Structural Features of the Precursory Seismic Gap and Aftershock Region of the 1990 Southern Niigata Earthquake of M5.4

A moderate-sized earthquake of M5.4 occurred at 18:38 on December 7, 1990 (JST), at the border of Kashiwazaki City and Takayanagi Town, Niigata Prefecture, in the region of the southern end of the Uetsu active fold system and the northern end of the Fossa-Magna. After 2 minutes this earthquake was accompanied by an event with a nearly identical magnitude, M5.3. An area of 30km in linear dimension covering the aftershock area had been a so-called seismic gap of the second kind since about one year before the earthquake. A detailed structure of the seismicity bordering the gap is disclosed by the method of volume visualization in computer graphics. The several linear peripheral active zones form a so-called doughnut-shaped pattern suggesting activation of the preexisting tectonic structure. Far surrounding seismic zones along the Shinano-gawa River and the Ogi-Kashiwazaki line in the Strait of Sado became active before the formation of the gap. When the after shock activity revived after a half year, the Ogi-Kashiwazaki zone was also activated.新潟県南部東頸城丘陵,羽越活褶曲地帯において1990年12月7日,双子地震(MJMA5.4, MJMA5.3)が発生した.震源域を囲む長径30kmの地域は約1年間,微小地震レベルの活動もない明瞭な第2種空白域であった.地震活動のVolume Visualizationというコンピュータグラフィックスの手法を用い,空白域の生成過程と周囲の地震分布の構造を調べた.空白域とそれを囲む活動域(いわゆるドーナツ・パターン)の境界は線状である.これは,潜在的な断層ないし構造線が活性化したものと考えられる.周囲の活動線(小木-柏崎線)と余震との同期的活動も確認された.本震の翌日に2点,約2週間後にも2点,合計4点の地震観測点を震源域近傍に設けた.常設の観測点にこの臨時観測点を加えた観測網によって1km程度の震源精度をもつ余震分布を得た.震源域付近の観測網による震源データを基準にして,広い観測網による震源の系統的なずれを求め,40kmのスパンをもつ常設観測網による震源データを補正した.余震の震央分布には,最初から活動した直径10kmの円内にだいたい収まる核の部分(狭義の余震域)とやや時間をおいてその周辺の直径18kmに広がった領域(広義の余震域)がある.前者は本震の震央を中心にして走向N30°Eをもつ棒状の分布とこれに直交し北東側にて線状配列をなす分布が鈎型の形状を示す.本震の断層とその副断層を意味していると考えられる.これら二組の断層のそれぞれに平行な線状分布が1～2kmの幅をもつ低活動域を挟んで広義の余震域に存在する.震源の深さは上部地殻と下部地殻の境界付近の9～13kmに集中している.余震は上下に薄く(4km)水平に広く(10km)拡大したことになる.本震はその最下部域に位置し,本震および主な余震は本震などの発震機構の断層面解のうち高角の逆断層面に一致した分布を示す.なお,震源域一帯の地殻構造については,自然地震の走時を解析して震源域周辺の上部地殻と下部地殻の境界の深さを12kmに求め,余震のデータからVp/Vs値1.67を得た.余震はだいたい改良大森公式(近似的にベキ関数)に従い, p=1.2で減衰しだが,最初の10時間は時定数3.3時間の指数関数的減衰を示した