伊那谷断層帯の評価

・平成１４年９月１１日　本文中の誤りを訂正しました。（赤字）
・平成１７年１月１２日　計算に誤りがあったため地震後経過率・地震発生確率・集積確率を修正しました。（橙字）

伊那谷断層帯は、木曽山脈とその東側の伊那盆地の境界に位置する活断層帯である。ここでは、平成７年度に地質調査所（現：産業技術総合研究所）によって行われた調査をはじめ、これまで行われた調査研究成果に基づいて、この断層帯の諸特性を次のように評価した。

１　断層帯の位置及び形態

伊那谷断層帯は、長野県上伊那郡辰野町（たつのまち）から下伊那郡平谷村（ひらやむら）にかけて、概ね北北東−南南西方向に延びている。全体として長さは約７８ｋｍで、相対的に山側に位置する境界断層と、盆地側に位置する前縁断層の大きく二つの断層から構成されている。境界断層は、駒ヶ根市から飯田市を経て下伊那郡平谷村に至る長さ約４９ｋｍの断層である。前縁断層は、上伊那郡辰野町から飯田市に至る長さ約５７ｋｍの断層である。これらは、いずれも西側が東側に対して相対的に隆起する逆断層で、両者は一部で近接して並走している（図１、２及び表１）。

２　断層帯の過去の活動

境界断層の平均的な上下方向のずれの速度は、０．５−１．３ｍ／千年程度で、過去約１万年間に２回活動した可能性がある。最新の活動時期は、約６千５百年前以後、約３百年前以前にあったと推定される。本断層の平均的な活動間隔は３千−１万２千年程度であった可能性がある。

前縁断層の平均的な上下方向のずれの速度は、０．２−１．０ｍ／千年程度であった可能性があり、最新の活動時期は、約２万８千年前以後、約７千５百年前以前にあったと推定される。本断層の平均的な活動間隔は４千−２万年程度であった可能性がある（表１）。

なお、境界断層と前縁断層は、最新の活動時期が異なるため、それぞれが独立して活動したと考えられるが、これらは一部で近接して並走し、ともに低角度の逆断層であることから、過去の活動の中には、全体が一つの断層帯として活動した場合も含まれている可能性がある。

３　断層帯の将来の活動

境界断層が単独で活動すると、マグニチュード７．７程度の地震が発生すると推定される。前縁断層が単独で活動する場合は、マグニチュード７．８程度の地震が発生すると推定される。いずれの場合も、断層の近傍の地表面には撓（たわ）みや段差が生じ、西側が東側に対して相対的に４ｍ程度高まる可能性がある。

境界断層と前縁断層が一つの断層帯として同時に活動すると、マグニチュード８．０程度の地震が発生すると推定される。この場合、断層の近傍の地表面には撓（たわ）みや段差が生じ、全体として西側が東側に対して相対的に６ｍ程度高まる可能性がある（表１）。

境界断層と前縁断層の最新活動後の経過率及び将来このような地震が発生する長期確率はそれぞれ表２に示すとおりである。また、境界断層と前縁断層が同時に活動する場合の長期確率は、それぞれが単独で活動する場合の長期確率を超えることはないと考えられる。

本評価で得られた地震発生の長期確率にはいずれも幅があるが、その最大値をとると、境界断層及び前縁断層ともに、今後３０年の間に地震が発生する可能性が、我が国の活断層の中では高いグループに属することになる（注１、２）。

４．今後に向けて

伊那谷断層帯について、より一層信頼度の高い評価を得るためには、最新の活動時期、平均活動間隔、活動区間をさらに精度良く明らかにする必要がある。また、木曽山脈の西側に位置する木曽山脈西縁断層帯の活動との関連性について検討する必要がある。

表１　伊那谷断層帯の特性

表２　伊那谷断層帯の将来の地震発生確率等

（説明）

１　伊那谷断層帯に関するこれまでの主な調査研究

伊那谷断層帯に関する主な調査研究として以下のものがある。

松島（１９６８）は、伊那谷断層帯のうち飯田市付近に位置する断層群について記載し、これらの断層の活動時期は第四紀後期更新世以後であることを指摘した。また、松島（１９８１）は、同じ地域の断層群の第四紀後期における平均変位速度を求め、これらの活動度がＡ級に達すること、及び断層活動が３−４万年前から活発になり、とくに２万年前前後の活動が顕著であることを指摘した。

