７−３−２　フモンケ川沿いトレンチ

［調査概要］

　トレンチ掘削箇所は馬追丘陵の中主部ブロックの南西端の台地（段丘２面）を横切るフモンケ川沿いの河岸段丘面（段丘５面）上である（付図）。トレンチ位置の選定にあたっては、段丘２面（ｔ２）の示す馬追断層リニアメント部（逆向き低崖）をつなぐ部分で、完新世に形成された段丘５面（ｔ５）の東下がりの微撓曲部が存在することに着目した。トレンチ箇所の最終確定にあたっては、その微撓曲部を横切るようにボーリング調査（西から直線上に西からＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．３孔を配置）を実施し、Ｎｏ．２孔とＮｏ．４孔の間に第四系と新第三系の境界面（不整合面）の１５ｍあまりの東への落ち込みを確認し、両孔を結ぶ線の北側に隣接して長さ１４ｍ×幅１１ｍ×深さ４ｍ（法面傾斜４０°程度）のトレンチを掘削した（図６４、写真２９）。東西南北の全面について写真撮影・観察・スケッチを実施した（写真３０・図６５）。さらに、地質年代を明らかにするために火山灰分析と１４Ｃ年代測定を実施した。

［トレンチ内の層序］

　下位より新第三系および段丘５堆積物（Ｔ５）より構成され、上位より Ｉ ａ〜 Ｉ ｅ層とＶI層（新第三系）に区分される。それらの詳細は以下のとおりである。

　 Ｉ ａ層（Ｔａ−ａ〜ｃおよび泥炭・腐植・腐植質シルト）：上位からＴａ−ａ、腐植、Ｔａ−ｂ、泥炭、Ｔａ−ｃ、泥炭および軽石まじり腐植質シルトからなる。Ｔａ−ａは層厚２５ｃｍ・軽石質で、上部は土壌化している。Ｔａ−ｂは層厚１０ｃｍ±で、有色鉱物を多く含む径０．３〜１ｃｍの灰白色軽石からなる。泥炭は層厚２０ｃｍ±で、帯黄灰白色の極細粒火山灰をレンズ状にはさむ．試料（Ｔｍ−Ｔｒ−Ｔ１）を採取し火山灰分析を行った結果、Ｂ−Ｔｍ（白頭山−苫小牧火山灰）に対比できた（資料８）。Ｔａ−ｃは層厚３０ｃｍ±で、中〜粗粒の暗褐色スコリア質軽石（下部には径０．５ｃｍ±の低発泡のもの含む）からなる。泥炭は層厚１０〜３０ｃｍで一部は腐植質シルトである。軽石まじり腐植質シルトは層厚２０ｃｍ以下で北面のみで分布する。径０．３〜０．８ｃｍの亜角〜亜円の軽石および頁岩礫を含み、基底面は波状にうねっている。

　 Ｉ ｂ１層（泥炭）：トレンチの東半部に分布し、層厚は２ｍ±であり、植物片を含む褐灰〜暗褐色の泥炭・粘土からなり黒色薄層が縞状に多数はさまれる。北面で観察すると、分布の西部では大きく屈曲し、その東部は緩く東へ傾斜するのが明らかである。緩傾斜部の下部では緑灰色の極細粒砂を多く含む砂質部を層状にはさむ．最下部には径０．５〜１ｃｍの軽石（Ｔａ−ｄ起源）を多く含む中粒砂とその上位の腐植質粘土が合わせて１０〜２０ｃｍの厚さで分布する。屈曲部では下部が５０〜９０°で東へ急傾斜し、黒色部が下位 Ｉ ｃ層の境界に沿って薄く引きのばされている。上部はこのような変形が及ばず、急傾斜する下部の地層に対してアバットするように見える。

　 Ｉ ｂ２層（中粒砂）：西面の上部に下位の Ｉ ｃ・ Ｉ ｄ層を削り込んで南北方向に延びたチャンネルを形成して分布する。主として葉理のある細粒砂（比較的淘汰良好）からなり、腐植質シルトや軽石（Ｅｎ−ａ起源）薄レンズ状にはさむ．最下部は中〜粗粒砂、径１〜２ｃｍの軽石円礫（Ｓｐｆｌ・Ｅｎ−ａ起源）、シルト岩の亜角礫を含む．層序関係からトレンチ東半部の Ｉ ｂ１層とほぼ同時期の地層と推定できる。

　 Ｉ ｃ１層（軽石まじり砂）：本層はトレンチ中央部において、撓曲によりほぼ直立した層厚１．５ｍ程度の岩脈状の地層として分布し、西側には断層がある。軽石質礫層と砂層の互層、すなわち葉理の顕著な軽石まじり砂層である。礫は径０．５〜２ｃｍの軽石（種類多様、Ｓｐｆｌ･Ｅｎ−ａ起源を含む）の亜角〜亜円を主とし、泥岩・チャートなどを少量ともなう。礫層の基質は中〜粗粒砂からなり、植物片を含み腐植質である。砂層は灰色の細〜中粒砂で、角張った石英・長石片を主とし、黒色岩片濃集層葉理が見られる。

