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ワシントン州の人口密集地域(ピュージェット低地) の下にあるピュージェット湾断層は、相互に関連する地震発生 (地震を引き起こす) 地質断層の地域複合体を形成しています。これには (北から南へ、地図を参照) 次の断層が含まれます。
- デビルズマウンテン断層
- ストロベリーポイント断層とウトサラディポイント断層
- 南ウィッビー島断層 (SWIF)
- ロジャースベルト（マウントバーノン断層/グラナイトフォールズ断層帯）
- チェリークリーク断層帯
- ラトルスネーク山断層帯
- シアトル断層
- タコマ断層
- サドルマウンテン断層
- オリンピア構造（断層の疑いあり）
- ドティ断層
- セントヘレンズ地帯と西レーニア地帯
一般的な背景
地震の発生源と危険性
ワシントン州西部のピュージェット湾地域（ピュージェット低地[1]）には、州の人口と経済資産の大部分が集中しており、米国の国際貿易の7％を占めています。[2]これらすべてが、3つの原因による地震のリスクにさらされています。[3]
- 1700 年のM 9のカスケーディア地震のような大規模な沈み込み地震は、北カリフォルニアのメンドシノ岬付近からブリティッシュコロンビアのバンクーバー島にかけてのカスケーディア沈み込み帯全体のずれによって引き起こされます。
- 2001 年の M 6.7 ニスクワリ地震などのスラブ内 (ベニオフ ゾーン) 地震は、深さ約 50 km (31 マイル) の沈み込むプレートの小さな部分の滑りや破砕によって引き起こされます。
- 比較的浅い地殻地震で、一般的に深さ 25 km (16 マイル) 未満で発生し、地表近くの地殻構造の応力と断層によって発生します。放出されるエネルギーは断層の長さによって異なり、この断層は M 6 または 7 の地震を発生させる可能性があると考えられています。
大規模な沈み込み地震は大量のエネルギー（マグニチュード 9 程度）を放出しますが、そのエネルギーは広い範囲に広がり、主に海岸付近に集中します。やや小規模なベニオフ地震のエネルギーも同様に、比較的広い範囲で薄められます。最大の地殻内地震の総エネルギーはほぼ同じですが（沈み込み地震の約 100 分の 1）、地表に近いため、より強力な揺れを引き起こし、したがって被害も大きくなります。
シアトル・タコマ地域の橋梁の地震に対する脆弱性に関するある研究[4]では、シアトル断層またはタコマ断層で発生するM7の地震は、M9の沈み込み地震とほぼ同程度の被害をもたらすと推定されています。シアトル断層とタコマ断層は、この地域で最も人口と開発が集中している地域の真下を走っているため、より大きな被害が予想されますが、ここで検討した断層はすべて、地域に深刻な被害をもたらし、高速道路、鉄道、パイプラインなどの地域の交通インフラを混乱させる可能性があります。さまざまな危険に関する詳細情報へのリンクは、シアトル断層にあります。
ピュージェット湾地域は、潜在的に地震が起きるだけでなく、活発に地震が起きています。太平洋北西部地震ネットワークの地図によると、ワシントン州西部の地震の大半は、セントヘレンズ山とレーニア山の下の2つの狭い地域、DDMFZ沿い、ピュージェット湾の下のオリンピアと南ウィッビー島断層付近の4か所に集中しています。[5]南限は氷河の南限とほぼ一致しており、地震活動は氷河の氷の重さによる応力を受けた上部地殻の反発を反映している可能性があります。
発見
厚い氷河やその他の堆積物、密生した植生、都市開発、そして急峻な起伏と急速な浸食の地形が、この地域の断層の表面表現を不明瞭にし、断層の発見を妨げている。[6]これらの断層のほとんどは、1965年の重力マッピングによって初めて明確に示され、[7] 1980年と1985年のマッピングで存在の可能性が指摘された。[8] 1985年の時点で、サドルマウンテン断層のみが完新世活動（約12,000年前の最終氷期以来）を示した。 [9] 1992年になって初めて、低地の断層の最初のシアトル断層が実際に完新世活動の断層であることが確認され、その歴史の最小値が確立された。[10]