活断層研究会（１９８０，１９９１）は、この断層帯が木曽山脈と伊那盆地との境界に沿って延びる活断層であり、上下成分とともに横ずれ成分を伴う断層であるとして記載した。

Ｉｋｅｄａ ａｎｄ Ｙｏｎｅｋｕｒａ（１９８６）及び阿部・池田（１９８７）は、この断層帯の北部において、変位地形の解析から実変位速度を求め、上下成分よりも水平短縮成分が卓越していることを指摘した。

松島（１９９５）は、この断層帯の位置・形状、地形面の年代、変位量、平均変位速度などについて詳しい記載を行い、断層の発達史を取りまとめた。　

その後、奥村ほか（１９９６）は、トレンチ調査と反射法弾性波探査を行い、断層の活動時期や地下浅部における断層面の形状を示した。また、池田ほか（２００２）は、この断層帯を構成する断層の位置とその活動性等を断層図に示した。

２　伊那谷断層帯の評価結果

２−１　断層帯の位置・形態

（１）伊那谷断層帯を構成する断層

伊那谷断層帯は、木曽山脈とその東側の伊那盆地との境界付近に位置し、長野県上伊那郡辰野町（たつのまち）から駒ヶ根市、飯田市を経て下伊那郡平谷村（ひらやむら）まで、概ね北北東−南南西方向に延びる断層帯である（図２；活断層研究会，１９９１；松島，１９９５；池田ほか，２００２）。

ここでは、断層の位置は松島（１９９５）に示された断層のうち、地形を変位させている活断層とされているものを示した。また、断層の名称は活断層研究会（１９９１）によった。

本断層帯は、大きく境界断層と前縁断層の二つの断層から構成されている。これらは、駒ヶ根市から飯田市にかけての区間で、１−３ｋｍ程度の隔たりをもって近接し、並走していることから、松田（１９９０）の基準にしたがえば、一つの起震断層を構成しているとみなすことができる。なお、池田（１９８８）は、木曽山脈の山麓直下を走り、木曽山脈の古期岩類と伊那谷の堆積層を境する断層を境界断層と呼び、これより東の盆地側に位置する断層を前縁断層と呼んでいる。本評価では、この地域の活断層について、第四紀後期においても活動的であった断層の分布形状に着目して全体を２つに分け、そのうち相対的に山側に位置する断層を境界断層、盆地側に位置する断層を前縁断層と便宜的に呼ぶことにした。

境界断層は、木曽山脈山麓断層群と三州街道断層からなり、木曽山脈と伊那盆地の境界に沿って、概ね北北東−南南西方向に連なっている。木曽山脈山麓断層群は、駒ヶ根市から飯田市まで、概ね北北西−南南東方向に延びている。その南側に位置する三州街道断層は、飯田市から下伊那郡平谷村まで、北東−南西方向に直線状に延びている。

前縁断層は、伊那断層、小黒川断層、田切断層群、及び川路・竜丘（かわじ・たつおか）断層（北端部）からなる。北端の伊那断層は、辰野町から伊那市にかけて北北東−南南西方向に延び、その東側を同じ方向に延びる小黒川断層と並走する。伊那断層の南端部は北西−南東方向に屈曲し、小黒川断層と会合する。その南の田切断層群は、伊那市から飯田市にかけて北北東−南南西方向に延びるが、上述のように、駒ヶ根市以南では境界断層（木曽山脈山麓断層群）と近接して並走している。田切断層群の南側に位置する川路・竜丘断層は、その南部で段丘礫層とされる礫層に花崗岩が衝上する断層露頭の報告（有井，１９５９）があるが、この礫層の年代は示されておらず、また活断層であることの地形学的根拠も具体的に示されていない。したがって、ここでは変位地形が確実に認められる断層北端部の３ｋｍ程度の区間を活断層と判断し、前縁断層に含めることにした。

