まず、千葉県中央部の東京湾臨海部において、周期１秒以上の全帯域での地震動が周辺より大きく、揺れの継続時間が長い点が注目される。図４９−１、図４９−２に、合成された水平動スナップショット（２００３／９／２０地震）と浅層の地質構造との関連を示す。図中の緑線は、下総層群の層厚が１００ｍの等値線である。この線より東京湾側では下総層群が厚くなるが、この範囲で後続波により地震動が増幅されているのが確認できる（図４９−１の２２秒から２４秒にかけて）。

図中にＳ波直達波と記している波群は、ほぼ震源から波が到来している。一方、震源方向からではなく、浅部堆積層（主に、下総層群、上総層群）の盆状構造を反映して、東京湾北部に向かって回りこんでくる後続波（例えば、図中の後続波Ａ、後続波Ｂ）も存在している。さらに、嶺岡山地側から北に伝播する波群（後続波Ｃ）が確認できる。これらの波長は短く（周期１〜２秒）、伝播速度も遅い（見かけ速度：２ｋｍ／ｓ台）ことから、山地−平野の境界付近で２次的に生成された表面波であると考えられる。

以上から、千葉県地域における地震波の伝播については、地下の各堆積層の形状が複雑に影響していることが確かめられた。特に、Ｓ波直達波の後に続く地震波（Ｓ波後続波および表面波）が、東京湾北部に向かって周囲から回り込んでくる様子が見て取れ、東京湾北部を中心に地震波が増大し、かつ、揺れが長時間続く結果になると考えられる。なお、図３９の実記録と合成データとの比較では、実記録のほうが湾岸地域の増幅度が大きいが、この理由は、実際は表層地盤による増幅効果が加わるために、湾岸地域の地震動増幅がより顕著に現れているものと考えられる。

図５０−１に、各堆積層の基底深度コンターと合成された水平動ピーク速度値分布（２００３／９／２０地震）との対比を示す。（ａ）は下総層群基底深度、（ｂ）は上総層群基底深度、ｃは三浦層群相当層基底深度、（ｄ）は基盤上面深度のコンターを示している。下総層群基底が深い東京湾臨海域を中心として地震動が増幅されている。つまり、上総層群上面深度（下総層群の層厚）のコンター図に似た分布を示しており、基盤形状よりも上総層群や下総層群などの中間層の形状が地震動（特に、１〜３秒周期）に大きく影響を与えていると言える。

図５０−２は、２００３／１０／１５の地震についての同じ図である。振幅は異なるが、地下構造の影響は同様である。

三次元シミュレーション結果では、富津市の東京湾岸から君津市・市原市にかけての内陸部を通る帯状地域で地震動が増大しているのが確認できる。この地域は、沖積層と洪積台地の境界付近（上総層群と下総層群の境界付近）でもあり、また、上部堆積層が急傾斜している地域でもある。千葉県内陸部でも堆積層や基盤深度の急変部を反映して局所的に増幅が認められるが、その増幅は概ね２倍未満であり顕著ではない。この増幅の成因について、堆積層の速度構造が急変する付近で地震波が重なり合い地震動が増大するものと推定される。ただし、この地震波増幅効果は、観測点が十分でなく、観測結果では明瞭でない。また、震源からの放射パターンや到来方向によっても変化すると考えられる。

千葉県中央部地域の深部地盤に複数の断層や撓曲が確認されたが、やや長周期帯域の地震動に影響を与えるほど規模は大きくないとみられ、局所的に地震動が集中して揺れが強くなっている地域は顕著ではない。一方、兵庫県南部地震で甚大な被害を受けた帯状の地域（いわゆる「震災の帯」）が、盆地端部の局所地域に地震波が重なり合った結果（盆地端部効果）であると言われている。今回の調査対象地域である千葉県西部および中央部地域では、同じメカニズムで「震災の帯」を発生させるような地下構造は認められない。ただし、市原市を中心とする地域で、深部の地下構造に起因して固有周期１０秒程度の地震波が増幅される傾向は顕著であり、注意が必要である。