断層の発見はLIDARの開発によって大きく促進された。LIDARは一般に森林の樹冠や植生を貫通し、約1フィート（30cm）という前例のない精度で実際の地表を撮影できる技術である。地域機関の非公式コンソーシアムが中央ピュージェット低地の大部分のLIDARマッピングを調整し、多数の断層崖の発見につながり、その後トレンチ調査（古地震学）が行われた。[11]ピュージェット湾がさまざまな断層を横切る場所での海洋地震反射調査により、これらの断層の一部の断面構造が得られ、1998年の集中的な広域陸上・沖合研究（ピュージェット湾の地震災害調査、SHIPS）[12]により、地下形状の大部分の3次元モデルが作成された。航空磁気調査[13]、[14]、その他の研究もこれらの断層の位置を特定し理解するのに貢献してきました。
地質学的状況
地震を引き起こす応力の最終的な原因は、プレート運動である。地球のマントルの物質は拡大中心で上昇し、海洋地殻のプレートとして外側に移動し、最終的にはより浮力のある大陸地殻のプレートの下に沈み込む。ワシントン州西部はカスケード沈み込み帯の上に位置し、そこではファンデフカプレートが東に向かって沈み込んでいる（右図を参照）。この沈み込みは北東から出てくる北米プレートによって斜めに覆い隠されており、沈み込むプレートとその上の前弧盆地に湾曲部が形成されている。この湾曲部によって沈み込むスラブがアーチ状に歪められ、オリンピック山脈が持ち上がって沈み込みを妨げている。[16]過去約5000万年（始新世初期以来）の間、これらの岩石は沈み込みによって北アメリカプレート上にあるノースカスケード山脈（図では「固定ブロック」）に向かって押し上げられてきました。これにより、東のカスケード山脈と西のオリンピック山脈およびウィラパヒルズの間に、ポケットまたはトラフ（地元の地質学者の1人は「山間の大きな穴」と呼んでいます[ 17 ]）が形成されています。このポケットには、太平洋プレートが北アメリカ西端を押し上げている一連のテレーン（厚さ約20〜30 kmの地殻ブロック[18]）が捕らえられており、その過程でワシントン州南西部とオレゴン州の大部分に時計回りの回転が少し加わっています。その結果は列車事故と特徴付けられています。[19]これらのテレーンはクレセント層（シレツィアの一部）の玄武岩で覆われていました。褶曲と断層により、いくつかの場所ではこれらの玄武岩が露出しています (図の黒い部分)。その間の盆地はさまざまな堆積層で埋め尽くされ、そのうちのいくつかはその後隆起しました。氷河によって堆積し、形成された堆積物は、ピュージェット湾の低地のほとんどを覆っています。これがピュージェット低地です。この複雑な力の相互作用がピュージェット低地の下にある地表近くの地殻に及ぼす主な影響は次のとおりです。
- クレセント層の基盤岩は、オリンピック山脈の南、東、北の斜面、およびさまざまな褶曲（しわ）で押し上げられています。
- いくつかの上部地殻層（西部メランジュベルトや東部メランジュベルトなど、地図を参照）は、ノースカスケード山脈のより古い（第三紀以前の）基盤岩の上に押し上げられています。
- 低地内には一般に北または北東方向の圧縮があり、褶曲を引き起こし、最終的にはそれが崩壊して縦ずれ（垂直移動）逆断層または逆断層になります。
- 周辺の断層（サザン・ウィッビー島断層やサドル・マウンテン断層など）に沿って、ある程度の横ずれ（水平方向）運動が起こると予想されます。
さらに、構造と起源が不明なオリンピック・ワローワ線状構造(OWL)の存在が、この状況を複雑にしている。これは、オリンピック半島の北側からオレゴン州北東部のワローワ山脈まで、おおよそ東南東に走る地形的特徴の偶然の一致と思われる。これは、バンクーバー島西側の西海岸断層およびクイーン・シャーロット断層系の横ずれ断層帯 (カリフォルニア州のサンアンドレアス断層に類似) と一致しているが、それ自体は、顕著な横ずれ運動や貫入運動は示していない。ここで興味深いのは、シアトル断層のさまざまな筋が、OWL を横切るように見える場所で方向を変えており、[20]ローズデール単斜体やオリンピア構造など、その他のさまざまな特徴や、非常に多くの地元の地形的特徴が平行に並んでいるためである。また、ここは、ダリントン・デビルズ・マウンテン断層 (次の地図の上部にある破線「X」) の元の位置である可能性もある。[21] OWLは、ピュージェット低地の浅い地殻が押し上げられている深部構造であると思われますが、これはまだ推測の域を出ません。