（２）断層面の位置・形状

地下における断層面の位置及び形状は、地表における断層帯の位置及び形状と地下の地質構造等から推定した。

断層面の長さ及び一般走向は、境界断層、前縁断層、及び断層帯全体のそれぞれについて、その北端と南端を直線で結んで計測すると、境界断層では長さは約４９ｋｍ、一般走向はＮ３０°Ｅ、前縁断層では長さは約５７ｋｍ、一般走向はＮ１０°Ｅとなり、断層帯全体では長さは約７８ｋｍ、一般走向はＮ２０°Ｅとなる。

断層面上端の深さは、断層による変位が地表に達していることや、断層露頭が認められることから０ｋｍとした。

境界断層のうち、木曽山脈山麓断層群では、いくつかの露頭において、西傾斜約６０°の断層面が観察されている（活断層研究会，１９９１；松島，１９９５）。前縁断層では、伊那断層で実施された反射法弾性波探査結果から、断層面の傾斜は深さ２００−３００ｍ以浅では西傾斜約３０−４０°とされている（図３；奥村ほか，１９９６）。しかし、この断層の地表付近の傾斜は、変動地形の解析に基づく水平短縮量の検討から、数度以下の極低角度であるとする考えもある（阿部・池田，１９８７ ；池田ほか，２００２）。また、田切断層群で実施された反射法弾性波探査結果から、断層面は深さ１５０ｍ以浅では西傾斜約２０°と考えられるが、さらに深部ではより低角度になるとされている（図４；奥村ほか，１９９６）。なお、田切断層群の露頭では、西傾斜３０−４０°の断層面が観察されている。これらのことから、前縁断層の断層面の傾斜は、反射法弾性波探査結果に基づくと、深さ１５０−３００ｍ以浅では西傾斜２０−４０°と考えられる。　

断層面の深部形状については十分な資料がない。ただし、重力探査結果や変動地形の解析結果から、境界断層及び前縁断層ともに、その傾斜角は地下深部では極低角度になるとする考えがある（池田，１９８８；池田ほか，１９８７；池田ほか，２００２）。地震発生層の下限の深さは、地震観測結果から約１５−２０ｋｍと推定される。前縁断層の断層面の幅は、断層面の傾斜を２０−４０°とすると２３−５８ｋｍと計算されることから、２５−６０ｋｍ程度とした。

（３）断層の変位の向き（ずれの向き）（注８）

伊那谷断層帯は、変位地形（活断層研究会，１９９１；松島，１９９５；池田ほか，２００２）、及び反射法弾性波探査やトレンチ調査の結果（奥村ほか，１９９６）から見て、西側が東側に乗り上げる逆断層と考えられる。

２−２　断層帯の過去の活動

（１）平均変位速度（平均的なずれの速度）（注８）

伊那谷断層帯のうち、境界断層の平均上下変位速度は、第四紀更新世後期の地形面の変位量と、火山灰の対比によって推定した地形面の形成年代から求められている（阿部・池田，１９８７；活断層研究会，１９９１；松島，１９９５）。これらの平均上下変位速度のうち、代表的な値として、木曽山脈山麓断層群の北部で０．５−０．６ｍ／千年、同断層群の南部で０．８−１．３ｍ／千年の値が得られている。また、三州街道断層の中央部付近において、約１．５万年前に形成された可能性のある段丘面が上下に２０ｍ変位している（活断層研究会，１９９１）ことから、ここでの平均上下変位速度は１．３ｍ／千年の可能性がある。

前縁断層では、伊那断層で０．１−０．５ｍ／千年、小黒川断層で０．１−０．５ｍ／千年の値が得られている。これらの断層は並走しているため、この付近における平均上下変位速度は、両者を加え合わせた０．２−１．０ｍ／千年と考えられる。田切断層群の中・北部では０．５−０．８ｍ／千年、同断層群の南部では０．３ｍ／千年の値が得られている（阿部・池田，１９８７；活断層研究会、１９９１；松島，１９９５）。

