Takao Miyata
（Department of Earth and Planetary Sciences,Faculty of Science,Kobe University,Nada-ku.Kobe 657,Japan.）
Jingpeng Hong
（Graduate School of Science and Technology,Kobe University,Nada-ku,Kobe 657,Japan）
Yasuhide Nigauri Yasuo Maeda
（Institute for Science and Mathematics,Education Development,University of Philippines,Diliman,Quezon1101,Philippines）
摘要 我們據電線桿傾斜和房屋入水口滑動求解了1995年兵庫南部地震期間神戶城區的地面同震位移。大的位移呈線性分布於神戶活斷層隱伏帶。同時，破碎帶亦集中分布於活斷層隱伏帶。由這些特征和對地震時強震運動特征分析，我們認為，具線性分布的明顯的地面位移是隱伏活斷層的斷裂活動造成的。
關鍵詞 神戶地震 城區活斷層 同震地面位移
1 引言
1995年1月17日，壹個震級為7.2（JMA）的災難性地震襲擊了日本西南部神戶－大阪地區的大城市。神戶地震斷層運動的結果是，地震奪去6400余人的生命、摧毀許多房屋、鋼筋混凝土（RC）結構建築物以及生命線工程。
地震以後，兵庫縣[5]、日本地質調查局[2]以及關西地區地震觀測委員會（CEORKA）[10]對該地震進行的地震反射測量，弄清了神戶－大阪地區淡路島和大阪灣地區的隱伏斷層的輪廓。
本文旨在根據由電線桿斜度、房屋入水口變形及同震地表破裂求得的同震位移，討論神戶下隱伏活斷層的運動。
2 地震學和地質背景
1995年兵庫南部（神戶）地震（MJMA=7.2）發生在六甲山脈—淡路斷層帶。主震位於神戶與淡路島之間的赤石海峽（圖1）。主震的震源機制為太平洋板塊俯沖引起的東西向的擠壓。主震後10h內發生的余震[13]分布在由震中向東北長達25km、向西南長達20km的帶狀地區。Kikuchi[7]和Irikura[6]分別根據遠震體波和強震地面運動特征指出，本次地震可分為三個亞震事件，並與三條斷層相對應，第三個亞震事件位於神戶地區。
圖1 a—索引圖；b—六甲山脈至大阪灣剖面（據文獻[5]修正）實線：1995年兵庫南部地震期間活動斷層，虛線：不活動斷層
壹些北東走向的活斷層分布於六甲山脈至淡路島[4]。盡管稱為野島的地震斷層出現於該島[11]，而神戶城區地表上未能看出。但是，地震時城區地面運動強烈且城區地表形成許多裂隙。
六甲山脈主要由白堊紀花崗巖組成，而神戶城區則主要由上新統—更新統沈積層組成，厚約1500m[5]。六甲山脈和大阪盆地間活斷層發育，其中有些埋藏於沈積層之下（圖1）。神戶城區地形主要分為扇形沈積、古河谷底、天然沖積堤、擡升河床、煤渣層、三角洲、沙壩、沖積低地以及淤積地[15]。
3 地面位移
3.1 電線桿的同震傾斜
神戶城區有大量電線桿在地震時傾斜和被破壞。電線桿因地震力而移動（圖2），傾斜電線桿與公路柏油面之間形成壹個開口（在圖上用S表示）。震後三個月內我們在城區量度了1307條長達15m和16m的電線桿（細型）的開口。S的最大值是8cm長。
圖2 細型電線桿因地震地面移動而傾斜L—桿長；d—桿頂直徑；F—地震力；S—桿與公路柏油層之間的開口量