隆起と盆地パターン
これらの「断層」のほとんどは、実際には堆積盆地 (向斜、「∩」) と地殻隆起 (背斜、「∪」)の境界にある複雑な断層帯です。これらの断層のほとんどが、それぞれ約 20 km の幅の一連の盆地と隆起を区切る一般的なパターンがあります。北から順に次のようになります (右の地図を参照)。
- デビルズマウンテン断層帯（ストロベリーポイント断層とウトサラディポイント断層を含む）
- ∪ エバレット盆地
- 南ウィッビー島断層(SWIF)
- ∩ 「起源不明の隆起」（ポート・ラドロー）
- キングストンアーチ（ローフォール断層[22]）
- ∪ シアトル盆地
- シアトル断層帯（EF線付近）
- ∩ シアトルアップリフト
- タコマ断層帯（C線付近）
- ∪ タコマ盆地
- オリンピア断層（A線付近）
- ∩ ブラックヒルズ・アップリフト
- ドティ断層 / スカモンクリーク断層（破線）[23]
- ∪ チェハリス盆地
フッド・キャナル断層（およびその延長部分）と西側のサドル・マウンテン断層が、これらすべての西の境界を形成していると考えられている。東側では、デビルズ・マウンテン断層が南に走るダリントン断層（図示せず）と接続してOWLまで走り、サザン・ウィッビー島断層はラトルスネーク・マウンテン断層帯（破線）を経由してOWLまで伸びている。OWLの南側では明確な東の境界は見つかっておらず、不明確であるという兆候もある。（例えば、オリンピア断層はオリンピアとチェハリスの間にあるコロンビア川まで伸びる可能性のある断層群と一列に並んでおり、その最北端であると思われる。また、タコマ断層はカスケード山脈の東側でホワイト川-ナチェス川断層と接続している可能性があるという示唆もある。[24]）
隆起と盆地のパターンは、グレイハーバー盆地、ウィラパヒルズ隆起、アストリア盆地によって西と南西に続いていますが[25]、これらがピュージェット湾地域と同じように断層によって境界が定められているかどうかはわかっていません。
構造モデル
スラストシート仮説
これらの断層、褶曲、盆地、隆起はすべて関連していると考えられています。最も有力なモデルである「ピュージェット低地逆断層シート仮説」[26]によれば、これらの断層などは、より深い地殻ブロックから分離して押し上げられている、深さ約14～20 kmの地殻シート内で発生します。この逆断層シートの大部分は、クレセント層（オレゴン州のシレッツ川火山岩とバンクーバー島のメトコシン層に相当）で構成されており、始新世（約5000万年前）の火山性玄武岩の広大な流出物であり、その起源は海山列または大陸縁の裂け目（シレッツアを参照）と様々に考えられています。[27]この「基盤」岩は、チャッカナット層に似た堆積性堆積物と、より新しい（典型的には中新世）火山性堆積物で覆われています。シアトル隆起、そしておそらくブラックヒルズ隆起は、何らかの斜面を押し上げられたときに露出したクレセント層の玄武岩で構成されています。この斜面は、下部地殻ブロックにあるか、またはスラストシートが分裂して一部が次の部分の上に押し上げられている場所にある可能性があります。 [28]スラストシートが曲がっている場所、または先端がより柔らかく弱い堆積性堆積物の上に押し上げられ、壊れて崩れる場所では、断層や褶曲が発生する可能性があります。
このモデルが示唆するように、さまざまな断層が逆断層面内で相互につながっている場合、1つの地震が他の地震を引き起こす可能性があります。[29]この見通しは、約1100年前に発生した一連の地震現象の説明として特に興味深いものです。[30]
地震テクトニクスモデリング
前回の研究では、上部地殻の断層構造を調べるために、地震活動、地表地質、および地球物理学的データがモデル化されました。別のモデル (Stanley、Villaseñor、Benz 1999、USGS Open-File Report 99–0311) は、最初のモデルと競合するのではなく、それを補完するものであり、地震データやその他のデータを使用して地殻全体の 3D 構造モデルを作成しました。その後、有限要素法を使用してこれを分析して、地域の地質力学的特性を判定しました。