以上のことから、境界断層の平均上下変位速度は、０．５−１．３ｍ／千年程度、また、前縁断層のそれは、０．２−１．０ｍ／千年程度の可能性があると判断した。

なお、河川や尾根の屈曲から右ずれ成分を伴うとする考え（活断層研究会，１９９１；松島，１９９５）があるが、それらの屈曲は必ずしも系統的とは言えない。また、伊那谷断層帯の北部では、伊那断層、横山断層、与地断層及び小黒川断層において、見かけ上横ずれ変位を示す地形が認められ、これらの断層の変位は上下成分よりも水平短縮成分がはるかに大きいとする考えもある（阿部・池田，１９８７）。

（２）活動時期

ａ）地形・地質的に認められた過去の活動

境界断層では、木曽山脈山麓断層群の上伊那郡飯島町北村において、また、前縁断層では、小黒川断層の伊那市山寺と田切断層の上伊那郡中川村横前の２地点においてトレンチ調査が実施されている（奥村ほか，１９９６）。

北村地点では、与田切川の扇状地性の段丘面を変位させる比高約８０ｍの断層崖基部においてトレンチ調査が行われ（図５；奥村ほか，１９９６）、約３万５千年前の段丘堆積物（下位より砂礫層、砂・シルト層）と、約１万年前以後の埋没土壌、斜面堆積物及び黒色土壌を切る断層が認められた。トレンチ壁面の西側（山地側）に分布するＦ１断層は、約１万２千年前の埋没土壌と斜面堆積物の一部とを切っているが、上位の約１万年前の黒色土壌には変位が及んでいない。またＦ１断層より東側（盆地側）に位置するＦ２及びＦ３断層のうち、少なくとも後者は約６千５百年前の黒色土壌を切っている。

これらのことから、北村地点では、断層の最新活動時期は約６千５百年前以後と推定され、一つ前の活動時期は約１万２千年前以後、約１万年前以前であった可能性がある。

山寺地点では、扇状地性の段丘面を変位させる比高約１０ｍの撓曲崖基部においてトレンチ調査が行われ（図６；奥村ほか，１９９６）、段丘堆積物である砂礫層を覆う、約６万−７万年前に降下したとされる御岳−辰野軽石層（町田・新井，１９９２）を切る断層が認められた。この断層は、約１万−２万５千年前の河谷堆積物に不整合で覆われている。しかし、河谷堆積物とその上位の約１万年前の砂礫層、及び表土も、撓曲崖と調和的に西側が高く東側が低い分布を示すことから、河谷堆積物の堆積以後に撓曲変形がなかったとは断定できない。したがって、本トレンチの調査結果から最新活動時期を特定することは困難であると判断した。

横前地点では、扇状地性の段丘面を変位させる比高約２０ｍの断層崖基部においてトレンチ調査が行なわれた（図７；奥村ほか，１９９６）。ここでは、約６万年前の砂礫層から約２万８千年前に降下した火山灰の二次堆積物を含む砂礫層までが撓曲により変形している。また、約７千５百年前に降下した火山灰を挟む表土には変形が見られないことから、約２万８千年前以後、約７千５百年前以前に断層活動があったと推定され、これが最新活動時期を示していると推定されるが、それ以前の活動時期の詳細については資料が得られていない。　

これらの３地点における断層活動の時空間分布を図８に示す。

以上のことから、境界断層における最新活動時期は約６千５百年前以後と推定され、一つ前の活動時期は約１万２千年前以後、約１万年前以前であった可能性がある。前縁断層における最新活動時期は約２万８千年前以後、約７千５百年前以前であったと推定されるが、それ以前の活動時期の詳細については資料が得られていない。また、前縁断層では山寺地点の調査結果から約２万５千年前以前に断層活動があったと考えられるが、これについても活動時期の詳細については資料が得られていない。

なお、松島（１９９５）は、遺跡との関係から、比較的新しい沖積面にも断層変位が認められることを報告している。すなわち、木曽山脈山麓断層群の南部の飯田市柏原付近では、沖積面が２．５ｍ上下に変位しており、沖積面上には約２千５百年前の縄文時代の遺跡があるとしている。また、前縁断層の南部の飯田市座光寺付近では、沖積面が２−３ｍ上下に変位しており、撓曲崖では縄文時代早期の遺物が、また撓曲崖下を埋める土石流堆積物の上面では縄文時代後期の遺物が出土したとしている。しかし、いずれの地点においても、断層活動と遺跡との時代関係は明確にされていない。