　 Ｉ ｃ２層（軽石質粘土〜中粒砂）：北・南・西面撓曲部の西側に水平〜緩い東傾斜で、層厚１〜１．５ｍ程度で分布する。軽石質粘土部と砂質部が斜交葉理を成して錯綜する。軽石質粘土部は径０．５〜２ｃｍの軽石角礫（Ｅｎ−ａ・Ｓｐｆｌ起源）を多く含み、基質は黄灰色の火山灰質粘土からなる。砂質部は灰色中粒砂を主体とし、黒色葉理が見られ、径５ｃｍ程度の硬質泥岩礫をわずかに含み、腐植質粘土薄層をはさむ．南面では上部に腐植質薄層をはさむ緑灰〜灰色の砂質シルトが一部周囲と指交状に分布している。 Ｉ ｃ１層とは部分的に断層関係で接しているが、層相の類似性から同時期の堆積物とみなされる。

　 Ｉ ｄ層（腐植質シルト、礫まじり砂および礫層）：南面では下位の Ｉ ｅ層をチャンネル状に削り込んで堆積している。西〜北面の観察では、下部の礫まじり中〜粗粒砂層と上部の腐植質シルト層から構成されている。下部砂層は径１〜２ｃｍのシルト岩亜角〜亜円礫を多く含み、上半部は軽石礫にとむ．軽石は白〜黄白色発泡の良いＳｐｆｌ起源のものと発泡が悪い有色鉱物を含ものからなる。上部のシルト層は下半部では砂質シルトと互層し葉理が明瞭である。その上半部は弱腐植質で軽石密集部をレンズ状にはさみ、最上部は褐灰色粘土である。

　 Ｉ ｅ層（腐植質シルトおよび礫層）：トレンチ内西半部で新第三系 ＩＶ 層を削り込み、斜交不整合関係でほぼ水平に重なり、層厚は１ｍ±である。下位より礫層、中粒砂・礫の葉理状互層、腐植質細粒砂・シルト細互層、腐植質粘土層の順に、河川の河道から後背湿地に至る上方細粒化を示す層相変化で重なる。礫層は径３〜１０ｃｍの硬質泥岩角礫が卓越し、径０．５〜１ｃｍの軽石円礫、木片を含み、その基質はスコリア質で有色鉱物にとむ粗粒砂である。

ＩＶ 層（新第三系シルト岩）：トレンチ基底付近の西寄りの部分に分布する。主として灰色の塊状泥岩からなり、断層に隣接する部分では暗灰色の極細粒砂質泥岩が幅４０ｃｍ程度で分布する。全体に幅１〜１０ｃｍ程度の岩片状に剥離し、一部に断層破砕部が認められる。

［トレンチ内の構造］

　北面・南面の写真・スケッチに見るように、１５°程度の傾斜で東に傾くＩａ層（斜面を覆う火山灰・腐植層でほぼ４，０００年前以降）がその下位の撓曲するＩｂ〜ｅ層（完新世の河川氾濫原堆積物で段丘５堆積物）をマントル状に覆うのが明瞭である。トレンチ基底付近の西寄りの部分には追分層が分布し、その東端部より断層が馬追断層リニアメントとほぼ同じ走向でＩｃ〜ｅ層中へ延びている（Ｎ１２°Ｅ７２°　Ｅ，　Ｎ６°　Ｗ８２°Ｅ）。断層はときに分岐状となり、南面ではＩｅ層中で折れ曲がるようになっている。

［総合解析］

　トレンチ内に現れた地層の年代は次のようである。Ｉａ層は斜面を覆う降下火山灰・腐植層でＢ−Ｔｍ（９４７年）およびＴａ−ｃ［２．５〜３ｋａ）などの火山灰を挟み、Ｔａ−ｃの下位の腐植で３，０３０±６０ｙ．ＢＰおよび４，０７０±７０ｙ．ＢＰの１４Ｃ年代値が得られていることなどから、ほぼ４，０００年前以降の風成・斜面堆積物であることが明白で、撓曲構造を切って蓋をするように分布することから、その堆積開始時期は地震イベントを読む上で重要である。Ｉｂ〜ｅ層は、Ｉｂ１層に４，５００〜５，０００年前前後の１４Ｃ年代が測定されていること、Ｉｄ層にＴａ−ｄ（８〜９ｋａ）起源軽石が豊富に含まれることなどを考慮すると、５，０００〜９，０００年前、ほぽ完新世前半の堆積物である。各層の記載でも明らかにしたように、蛇行河川とその後背湿地の堆積物であることは明白で、支笏・樽前火山噴出物起源の砂礫に富むことから、火山灰台地が形成されて以降のフモンケ川の河川氾濫原堆積物（段丘５堆積物）であると断定できる。

