(1) 課題番号：0118

(2) 実施機関名：東京大学地震研究所

(3) 課題名：台湾における衝突型プレート境界大地震発生メカニズムの研究

(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその中での平成13年度までの成果

(4-1) 「地震予知のための新たな観測研究計画の推進について」（以下、建議）の項目：

㈽．１．(２) 準備過程における地殻活動

(4-2) 関連する「建議」の項目 (建議のカタカナの項目まで)：㈽．１．(２)イ、ウ、エ（４）ア、４．(４)(国際協力の推進)

(4-3) 「5ヵ年計画全体としてのこの研究課題の概要と到達目標」に対する到達した成果：

平成12年度から14年度に実施する3ヵ年計画の初年度。12年度に制御震源構造探査、地震観測、GPS観測を実施。13年度は、データの解析と補足データの取得、14年度は成果のまとめを行う。衝突型プレート境界は、日本では伊豆、北海道日高などで類似の構造があるが、台湾ではそれらの構造が著しく、容易に観察できる。また、衝突型境界では、プレート沈み込み帯（海溝）での地震テクトニクスと類似の現象が陸上で観察できる点で、こうした研究を国外で行うことは、わが国の海溝型地震の発生機構解明に貢献できる。平成11年度、12年度に北海道日高で行われている「島弧地殻の変形過程の合同観測研究」との比較研究を実施する。国際協力の推進に寄与できる。

(5)　 平成13年度成果の概要

(5-1) 「平成12年度全体計画骨子の補足説明　３．具体的な課題提案の背景」のどの項目を実施するのか：

(2)　プレート境界におけるカップリングの時空間変化

(3)　内陸活断層周辺における不均質な応力・歪場の成因

1999年台湾地震は、陸上部に出現した、衝突型プレート境界地震であるので、（２）、（３）の研究に関連した新しい項目として実施する。

また、

(1)　広域応力場の形成メカニズム　

(1)-3. 変形特性

(1)-3-1. 地殻・最上部マントルの変形特性

の項目とも深く関連している。本計画は、現在の「地震予知のための新たな観測研究計画」ではカバーできない新らしい課題であるので、科研費を申請して実施する。

(5-2) 「平成12年度項目別実施計画」のどの項目を実施するのか：

2.「準備過程における地殻活動」研究計画

(3) 断層周辺の微細構造と地殻流体の挙動の解明

(5-3) 平成13年度に実施された研究の概要：

・平成1３年度は、１２年度に実施した地質調査を整理した。地震断層は一部区間を除いて，変動地形的に認定される活断層と高い精度で一致していた。車籠埔断層は彰化断層とともに東傾斜の衝上断層系をなしており，過去10万年間の累積した変形では，地震断層（車籠埔断層）の西側に伏在する彰化断層に伴う変形が大きい。

・平成11年度に実施した余震観測観測データの解析を進め、本震震源断層の形態、本震時の滑り分布との関係を解明した。20,000個以上の地震が観測され，約7,000個の地震に対して，地殼内の速度構造の不均質を考慮して、連係震源決定法、Double-difference震源決定法により震源再決定を行った。余震は，東に約30度で傾く複数の面上に分布し，深さ約15kmでは水平に広がり，更に、本震直下約30km付近でも西傾斜の面上に分布している。これらの震源分布は，1999年集集地震がユーラシアプレートの付加体下部で発生したことを示している。また、余震は、本震の震源断層面以外の広範な領域で発生し、それらは、複数の面上に分布していることが明らかになった。

・平成11、12年度に実施したGPS観測のデータを整理した。

・地震波速度構造とその不均質性を解明するために、制御震源地震探査を、平成13年3月に台湾地震の震源域で実施した。１３年度に、このデータを解析した。この探査では、16kmの測線の両端で45−50kgの火薬の発破を行い、オフラインレコーダ240chで記録し、低重合の反射法処理をおこなった（図３）。

・余震観測：平成11年度に実施した余震観測観測調査地域を含む台湾東西横断測線（約150km）で、平成13年3月から5月にかけて、60台のオフライン地震地震計を約1ヶ月設置し、連続地震観測を2度（計2ヶ月）実施した。

(5-4) 「平成13年度の到達目標」に対する成果の概要：

・地形調査・余震観測のデータ解析によって、本震の発生が、ユーラシアプレートとフィリピン海プレートの衝突域にできた滑り面（デコルマ面）とそこから立ち上がるランプ面の形状に支配されていたことが分かった（図１、２）。