圖3表示電線桿與公路柏油面之間的開口量S的分布。神戶東面的S值大於西面的。大於2cm的S值呈斑點或和線性分布。線性分布位於六甲山脈原有活斷層（五助橋、蘆屋和高陽斷層等）的西南延伸帶（隱伏斷層），而斑點分布則位於如舊池塘、占河床、谷底、煤渣層及沖積扇邊緣等柔軟的地面。
圖3 電線桿的位移分布大於2cm或更大的S值呈斑點分布和線性分布；斷層線是Huzita和Sano所作[5]
3.2 房屋入水口的同震滑動
房屋入水口內徑為35cm，地震時入口的水平滑動常發生於深達40～70cm的接頭部位。為確定地層位移的方向和沖擊力的量級，調查了神戶城區1277所房屋入水口的同震位移。圖4為地震時沖擊力造成的房屋入水口位移的模型[14]。按照模型，沖擊力與深度d和位移量s有關。我們可用 估計神戶城區所有產生位移的房屋入水口受到的沖擊力。
圖4 房屋入水口水平剪切模型
△p—沖擊力；A—面積；ρ—填土密度；d—地面與剪切面之間的深度；s—房屋入水口的位移。上半部因受力△p在深處d發生位移s
圖5是由位移的房屋入水口求得的沖擊力分布。神戶東部沖擊力的量要比西部的大，其較大的量由斑點、線性分布得到說明。斑點位於舊池塘柔軟沈積層、舊河道、谷底、煤渣層以及沖積扇邊緣。壹些線性分布位於原有活斷層（五助橋、蘆屋、高陽斷層等）的西南延伸帶上（隱伏斷層）。
圖5 沖擊力圖
圖例中數字為 它與沖擊力成比例，斷層線據K.Huzita和Y.Maeda（1984）
4 神戶隱伏活斷層的地震位移
Aki[1]討論了鄰近壹條斷層的地震位移。合成的理論地震圖顯示垂直於斷層的分量，它表示位移脈沖。這是走滑斷層運動造成的特征性位移之壹。1995年在兵庫南部地震時也記錄到這種位移。按照Kikuchi[7]的觀點，走滑斷裂運動在其接近和到達地表時分別產生垂直、平行於走向滑動斷層的強地面運動。320。方向的分量呈脈沖狀。理論上，發震斷層的走向是NE50°，其性質是右旋走向滑動。
玫瑰花圖（圖6）顯示了房屋入水口的運動方向。地面運動的最優勢方向應是北西向，其次則是南東向、北東向和南西向。圖上前兩個方向垂直於北東走向的斷層，而後兩個的方向幾乎與斷層平行。這4個大的位移方向可用Kikuchi的理論予以解釋[7]。
圖6 房屋入水口的位移方向圖中房屋入水口的沖擊力大於100[cm3/2]
5 破裂帶
地表破裂正好出現於城區隱伏斷層上。例如，壹條破裂帶位於神戶大學東南[8]，而另壹條位於神戶中部五助橋斷層的南西向延伸帶上（隱伏斷層）。破裂的特征是：①由於有堅硬的鋼筋混凝土結構物和建築物存在，分布樣式很復雜，②延伸短，約100～200m，③寬度大，達200～300m寬，④總體上右旋位移，約幾十厘米至幾厘米。
六甲山脈原有的五助橋斷層（活斷層）上也辨認出了相同的破裂帶[3,11]。
6 結論
（1）由電線桿和房屋入水口觀測到的大位移的線性分布出現於原有活斷層的南西向延伸帶（隱伏段）上。
（2）由電線桿求得的4個大的地震位移垂直或平行於北東走向的斷層。這可認為是神戶地區深部的右旋走滑斷層運動的結果。
（3）破裂帶也出現於原有活斷層的南西向延伸帶（隱伏段）上。
由這些特征判斷，我們認為地表破裂的線性分布是由神戶城區深部活斷層的右旋運動造成的。許多鋼筋混凝土結構物（如建築物、高架高速公路和鐵路）明顯的被破壞，認為多發生於神戶城區沿隱伏斷層壹帶。這些地表破裂在了解地下斷層運動方面是很重要的。
致謝 我們感謝大阪市大學Emeritus Kazuo Huzita教授給予贊助與鼓勵。感謝神戶大學基金對本項研究工作的部分資助。
（張鳴岡譯，郝重濤校）
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