　断層活動については、本トレンチ内では断層本体の現れはわずかであり、撓曲構造とそれを覆う地層の関係、東側前縁に存在するイベント堆積物の存在などから解明した。

　馬追断層の地震活動を示すイベントは、新しい方から、ｉ）Ｉａ層下部、ｉｉ）Ｉｂ層中、ｉｉｉ）Ｉｃ層堆積中の４つのものが認められる。

　ｉはＩｂ以下の地層が顕著な撓曲構造を示すのに対して、それを切って斜交不整合関係で約４，０００年前以降の火山灰・腐植層がマントル状に覆う関係からとらえられ、馬追断層の最新活動を示す。マントル層中で最も古い測定値はＴｍ−Ｔｒ−Ｃ７の４，０７０±７０ｙ．ＢＰであるが、この値は下位のＴｍ−Ｔｒ−Ｃ３の値に比べて古く、その試料が軽石混じり腐植質シルトであることから、凍上などにより下位のものが混入している可能性が考えられる。そのことを考慮すると、活動時期としてはＴａ−ｃ降灰以前のＩａ層中の３，０３０±６０ｙ．ＢとＩ　ｂｌ中の最新の３，５６０±９０ｙ．ＢＰの各測定値の間に推定できる。

　ｉｉはトレンチ東半部で、　Ｉｂ層の下部が撓曲によりほぼ直立し、かつ引き延ばされたように変形しているのに対して、その下部がアバットするように見えることからとらえられる。下位の引き延ばされている部分の最上部と撓曲部でも厚さの減少が少ない上部の最下部からそれぞれＴｍ−Ｔｒ−Ｃ５およびＴｍ−Ｔｒ−Ｃ４の１４Ｃ年代測定試料を採取しており、イベントの時期としてはこれらの各測定値、４，９８０±７０ｙ．ＢＰと４，４９０±７０ｙ．ＢＰｋの間が推定できる。

　 ｉｉｉ はＩｃ層と追分層の境界付近に存在する断層がＩｃ層中に延びＩｂ層中に延びていないこと、北面のＩｄ層中に撓曲によって生じたと思われる楔状の割れ目が存在し、その割れ目にＩｃ層中の砂が流入していることなどからとらえられる。割れ目を形成されたＩｄ２層およびその上位で断層が途中で途切れるＩｃ１層最上部からＴｍ−Ｔｒ−Ｃ８およびＴｍ−Ｔｒ−Ｃ９の１４Ｃ年代測定試料を採取しており、イベントの時期としてはこれらの各測定値、６，６９０±５０ｙ．ＢＰおよび５，８８０±５０ｙ．ＢＰの間が推定できる。なお、南面でＩｃ層中に延びる断層が折れ曲がるように見えることは、ｉおよびｉｉのイベントで撓曲が進行したためと考える。

　以上のことから、本トレンチ内ではほぼ７，０００年前以降、３，３００年前頃、５，０００年前頃および６，５００年前頃の３回の地震活動の存在が把握できるが、その変位量は新しい方の２回については、Ｉｂ層下限面の示す撓曲による垂直変位量が約３．５ｍであり、それぞれの単位変位量はその半分の１．７ｍと算定できる。古い方については変位基準が不明確で直ちに変位量を確定することはできない、

［北側大露頭・ボーリング調査の結果を合わせた総合解析］

　ボーリング調査での予想のとおり、トレンチ調査ではＮｏ．２孔とＮｏ．４孔の間で撓曲構造の存在が確認でき、トレンチ西半部（断層上盤側）では追分層の存在も確認できた。そして、地形地質調査で完新世の段丘５面に認めた軽微な撓みは、数千年前以降の馬追断層の活動（地震）の反映であることが裏付けられた。トレンチ箇所北側には農地造成などによる大露頭（ｈ−１０）があり、その露頭の下限付近に分布するＫｔ−１とボーリング調査で下盤側（Ｎｏ．３孔）に確認できたＫｔ−１の間には、おなじ河川的堆積物中ながら、約１２ｒｎの垂直変位が認められ、その年代（３９〜４１ｋａ）を考慮すると、トレンチ内で確認できた以外にもさらに５回程度のイベント（地震活動）の存在が予想できる。

　写真２９　フモンケ川沿いトレンチの全景

　図６４　早来町富岡フモンケ川沿いトレンチ箇所の測量図

　写真３０　早来町富岡フモンケ川沿いトレンチの法面写真展開図

　図６５　フモンケ川沿いトレンチのスケッチ・解釈図（試料採取位置も示す）