（１）課題番号：０３０１
（２）実施機関名：北海道大学大学院・理学研究科
（３）課題名：稠密地震観測・重力観測・MT観測を基本とする北海道内陸地震帯の活動度および構造評価
（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．（１）定常的な広域地殻活動
（４−２）関連する「建議」の項目(建議のカタカナの項目まで)：
１．（１）ア、ウ
（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：
1. 平成11，12年度と北海道日高山脈地域で稠密臨時地震観測を大学合同で実施し，震源分布・震源メカニズム解・PおよびS波到着時などの基礎データを収集した．またP波およびS波の3次元速度構造の速報的結果を得た．
2 . 平成11、12年度と日高・十勝沖で海底地震観測を実施した（課題番号０３０５参照）．1で述べた陸域の観測データと併合処理をこれまで進めてきた．
3. 平成12年度に十勝・日高地域において電磁気観測を行って比抵抗構造を得た．
（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：
(1)‐1．広域応力場の不均質性 および
(1)‐3‐1．地殻・最上部マントルの変形特性
（５−２）平成12年度項目別実施計画のどの項目を実施したのか：
「定常的な広域地殻活動」
（１）プレート境界域の地殻活動及び構造不均質に関する研究 および
（２）プレート内部の地殻活動・構造不均質に関する研究
（５−３）平成13年度に実施された研究の概要：
日高地域の地下構造探査を目的とした電磁気観測は，１２年度の十勝，日高地域に続いて，１３年度は穂別町から大滝村間において１２測点で探査を行った．この探査により，主として石狩低地帯付近の構造を調べる．２年間あわせると，大滝村から浦幌町まで約２２０ｋｍにわたる測線上で３６点において観測を行った．測線はほぼ爆破グループによる測線と一致しており，結果を比較することができる．この観測には全国の機関から研究者が集まり，共同観測として行った．
平成11〜12年度に展開された北海道日高衝突帯地域での臨時高感度地震観測データを基に，歪・応力モニターに必要なパラメータを決定した．すなわち3次元P波・S波速度構造を推定し，この3次元速度構造を用いて震源の再決定を行った．さらにこの震源分布から太平洋プレート内2重地震面の形状を推定した．またP波初動の押し引きを用いて応力テンソルインバージョンを行ない，日高山脈周辺の応力場を推定した．
北海道渡島半島南部周辺において稠密な重力観測を行ない，既存のデータとともに，西南北海道における詳細な重力異常図を作成した．また松前半島〜亀田半島を東西にむすぶ測線で行なわれた爆破地震動の観測結果と重力データをあわせて地殻構造解析を行なった．
（５−４）「平成13年度の到達目標」に対する成果の概要：
電磁気観測は３８５Ｈｚから0.001Ｈｚまで４０周波数について，いわゆる広帯域ＭＴ探査法により行った．穂別町付近と支笏湖付近ではデータの質がよくなかったが，他の点では質のよいデータが得られた．データ処理としては，リモートリフェレンス処理，インピーダンスのディストーション補正等を行い，２次元インバージョンにより測線沿いの比抵抗構造を求めた．図１に得られた比抵抗構造を示す．日高山地中軸部では１０００Ωｍ以上の高比抵抗帯がほぼ垂直に分布し，深さ３０ｋｍ以上にまで延びているようである．その西側，十勝平野では５ｋｍ位まで１００Ωｍ以下の低比抵抗層が分布しており，平野を埋める堆積層に対応している．十勝平野断層帯付近を境にして東側は低比抵抗帯が深くまで分布する．一方，日高山地の西側では，石狩平野東縁断層付近から１００Ωｍ以下の低比抵抗帯が東側に傾斜しながら深部に延びているようすが見られる．その西側の石狩低地帯は５−７ｋｍ位の厚さで10Ωｍ以下の非常に低い比抵抗を持つ層が分布している．その範囲は，支笏湖の東端近くまで分布する．このように１２，１３年度にわたる電磁気探査の成果として衝突帯の地下構造の特徴を議論できるデータが得られた．
重力観測の結果，古期岩類が分布する地域や亀田半島〜室蘭付近に分布する先第三紀基盤付近では，高重力異常を示し、この重力異常の高まりは支笏湖〜札幌南西山地から積丹半島へと続いて，先第三系の地質分布によく対応することがわかった．また黒松内構造帯にそって非常にシャープな重力異常の変化がみられ，函館平野西縁断層帯付近ではその重力異常の極小値は約40 mgal に及ぶことがわかった．この重力異常の落差は約30〜40mgal に達し，厚い堆積層の存在が示唆された．函館平野の扇状地西縁にある渡島大野断層，観音山断層，富川断層といった南北方向の明瞭な活断層群付近では10 mgal/kmを越す重力異常勾配が観測された．さらに、江差〜上磯にかけての基盤岩類分布地域に囲まれる館付近の第三系〜第四系のブロックでは特徴的な円状を示す低重力異常帯が見られた．その直径は 15〜20 km 程度であり，周囲と中心部との重力異常の差は 20 mgal以上に達することから，このブロックは顕著な堆積盆であることが示唆された．
さらに爆破地震動の解析結果からは松前半島から函館平野にかけて 5.5 km/sec 層が深くなり、平野部から亀田半島にむけては逆に浅くなっているという構造が得られているが，それを元にした地殻構造モデリングを行なった．作成したモデルは函館平野西縁を境にした西側では単一のブロック，東側では四個のブロックを想定した．モデリング計算の結果，観測された重力異常をうまく説明できる地殻構造モデルを構築した．特に、 函館平野西縁部に存在するみかけ速度 4.3 km/sec 前後を持つ堆積層では基盤までの深さ 1.5 km 程度，密度差 -0.7 g/cm^3 という値を用いた結果，観測値とよい一致を示した．これらの結果は表層地質や活断層分布などの地質学的な情報と調和的である．
（５−５）共同研究の有無：
東北大学大学院理学研究科，東京大学地震研究所，名古屋大学大学院理学研究科，京都大学防災研究所，九州大学大学院理学研究院，弘前大学，海洋科学技術センター，産業技術総合研究所との共同研究．参加人員は約５０名．
（５−６）公表された成果：
勝俣啓・和田直人・笠原稔，2001，北海道日高衝突帯大学合同地震観測で見えてきた太平洋スラブ内フラクチャーゾーン，地球惑星関連学会2001年合同大会，Sz-018．
勝俣啓・和田直人・笠原稔，2001，日高衝突帯大学合同地震観測−浅部地震活動と衝突テクトニクス−，日本地震学会2001年度秋季大会，B60．
佐藤秀幸・2000年日高電磁気共同観測データ解析ワーキンググループ，2001，広帯域MT法による北海道日高山脈周辺地域における比抵抗探査（序報），地球惑星関連学会2001年合同大会，Sz-013．
山本明彦・石川春義，2001，北海道渡島半島南部の重力異常と浅部地殻構造，北海道大学地球物理学研究報告，65，印刷中．
（６）この課題の実施担当連絡者：
氏名：勝俣 啓
電話：011-706-2642
FAX：011-746-7404
E-mail：katsu@eos.hokudai.ac.jp
図１ 石狩低地帯から日高山脈を東西に横断し十勝平野に至る測線断面の比抵抗構造