主な発見は、「ピュージェット湾南部地域の地殻地震活動は、シアトル断層のすぐ南にあるクレセント層の重要なブロックによって制御されているようだ」というものである。[31]さらに具体的には、シアトル断層の南にあるピュージェット湾下の地震活動の集中は、シアトル断層、タコマ断層、デワット断層によって北、南、西に区切られたブロックの隆起によるもので、シアトル隆起を形成している（東の境界は未確定）。[32]また、約 1,100 年前のシアトル大地震と、その頃ピュージェット湾南部で発生したその他の地震は、このブロック全体に影響を及ぼした単一の出来事であり、マグニチュードは約 8 で、おそらく地殻のより深いところで発生した地震によって引き起こされたと示唆されている。[33]
深部地殻（約 30 km または 19 マイル以下）の構造についてはほとんどわかっていませんが、この研究や他の地震トモグラフィー研究（Ramachandran 2001 など）によって興味深い一端が垣間見られます。
以下のレビューの主な情報源は、米国地質調査所の第四紀断層および褶曲データベース (QFFDB) です。このデータベースには、各断層の発見の詳細、技術的説明、参考文献が含まれています。また、各セクションの最後には、特定のリンク (利用可能な場合) が提供されています。
デビルズマウンテン断層
デビルズマウンテン断層（DMF）は、カスケード山脈の麓にあるダリントンの町から西にウィッビー島の北端まで約125 km（75マイル）走り、ブリティッシュコロンビア州ビクトリアに向かっています。DMFはここでバンクーバー島南端のリーチリバー断層系と合流すると考えられています。ダリントンでは、ダリントン断層とつながっているように見えます。ダリントン断層は南に約110 km走ってストレートクリーク断層（SCF）と合流し、その後イーストンの近くで向きを変えてオリンピック–ワロワ線状地帯と並びます。これらは合わせてダリントン–デビルズマウンテン断層帯（DDMFZ）として知られています。
デビルズ マウンテン断層は、中生代(恐竜が絶滅する前の第三紀以前) またはそれ以前の岩石からなる、似ているが異なる 2 つのアンサンブルを分離しています。北にはヘレナ - ヘイスタック メランジュ (HH メランジュ、右の図では紫色) があり、南には西部および東部メランジュ ベルト (WEMB、青色) があります。ここには興味深い関係がいくつかあります。たとえば、HH メランジュの岩石は、南に 110 km 離れたマナスタッシュ海嶺で発見されています (図の下部近くにある小さな紫色の部分を探してください)。また、デビルズ マウンテン断層北方の堆積性チャッカナット層(NWCS の一部、緑色) は、マナスタッシュ海嶺のすぐ北にあるスアク層およびロザリン層と相関しています。このすべては、約 5000万年から 4800 万年前 (数百万年前) に始まったストレートクリーク断層の右横ずれ運動によって説明されます。これはオリンピック山脈を擁するテレーンが北米大陸と接触した直後のことである。これらのメランジュはオリンピック山脈と北米大陸の間に挟まれた沖合の島や海山で、後者に押し上げられた（オブダクションされた）ものと考えられる。他の類似の岩石は、リムロック湖インリアー（図の下部）、サンファン諸島、バンクーバー島西側のウェストコースト断層沿いの太平洋岸コンプレックスで発見されている。DDMFZ とリーチ川断層系全体が、OWL に沿った元の配列から初期の大陸縁辺に押し上げられたようだ。これは重要な観察である。なぜなら、DDMFZ と OWL の間にあるストロベリーポイント、ウトサラディポイント、サザンウィッビー島、その他さまざまな無名の断層（すべて DDMFZ の西端で収束している）は、DDMFZ の中間バージョンであると思われるからである。[34]
SCF と合流する DDMFZ の南部セグメント (ダリントン断層) の動きは、SCF 自体と同様に右横ずれでした。また、SCF と同様に、横ずれ運動は 44 MA から 41 MA の間に消滅しました (深成岩の貫入による)。しかし、西部セグメント (デビルズ マウンテン断層) は左横ずれ運動をしています。これは、オリンピック テレーンが (北米に対して) 北東に移動しているためです。オリンピック テレーンが時計回りに回転し続けるのは、ノース カスケード結晶核の西側を転がる巨大な車輪に似ています。地質学からは、DMF が東に上がる斜面を斜めに上がっていることも示唆されています。 [35]これはおそらく古代の海岸です。