ｂ）先史時代・歴史時代の活動

１７１８年の信濃・三河の地震（Ｍ７．０）では、飯田において寺の門が倒れたとの記録がある（宇佐美，１９９６）。この地震では、伊那谷断層帯の南東方の遠山川の流域で山崩れがあり、川がせき止められたことが知られている。宇佐美（１９９６）は、この地震の震央を伊那谷断層帯の南東方としているが、伊那谷断層帯の活動との関係は明らかでない。なお、少なくともこの地震より後に、伊那谷断層帯付近で大きな被害地震は起こっていないことから、最近約３００年間はこの断層帯は活動していないと考えられる。

（３）１回の変位量（ずれの量）（注８）

北村地点のトレンチ調査結果、約６千５百年前以後の最新活動に伴う上下変位量はおよそ１ｍであった。しかし、このトレンチが断層崖の基部に掘削されたことから、境界断層での１回の変位量はこれよりも有意に大きいと考えられる。

境界断層の長さは約４９ｋｍであることから、次の松田（１９７５）の経験式に基づくと、１回の変位量は約３．９ｍ（上下成分）となる。

Ｌｏｇ Ｌ ＝ ０．６ Ｍ − ２．９　　（１）

Ｌｏｇ Ｄ ＝ ０．６ Ｍ − ４．０　　（２）

ただし、Ｌは１回の地震で活動する断層の長さ（ｋｍ）、Ｄは断層の変位量（ｍ）、Ｍは地震のマグニチュード。

前縁断層では、長さが約５７ｋｍであることから、同様に松田（１９７５）の経験式に基づくと、１回の変位量は約４．５ｍ（上下成分）となる。

以上のことから、境界断層、前縁断層の活動１回の上下変位量は、いずれも４ｍ程度であった可能性があると判断した。

なお、伊那谷断層帯の北部では、変位量の上下成分よりも水平短縮成分がはるかに大きいとする考えがある（阿部・池田，１９８７）。


（４）活動間隔（注９）

伊那谷断層帯のうち、境界断層では、最新活動時期が約６千５百年前以後であり、その一つ前の活動時期が約１万２千年前以後、約１万年前以前であった可能性がある。これら二つの活動時期から、活動間隔は３５００−１２０００年と求められる。境界断層について、１回の変位量（上下成分４ｍ程度）と平均変位速度（上下成分０．５−１．３ｍ／千年程度）から活動間隔を求めると３０００−８０００年となる。したがって、境界断層の平均活動間隔は３千−１万２千年程度であった可能性があると判断した。

前縁断層では、最新活動時期しか得られていないため、１回の変位量（上下成分４ｍ程度）と平均変位速度（上下成分０．２−１．０ｍ／千年程度）から活動間隔を求めると４０００−２００００年となる。このことから、前縁断層の平均活動間隔は４千−２万年程度であった可能性があると判断した。

（５）活動区間

伊那谷断層帯を構成する境界断層及び前縁断層は、最新活動時期が異なるため、それぞれが独立して活動したと考えられるが、これらは一部で近接して並走し、ともに低角度の逆断層であることから、過去の活動の中には、全体が一つの断層帯として活動した場合も含まれている可能性がある。

（６）測地観測結果

伊那谷断層帯の周辺では、最近約１００年間及び約１０ 年間は概ね北西−南東方向の縮みが観測されている。最近約３年間のＧＰＳ観測結果からは、概ね東西方向の縮みが観測されている。

（７）地震観測結果

伊那谷断層帯の周辺の地震活動は全体的にやや低調である。なお、地震発生層の下限の深さは約１５−２０ｋｍと推定される。

２−３　断層帯の将来の活動

（１）活動区間と活動時の地震の規模

伊那谷断層帯では、境界断層（長さ４９ｋｍ）が単独で活動すると、上記の経験式（１）により発生する地震の規模はマグニチュード７．７となる。これに基づくと、この断層から発生する地震の規模はマグニチュード７．７程度と推定される。前縁断層（長さ５７ｋｍ）が単独で活動する場合は、経験式（１）により地震の規模はマグニチュード７．８となり、これに基づくと、この断層から発生する地震の規模はマグニチュード７．８程度と推定される。１回の変位量については、このように計算されたマグニチュードを用いて、上記の経験式（２）に基づけば、境界断層、前縁断層いずれも４ｍ程度となる可能性がある。

