断層

I

プロローグ

地層や岩石に割れ目(断裂)が生じ、その断裂面をはさんで地層や岩石がずれている状態を断層という。ずれをおこした面は断層面といい、断層面が地表面とまじわる線は断層線とよばれる。

II

断層の種類

断層に対応する運動は、垂直方向や水平方向、あるいは垂直・水平両方向の混合した運動である。正断層は地層や岩石が左右にひっぱられたことでつくられ、断層面よりも上になっている上盤(じょうばん)とよばれる地層が、断層面にそってずりさがったものである。逆断層は地層などを左右からおす力(圧縮)によってつくられ、上盤が断層面にそって上のほうにはいあがったものである。逆断層のうち、断層面の傾斜が45°よりも小さなものは、衝上断層(しょうじょうだんそう)とよばれ、しばしば水平方向の大きな変動をおこす。これらの断層は、おもに上下方向へずれが生じていることから縦ずれ断層ともよばれている。

一方、断層面に平行に力がはたらき、地層が水平方向にずれが生じたものを横ずれ断層という。断層面の手前からみて、相手側の地層が左にずれたものを左ずれ断層、右にずれた場合は右ずれ断層とよんでいる。横ずれ断層としては、アメリカ、カリフォルニア州のサンアンドレアス断層が有名である。この断層は、プレートどうしの境界に形成されたトランスフォーム断層のために活発な断層運動があるため、しばしば大規模な地震をひきおこしている。日本では1995年(平成7年)1月に阪神・淡路大震災をひきおこした淡路島の野島断層が、横ずれ断層のひとつである。

III

断層と地形

大きな断層は、地形として明瞭(めいりょう)にみとめられる。たとえば、四国を横断する中央構造線は、線状に急な崖(がけ)と低地をつくり、ランドサットの衛星画像などでよくみることができる。崖などで断層を観察すると、それは周辺の岩石が破砕されて、細かな破片になったものと、さらに変質して粘土になったものが帯状に分布していることが多い。こうした破砕された層を破砕帯という。

断層ができてから長い時間がたつと上盤の岩石も下盤の岩石も浸食によってけずられ、地表面にできた破砕の痕跡(こんせき)をけしさってしまうが、断層運動が最近生じたものであったり、大きかったりした場合は、断層崖(だんそうがい)などのめだつ痕跡をのこす。

断層にそって地殻が大規模に運動することが知られている。たとえばアメリカ、ユタ州のウォサッチ山脈(→ ロッキー山脈)のように、断層運動によって山がもちあげられている所では、移動の量は全体で何千メートルにもなる。これは1回の巨大な押し上げによるものではなく、ほとんどわからないようなゆっくりとした運動によって、長い間におしあげられたことによる。しかし、断層での運動が突然で急速であると、大きな地震をおこして陸地の表面を破壊し、断層崖といわれるような地形をつくりだす。

何百万年もの間のサンアンドレアス断層にそった水平運動によって、カリフォルニア州の海岸地域は、はるか北西の方向に移動していった。この運動は1906年にサンフランシスコをおそったような巨大な地震を頻繁にひきおこしている。サンアンドレアスのように地球の地殻のプレート境界(→ プレートテクトニクス)をつくるような大きな断層は、大陸移動(→ 大陸移動説)をおこす力によってつくられた。地殻にはたらく引っ張りや圧縮の力は、局所的な小さい断層運動をひきおこす。アメリカのグレートベースンのような断層で区切られた盆地は、引っ張りの力によって、ワイオミング州やモンタナ州のロッキー山脈の東側にみられる堆積岩の層をつみかさねたような構造は、圧縮の力によってつくられた。

日本列島の火山以外の多くの地形は、第四紀からの断層運動によってつくられた。たとえば兵庫県の六甲山は断層運動によって隆起をつづけている。このように、地質学的に若い時代に活動したことが知られているものを活断層とよんでいる。また、地表でみとめられる断層の延長が、地下で地震をひきおこしていると考えられる場合には、これを地震断層とよんでいる。