デビルズマウンテン断層は地震活動が活発で、完新世のずれの証拠がある。全長125kmの断層全体が一度の断層で破壊された場合、発生する地震はマグニチュード7.5に達する可能性がある。しかし、断層が分断されている兆候があり、これが破壊と地震の規模を制限する可能性がある。[36]
- USGS QFFDB 断層 #574、デビルズ マウンテン断層
ストロベリーポイント断層とウトサラディポイント断層
東に走るデビルズ マウンテン断層の筋は、ウィッビー島の北端のデュガラ湾とオールト フィールド (ウィッビー島海軍航空基地) の北側を横切っています。オーク ハーバー市から南にわずか 4 マイル (6 km) のところに、カマノ島の北端にあるウトサラディ ポイントに向かっておおよそ東南東に伸びるウトサラディ ポイント断層 (UPF) のいくつかの筋があります。そして、これら 2 つの断層の間にあるストロベリー ポイント断層 (SPF) は、オールト フィールドの南側を迂回し、ストロベリー ポイントを挟むさまざまな筋に分かれて、スカジット川のデルタの下で消えます (おそらく終わっています)。SPF と UPF は両方とも斜め滑りトランスプレッションであると言われています。つまり、断層は地殻ブロックが押し付けられるため、水平滑りと垂直滑りの両方を示します。これらの断層は隆起した先第三紀の岩石の南北の境界も形成しており、シアトル断層とタコマ断層の1つのモデルのように、より低いレベルで断層が合流していることを示唆しているが、規模は小さい。ウィッビー島の両側で行われた海洋地震反射調査では、これらの断層の既知の長さが少なくとも26kmと28km（約15マイル）に及んでいることがわかった。UPFの実際の長さは、南東にさらに25km広がる磁気高気圧の南縁を形成するため、おそらくその2倍の長さである。[37] UPF（LIDARで特定された崖）のトレンチ調査では、マグニチュード6.7以上の完新世地震が少なくとも1回、おそらくは2回発生していることがわかった。最も最近のものは西暦1550年から1850年の間に発生し、1700年のカスケード地震によって引き起こされた可能性がある。[38]これらの地震はおそらく津波を引き起こし、近くのいくつかの場所では他の既知の地震とは相関しない津波の証拠が残っています。
SPF と UPF の間には隆起した第三紀以前の岩石が少しあるが、規模が小さい (幅 20 km 程度ではなく 2 km) ことと、ここでの隆起がシアトル断層やタコマ断層のように傾斜路を越えるのではなく、ほぼ垂直の断層の間にくさびが飛び出したようなものであることから、上記の隆起と盆地のパターンに完全には当てはまらない。また、この隆起によってデビルズ マウンテン断層との間に大きな盆地が画定されることもない。[39]ファン デ フカ海峡の海洋地震反射調査に基づいて、DMF、SPF、UPF は構造的につながっている (少なくともウィッビー島を横切る部分では) と示唆されている。[40]
- USGS QFFDB 断層 #571、ストロベリー ポイント断層
- USGS QFFDB 断層 #573、ウトサラディ ポイント断層
南ウィッビー島断層
南ウィッビー島断層（SWIF）は、少なくとも3つのストランドを持つ約4マイル幅の複雑なトランスプレッション断層帯として現れる重要なテレーン境界です。 [42]海洋地震反射調査では、ファンデフカ海峡の東端を横切って北西に走っていることが示されています。[43]ブリティッシュコロンビア州ビクトリアのすぐ南で、西走向のデビルズマウンテン断層（上記でレビュー）と交差し、それと融合するか、[44]または横切って（おそらく切断して）リーチリバー断層に接続します。[45]リーチリバー断層は、クレセント層（別名メトコシン層、ワシントン州西部とオレゴン州の大半の下にあるシレツィアテレーンの一部）の北端であると特定されています。[46]地震トモグラフィー研究によると、SWIFのこの部分は、東のカスケード地質区の変成岩基盤岩と接触しているクレセント層の玄武岩に予想されるように、地震速度の大きなコントラストを示していることが示されています。[47]