境界断層と前縁断層が一つの断層帯として同時に活動すると、断層の長さが７８ｋｍであることから、経験式（１）を適用すれば、地震の規模はマグニチュード８．０と計算される。また、このマグニチュードを用いて、経験式（２）を適用すれば、１回の変位量は約６．２ｍ（上下成分）と計算される。したがって、全体が一つの断層帯として同時に活動した場合は、発生する地震の規模はマグニチュード８．０程度と推定され、１回の変位量は全体として６ｍ程度となる可能性がある。

（２）地震発生の可能性

伊那谷断層帯では、境界断層が単独で活動する場合、平均活動間隔を３千年−１万２千年、最新の活動時期を約６千５百年前以後、約３百年前以前とすると、最新活動後、評価時点（２００２年）までの経過時間は約３百−６千５百年で、平均活動間隔の０．０３−２．２倍の時間が経過していることになる。また、地震調査研究推進本部地震調委員会（２００１）に示された手法（ＢＰＴ分布モデル、α＝０．２４）によると、今後３０年以内、５０年以内、１００年以内、３００年以内の地震発生確率は、それぞれほぼ０％−７％、ほぼ０％−１０％、ほぼ０％−２０％、ほぼ０％−５０％となる。また、現在までの集積確率は、ほぼ０％−９０％より大となる。

一方、前縁断層が単独で活動する場合は、平均活動間隔を４千年−２万年、最新の活動時期を約２万８千年前以後、約７千５百年前以前とすると、最新活動後、評価時点（２００２年）までの経過時間は約２万８千年−７千５百年で、平均活動間隔の０．４−２倍より大きい時間が経過していることになる。また、上記と同様の手法によって求めた今後３０年以内、５０年以内、１００年以内、３００年以内の地震発生確率は、それぞれほぼ０％−６％、ほぼ０％−１０％、ほぼ０％−２０％、０．００２％−５０％となり、現在までの集積確率は、０．００２％−９０％より大となる（表３）。

なお、境界断層と前縁断層が同時に活動する場合の地震発生確率は、それぞれが単独で活動する場合の確率を超えることはないと考えられる。

本評価で得られた将来の地震発生確率は、信頼度の低い平均活動間隔を用いた計算であることに十分留意する必要があるが、その最大値をとると、境界断層及び前縁断層ともに、今後３０年の間に地震を発生させる可能性が、我が国の活断層の中では高いグループに属することになる。表３に、これらの確率値の参考指標（地震調査研究推進本部地震調査委員会長期評価部会，１９９９）を示す。

２−４　今後に向けて

伊那谷断層帯を構成する境界断層、前縁断層のいずれにおいても、過去の活動について十分なデータが得られていない。本断層帯に関して、より一層信頼度の高い評価を得るためには、これらの断層における最新の活動時期、平均活動間隔、活動区間についてさらに精度良く明らかにする必要がある。また、木曽山脈の西側に位置する木曽山脈西縁断層帯は、伊那谷断層帯とともにその活動が木曽山脈の隆起に関与してきたとされることから、この断層帯の活動との関連性について検討する必要がある。

文　献

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表３　伊那谷断層帯の将来の地震発生確率及び参考指標

• 図１−１　伊那谷断層帯の概略位置図
• 図１−２　伊那谷断層帯と木曽山脈西縁断層帯の位置関係概略図
• 図２　伊那谷断層帯の活断層位置と主な調査地点
• 図３　小沢川測線における反射法弾性波探査による解釈断面図
• 図４　七久保測線における反射法弾性波探査による解釈断面図
• 図５　北村地点のトレンチ壁面スケッチ
• 図６　山寺地点のトレンチ北側壁面と西側壁面の一部
• 図７　横前地点のトレンチ北側壁面と西側壁面の一部
• 図８　伊那谷断層帯の活動の時空間分布