ブーゲー異常図(駒澤編,1985)
既存深部ボーリング位置
既存反射法地震探査測線
活断層位置(活断層研究会,1991)
等を重ねて表示したものである。
ボーリング位置は基盤到達坑井(赤丸・青丸・薄青丸)と基盤未到達坑井の別、数値は基盤到達坑井では基盤深度、未到達坑井では堀り留め深度を示す。
基盤到達坑井では基盤岩の区分の違いが報告されており、以下のように色分けした。
赤 丸:領家帯
青 丸:三波川帯
薄青丸:秩父帯
なお、図中の東京湾北縁断層は、昨年度の千葉県「東京湾北縁断層に関する調査」(1998)では確認されなかった。
千葉県の地形・地質の概略および調査地域周辺での各種物理探査資料については昨年度の報告書にまとめてあるので、ここでは概要のみにとどめる。参考文献のリストは、本文末に付した。
今回の調査地域は、ほぼ下総台地上に位置する。
調査地はこれまでの調査から、層厚1000〜2000mの新生代の堆積層に被われ、その下位に中・古生代の基盤岩(先新第三系の基盤岩ともいう)が分布している。国立防災科学技術研究所の深層地殻活動観測井「下総観測井」(鈴木・他,1983)および「江東観測井」(鈴木,1996)・「船橋FR−18」(福田・他,1974)・「船橋地盤沈下観測井」(楡井,1972)は、この基盤岩まで掘り抜いており、その位置と基盤深度は、図1−1に示されている。
基盤岩深度の一般的傾向は、ブーゲー異常図(駒澤編,1985)で把握することができる(図1−1参照)。駒澤(1987)、駒澤・他(1988)は、この重力データをもとに関東地方の基盤深度を推定している。
鈴木(1998)は、反射法地震探査・ボーリングデータをもとに先新第三系基盤の深度構造を推定している。これによれば、関東平野の基盤構造は、重力データから求められたものよりやや深い深度が得られている。基盤岩までの深度は房総半島中央部で4000mを越える。
調査地域の基盤深度は、船橋市北部で約2000mであり北東方向に徐々に浅くなっていき、我孫子市の利根川付近で約1000mである。
基盤岩中のP波速度は、2.1.2で詳述するが、5.1〜5.9km/s程度の値が求まっており、これは手法によって異なる。
基盤岩の上位には、新第三紀中新世のグリーンタフ変動を反映する三浦層群が分布する。楡井・他(1972)によれば、船橋地盤沈下観測井において三浦層群の深度は、2149〜1920mであるとしている。鈴木(1996)によれば、三浦層群は江東の観測井から船橋の方向に向かって急速に薄くなる傾向が示されている。船橋から下総の観測井にかけては、深度が浅くなるものの三浦層群の層厚はほとんど変化していない。三浦層群のP波速度は、大略2.7km〜3.3km/sである。
三浦層群の上位には、これを不整合に覆う(黒滝の不整合と呼ばれる)とされる、上部鮮新統から中部更新統の上総層群が分布している。上総層群は、深海〜半深海堆積物であり、千葉県西部と東部で異なる単層名が用いられている。このうち長浜層の基底はその下位の市宿層を削剥し、長浜不整合と呼ばれることがある。楡井・他(1977)は、千葉市周辺のボーリング資料により、千葉市付近で約450mの深度にある不整合面を長浜不整合と対比し、これを東京湾不整合と呼んだ。
上総層群の上位に、中期更新統の浅海性堆積物堆積物が覆い、下総層群または成田層群と呼ばれる。下総層群の最上部は、いわゆる下末吉ローム層または常総粘土層である。
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。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。
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。この結果は、昨年度の報告書に述べた。
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。