南東では、SWIF はアドミラルティ インレット (ポート タウンゼントを過ぎて) を通り、ウィッビー島の南部を横切り、ムキルティオとエドモンズの間の本土に渡る。SWIF のこの部分はエバレット盆地の南西側を形成している[48] (地図を参照)。この盆地は、機器による記録の最初の 38 年間、基本的に浅い (深さ 12 km 未満) 地震がそこやそれに隣接する SWIF の部分で発生していないという点で、特筆すべき無地震性がある。[49]しかし、「ピュージェット湾北部の地震活動のほとんどは、クレセント層の下部内の典型的な深さ 15～27 km の南ウィッビー島断層沿いとその南西で発生している」ことも注目に値する。[50]
このセクションでは北西方向に見られる地震波速度のコントラストが欠けており、これは海岸山脈とカスケード山脈の境界ではないことを示唆している。[44]このことの意味、つまりクレセント層（および暗黙的にシレッツ地層）の縁が南に曲がっているのか（後述）、変成岩基盤がここで他の火山岩に取って代わられているのかは不明である。SWIF の特性の対応する変化は、地域の地殻歪みの方向の変化を反映している可能性が示唆されている。[51] 2000 年より前は、顕著な空中磁気異常から断層帯が南東に、おそらくデュバル の町まで続いていることが強く示唆されていたが、SWIF の大部分が隠されており、かすかな地表の痕跡が都市開発によって一般に消えているため、これは不確かであった。 2000年以来、LIDARと高解像度の航空磁気データの研究により、ウッディンビル付近の断崖が特定されており、トレンチ調査により、その断崖は地質学的に最近の地質構造に起因するものであることが確認されている。[52]
その後の地図では、SWIFがシアトル盆地の東端を回り込んでラトルスネーク山断層帯（RMFZ）と合流していることを示しています。RMFZは、約15°の曲がりと異なる状況にもかかわらず、現在ではSWIFの南延長であると考えられています。[53]ビクトリアとフォールシティの間で計算すると、SWIFの長さは約150 km（90マイル）です。[54]
SWIF は RMFZ との交差点を越えて (周辺のストランドのみが RMFZ に合流する) 伸びてカスケード山脈を横断し、最終的にはオリンピック・ワロワ線状地帯と合流または横断する可能性があると示唆されている。[55]地域特性の研究はそのようなパターンを示唆している。[56]しかし、交差点を少し過ぎた詳細な地図では、断層の複雑で混乱したパターンしか示されず、貫通断層があるかどうかは示されていない。[57]このパターンを明らかにする可能性のあるさらに東の地域の地図作成は現在計画されていない。[58]
SWIF の古地震学的研究は乏しい。ある研究では、ウィッビー島の反対側にある 2 つの湿地の相対的な標高を比較し、約 3,000 年前に M 6.5～7.0 の地震により 1～2 メートルの隆起が生じたと結論付けている。 [59]別の研究では、ボセルとスノホミッシュの間を通る異常に広い断崖の帯が特定され、キング郡の物議を醸しているブライトウォーター地域下水処理場付近のいくつかの断崖では、過去 16,400 年間に SWIF で少なくとも 4 回、おそらく 9 回の地震が発生していることが示されている。[60]このような地震災害は、2 つの活発なストランドに挟まれ、流入および流出パイプラインが複数の乱れた地盤地帯を横切るため、処理場の立地において大きな問題となった。[61]
- USGS QFFDB 断層 #572、南ウィッビー島断層
ロジャースベルト
エバレットの北には、ほぼ北西から南東に向いた平行な尾根と水路のエリアがあり、地質図以外でも明らかです。[62]これらの尾根 (以前のカルキンズ山脈の根元を反映したより広い地域パターンの一部[63] ) は、始新世にエバレット盆地に集まった堆積物で形成され、その後、ピュージェット低地の東側の境界にある古い白亜紀とジュラ紀の岩石に対して北東方向の圧縮によって折り畳まれました。この古い岩石の端には、ロジャースベルトがあります。これは、サルタン (エバレットの真東)からマウントバーノン(デビルズマウンテン断層の曲がり角のすぐ北)まで続く、地質学的に興味深いゾーンです。これらの地形的特徴、いくつかの平行な重力勾配、および「非常に活発な小規模地震帯」を観察して、ウィリアムロジャースは 1970 年に「断層またはその他の主要な構造的特徴」を推測しました。[64]