・制御震源探査によって、地殻深部からの複数の反射波が観測された。これらは、車籠埔断層の深部延長、その他の活断層の深部延長、ユーラシアプレートとその上面の付加体との境界（デコルマ）に対応している（図３）。

・余震分布と反射法地震探査の結果を比較すると、震源断層の深部延長、その他の断層の深部延長、デコルマ面等の地殻内の既存の弱面に分布していることが明らかになった。同時に、これまで知られていない断層やユーラシアプレート内にも分布していることから、これらは、地殻内の弱面の存在を示唆する（図４）。

・台湾を横断する大規模アレーによって、数百の近地、遠地地震が記録された。それらの記録には、台湾の地殻構造を推定するのに有効な屈折波、反射波が明瞭に認められた（図５）。今後の解析により、地殻構造の詳細が明らかになると思われる。

・台湾の研究者との共同研究の推進に寄与できた。

(5-5) 共同研究の有無：科学研究費補助金の研究組織は、国内7名（地震研、東大大学院理学研究科、東北大大学院理学研究科）台湾7名

(5-6) 平成13年度の成果に関連の深いもので、平成13年度に公表された成果:

（論文）

震源断層-活断層システムのイメージングの意義と現状、佐藤比呂志・伊藤谷生・池田安隆・平田直・今泉俊文・井川猛、地学雑誌、110 (6), 838-848,2001

（国際学会での発表）

Hirata, N., H. Sato, S. Sakai, E. Kurashimo, B-S. Huang, K.C. Chen, C-Y. Wang, H-Y. Yen, Aftershock distribution of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, Earthquake and its tectonic implication, IAGA - IASPEI 2001、JOINT SCIENTIFIC ASSEMBLY, HANOI, VIETNAM 19-31 AUGUST, 2001.

Hirata,N, H. Sato, S. Sakai, E. Kurashimo, B-S. Huang , K.C. Chen, C-Y. Wang, H-Y. Yen, Aftershock distribution of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake and crustal structure in the source region, iSEAT1: International Symposium on Earthquake and Active Tectonics, Taipei, Taiwan, September 25-27, 2001.

Satoru Nagai, Naoshi Hirata, Shin'ichi Sakai, B.S. Huang , Distribution and structural details of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake, iSEAT1: International Symposium on Earthquake and Active Tectonics, Taipei, Taiwan, September 25-27, 2001.

Naoshi Hirata, Aftershock distribution of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake and the crustal structure in the source region, ICDP Workshop on Drilling the Chelungpu Fault, Taiwan: Investigating the Physics of Faulting for a Recent Large Earthquake, Taipei, Taiwan, September 27-30, 2001
Naoshi Hirata, Hiroshi Sato, Shin'ichi Sakai, Eiji Kurashimo, Bor-Shouh Huang, K.C. Chen, Chien-Ying Wang, Horng-Yuan Yen , Aftershock Distribution of the 1999 Chi-chi, Taiwan, Earthquake and Crustal Structure in the Source Region From an Explosion Reflection Survey, AGU Fall Meeting, San Francisco , USA, December 10-14, 2001.

(6) この課題の実施担当連絡者

氏名：平田直

電話：03-5841-5712

FAX：03-5689-7234

E-mail：hirata@eri.u-tokyo.ac.jp

図の説明

図１.　1999年台湾集集地震の余震分布．観測点補正値を加えて再決定し、さらにDouble-Difference震源決定法で得た震央分布とその東西断面図.本震の位置は星印で表した。震央には、北北東-南南西方向の走向の線状配列と、北北西-南南東走向の走向の配列が見える。

図２．　余震の東西断面図。各断面図の位地（A-J）は、図２に示した。断面図から、東傾斜の分布、深さ10km程度の平らな分布、深さ20-40kmの西傾斜の分布がわかる。

図３．　反射法断面、地質断面と余震分布の比較。本震の震源付近には、余震が発生していない領域が存在する。

図４．　台湾の東西断面図。本研究の余震分布、これまでの構造探査の結果を比較した。この地震は、ユーラシアプレートの上面に存在する付加体の下部滑り面と、そこから立ち上がる分岐断層で発生したことが分かった。また、ユーラシアプレートの内部にも、広義の余震が発生した。

図５．　台湾を東西に横切る線型アレーで観測された自然地震の記録例。明瞭なPn、Sn波が記録された。