によって「別府−島原地溝」の形成が論じられている（Ｉｔｏ ａｎｄ Ｔａｋｅｍｕｒａ，１９９３;鎌田，１９９２;佃，１９９２，１９９３など）．