ベリンガム湾—チャプレン断層帯は、 1976年にチェイニーによって初めて地図に描かれ、チャプレン湖（スルタンの北）付近から北北西にベリンガム湾を過ぎて走っているとされた。これらの断層の連結性に疑問が生じたため、1986年にこの名称は放棄された[65] 。チェイニーはマウントバーノン断層（MVF）をスルタン付近から北西にルミ島（ベリンガム湾の西側、地図の上部に見える）を過ぎて、マウントバーノン付近でデビルズマウンテン断層（DMF、ダリントン—デビルズマウンテン断層帯の一部）を横切るように地図に描いた。チェイニーはまた、MVFのすぐ東でレイクチャプレンからグラナイトフォールズまで、MVFと平行なレイクチャプレン断層も地図に描いた。
2006年以来、この地域の詳細な地図作成により、断層の複雑なパターンが明らかになりました。北端では、右横ずれマクマレー断層帯（MFZ）がデビルズマウンテン断層のすぐ南にあるマクマレー湖にまたがっており、主要な境界断層であると考えられています。[66]これは、北はマウントバーノン、南はグラナイトフォールズ市とチャプレン湖（スルタンのすぐ北）に並ぶ地形線上にあります。
ウッズ・レイク断層はレイク・チャプレーンを通過し、チェイニーのマウント・バーノン断層の南端の地図上の位置に最も近い。[67]しかし、その後の地図作成により、ウッズ・クリーク断層（WCF）の方がより重要な断層であり、マウント・バーノンとのより良い位置関係にあることがわかった。[68]これらの断層（およびその他の断層）は両方とも、北北東に走るチェリー・クリーク断層帯（CCFZ、次のセクションを参照）の西端で左横ずれサルタン・リバー断層に接して終わっているように見える。 [69]主要な断層帯はウッズ・クリーク断層からグラナイト・フォールズ断層帯（GFFZ）まで広がっており、WCFからわずかにずれてグラナイト・フォールズの町の下を走っている。[70]中間部分は地図化されていないが、地質学者はGFFZが北のマクマレーFZとつながり、エバレット盆地の東の境界を形成していると考えている。[71]
これらの断層は、ノースベンド（州間高速道路90号線沿い）からマウントバーノンまで露出しているウェスタンメランジュベルト（WMB、地図の青い部分）を横切っている。 [72] WMBは、沈み込み帯の付加体ウェッジ（またはプリズム）に集まった後期ジュラ紀と白亜紀の岩石（一部は1億6600万年前のもの）の集合体である。 [73]アイダホバソリスからの堆積物の存在[72]は、以前はアイダホ南部に近い場所であったことを示している。これらの断層のいくつかは、これらの堆積物が付加体ウェッジにあった中生代に発達した可能性がある。[72]さまざまな盆地を形成する北東および北北東に走る横断断層は、その後のトランステンションの変化によって生じた。[74]
この地域の始新世初期の火成岩ユニットは、シレツィアの到来直後に出現した4900万年から4400万年前のマグマ帯の一部であると考えられており、おそらくその出来事に関連していると思われます。[75]
ロジャースベルトの北端に強く現れた地形的線状構造は、左横ずれデビルズマウンテン断層によって二分される箇所で明確なずれが見られないため、困惑させる問題を引き起こしている。ロジャースベルトの新しい断層がデビルズマウンテン断層をずらしたという説（チェイニーはデビルズマウンテン断層がデビルズマウンテン断層をルミ島を越えて北に47kmずらしたと主張した）は、デビルズマウンテン断層がずれていないという一般的な見解に反している。[76]
チェリークリーク断層帯
チェリークリーク断層帯 (CCFZ) は、2010 年にラトルスネーク山断層帯 (RMFZ) の北端の地域を地図作成中に発見されました。[77]カーネーションのすぐ北の地点から CCFZ の東端 (ここでは幅が約 4 分の 3 マイル) をたどってハリスクリークを遡り、チェリークリークの上流域を横切り、最終的にサルタンの町に到達できます。ここで西端の主要断層がサルタン川の下でサルタン川断層と合流します。[78]この断層はチャプレン湖を越えて、おそらくピルチャック山の東端まで伸びると予測されています。[79]この断層は「主要な活断層または潜在的に活断層」とみなされています。[80]
