２−１−２　下総深層地殻観測井周辺の物理探査

関東地方の基盤岩の広域速度分布は、１９７５年の夢の島発破（嶋・他，１９７６）を始めとして各地で実施されている。多田（１９８２）は、屈折法地震探査と重力データ・深層ボーリングデータを使用して関東平野の基盤構造を推定している。屈折波の解析からは、夢の島と筑波、夢の島と八千代市を結ぶ測線で、基盤のＰ波速度を両者とも５．５ｋｍ／ｓと求めている。これらの測線は今回の調査地域をはさむ位置にあり、参考になるであろう。

　長谷川（１９８８）は、屈折法地震探査から関東平野の大局的な速度構造を求めており、

第１層： １．８〜２．２ｋｍ／ｓ

第２層： ２．６〜３．０ｋｍ／ｓ

第３層： ３．４〜４．２ｋｍ／ｓ

第４層： ４．８〜５．０ｋｍ／ｓ

第５層： ５．６〜６．８ｋｍ／ｓ

が存在するとしている。この論文によると、第３層と第４層は本調査地域には存在せず、第１層が第四紀および新第三紀上部層に、第２層が新第三紀中・下部層に、第５層が先新第三紀基盤岩に相当している。

千葉県では、平成元年度から平成４年度にかけて、県内で人工地震観測（ダイナマイト震源）による屈折法地下構造調査を実施した。この結果の一部は報告書（１９９３）にまとめられている。当調査地域には、平成２年度Ａ測線・平成２年度Ｂ測線の２測線が横切り、下総深層地殻活動観測井（以下「下総観測井」）付近で交わっている。この報告書では、堆積層に対して２種類の速度構造モデルを与え、タイムターム法により基盤の深度を求めている。基盤速度については、走時曲線の解析から５．１〜５．４ｋｍ／ｓ層と５．８〜５．９ｋｍ／ｓ層の２層に分けられるとしながらも、漸移的に変化する速度構造であり最下部の５．８〜５．９ｋｍ／ｓ層が長区間で安定的だとしている。

防災科学技術研究所の下総観測井およびその周辺では、観測井を利用した速度測定・ＶＳＰ調査・反射法地震探査等が行われている。以下、年代順に調査内容をまとめておく。

太田・他（１９７８）は、Ｓ波大砲・ダイナマイトと３成分受振器を用いて、深度２３００ｍまでのＳ波およびＰ波の速度を求めている。この結果によると、Ｐ波・Ｓ波速度とも深度１５００ｍで速度が急変している。１００ｍ〜１５００ｍの範囲でＰ波速度２．０〜２．１ｋｍ／ｓ、Ｓ波速度は０．４８５〜１．１５ｋｍ／ｓと徐々に増大している。１５００ｍ以下では、Ｐ波速度５．０ｋｍ／ｓ、Ｓ波速度２．６０ｋｍ／ｓという値が求まっている。この測定は、１５００ｍ以深の基盤岩の速度については、４〜５点の測定から算出されており、信憑性はあまり高くない。

Ｙａｍａｍｉｚｕ ｅｔｃ．（１９８３） は、再度Ｓ波大砲による速度測定を実施し、基盤岩のＳ波速度を２．５４ｋｍ／ｓと改訂している。このデータに基づきＳ波のＱ値を算出している。

同様な測定は、岩槻観測井（太田・他，１９７７）、府中観測井（山水・他，１９８１）でも行われており、山水・他（１９８１）にまとめられている。これによると、次のような結果となっている。

Ｐ波速度

Ｓ波速度

上総層群

１．８〜２．２ ｋｍ／ｓ

０．４〜０．９ ｋｍ／ｓ

三浦層群

２．８〜３．２ ｋｍ／ｓ

１．１〜１．６ ｋｍ／ｓ

先第三系基盤岩

４．７〜５．０ ｋｍ／ｓ

２．５〜２．６ ｋｍ／ｓ

山水・他（１９９３）は、下総観測井においてＶＳＰ調査を実施し、観測井の東方約０．８ｋｍの位置で、北北東−南南西方向の約３．０ｋｍの反射法地震探査を実施している。以下にその主要パラメータを記す。

〔ＶＳＰ探査〕

震　 源　　：　バイブロサイス　１〜２台

スイープ周波数： ８〜６０ Ｈｚ

スイープ長　　： ２０秒

発 震 点　　：　ゼロオフセット１点、オフセット３点

観 測 深 度 　：２３００ｍ〜１０ｍ（約２０ｍ間隔、１１５レベル）

〔反射法地震探査〕

震　 源　　：　バイブロサイス　１〜２台（一部インパクター）

スイープ周波数： ８〜６０ Ｈｚ

スイープ長　　： ２０秒

発震点間隔 ： 標準５０ ｍ

発震点点数 ： 　５７点

受振点間隔 ： 　２５ ｍ

総受振点数 ： １２５点

取得されたＶＳＰと反射法断面図はよく調和しており、基盤は北から南に向かって深くなっていること、西側の観測井に向かってわずかに浅くなっていることが判明している。

今回のＰ波反射法測線は、この１９９３年の反射法地震探査の測線とほぼ平行に下総観測井の入口を通り、平行する部分での発震は行なっていない。また、今回のＳ波反射法地震探査の測線は１９９３年の測線の一部分とほぼ重なっている。

松岡・他（１９９６）は、下総深層地殻活動観測井周辺および岩槻深層地殻活動観測井周辺の２地点で微動アレー観測を行ない、ＳＰＡＣ法により基盤内部までのＳ波速度構造を求めている。アレー観測の半径は、１００ｍ， ３００ｍ， ６００ｍの４種を用いている。下総観測井では、基盤Ｓ波速度２．５ｋｍ／ｓが妥当としているが、Ｓ波速度を３．２ｋｍ／ｓとした場合の際はわずかである。また、岩槻観測井では、基盤のＳ波速度は２．５ｋｍ／ｓと３．２ｋｍ／ｓの２層構造が妥当としている。

山水・他（１９９９）は、１９９３年のＶＳＰ記録から、Ｐ波・Ｓ波の直接波（初動）を検出し、Ｐ波とＳ波の速度構造を求めた。ＶＳＰの垂直成分および水平成分に回転処理を加えたものを図２−７に示す。ここから読み取ったＰ波・Ｓ波の速度およびＶｐ／Ｖｓ比を図２−８に示す。

この結果によると、新第三系の堆積層の速度は、Ｐ波・Ｓ波とも基盤付近までは徐々に速くなっていく傾向が見られる。基盤岩内部の速度は、若干のばらつきはあるものの、Ｐ波速度５．０〜５．２ｋｍ／ｓ、Ｓ波速度２．８〜３．３ｋｍ／ｓの範囲に収まっている。基盤内のＳ波の平均速度としては３．０ｋｍ／ｓ程度と見られる。

下総観測井では速度検層データも取得されており、その速度も５．０〜５．２ｋｍ／ｓであり、ＶＳＰの解析結果と良く一致しているため、信頼性は高いと考えられる。