スノコルミー渓谷下流域で発見された活断層帯や潜在的に活断層帯がひしめく中で、チェリークリーク断層帯はデュバルの東で特に注目に値する。 [81 ] デュバル地震（1996年マグニチュード5.3）[82 ]を含む活発な地震活動のホットスポットを通過しているからである。 東西に伸びるモンロー断層（スカイコミッシュ川南側）のずれ、地震の震源メカニズム、および運動学的兆候から、チェリークリーク断層帯は左横ずれ断層であり、おそらく東側で斜めの動きをしていると考えられる。 [ 83]
CCFZは、南に平行するトクルクリーク断層帯と関連しているようで、どちらも北西方向に伸びるSWIFと共役な断層であるようです[84] 。 [85]トクルクリーク断層（TCF）はスノコルミーから北北東に走っており、ウェスタンメランジュベルトのオフセットと一致する可能性があり[86]、スカイコミッシュ川まで切り通す谷と一致しています。現在、地域的に重要な断層であると考えられています。[87]
ラトルスネーク山断層帯
ラトルスネーク山は、ノースベンドの西（シアトルの東約25マイル）にある、北北西方向に伸びる顕著な尾根です。この山は、ラトルスネーク山断層帯（RMFZ）と一致しており、この断層帯の隆起の結果である可能性があります。RMFZは、少なくとも11の断層帯で、垂直方向の傾斜ずれと右横ずれの両方の動きを示しています。[88]（隣接する地図を参照してください。上の地図では、これらは右下の点線で表されています。パスコの近くには、同じ名前の別の山と断層帯があります。QFFDB断層#565を参照してください）
ラトルスネーク山の南端はオリンピック・ワロワ線状断層（OWL）で切断され、断層は東に曲がってOWLと合流する。[89]山の北端はシアトル断層の東端を横切るところで落ち込み、シアトル断層はRMFZで終わる。ラトルスネーク山はシアトル隆起の東端を形成している。[90]
RMFZ はフォール シティとカーネーションを過ぎて北北西に進み、RMFZ の筋が西に 15 ～ 20° 緩やかに曲がって南ウィッビー島断層帯 (SWIF、上記参照) に接している。したがって、RMFZ は SWIF の延長であると考えられる。[91]これら 2 つの断層帯の関係は完全には明らかではない。SWIF に沿ったずれは、OWL と合流するまで東南東に続くと予想されるが、RMFZ に沿って近道 (「右ステップ」) を取っているように見える。[92]これは、SWIF が西部メランジュ ベルトと東部メランジュ ベルト (中期白亜紀の沈み込み帯の残骸[93] )の端に出会う場所である。RMFZ は、シアトル隆起が西部メランジュ ベルトに押し付けられている場所である[94]
メランジュベルトの北側では、モンローからマウントバーノンまで伸びる低振幅褶曲帯であるロジャースベルトとして現れている。この帯の見かけ上の西端はRMFZと交差している。モンローの南ではロジャースベルトの褶曲はその後の火山形成によって不明瞭になっているが、RMFZに平行な他の断層（例えば、スノクォルミー渓谷断層帯やジョンソンズスワンプ断層帯）は、北北西断層の一般的な傾向をモンローまで延長している。[95]
(ラトルスネーク山断層帯は QFFDB に含まれていません。)
海岸山脈境界断層
海岸山脈境界断層(CRBF) は、地質構造上の考察に基づいて想定され、予想されているもので、現在知られている 1 つ以上の断層と部分的に相関関係にあるか、まだ発見されていない断層運動を伴う可能性があります。簡単に言うと、ピュージェット湾の西側の基盤岩は、東側の基盤岩と一致しません。ピュージェット湾の西側では、海岸山脈地質区の構造基盤は、ワシントン州西部とオレゴン州の下にあるシレツィア地層の一部であるクレセント層の約 5000 万年前の海洋玄武岩です。ピュージェット湾の東側では、カスケード山脈区の基盤は、先第三紀(6500 万年前より古い) のさまざまな変成岩です。ピュージェット湾とカスケード山脈の麓の間のどこかで、これら 2 つの地質区が接しています。[96]ワシントン州北西部の様々な異なる地殻構造の並置には大きな横ずれ運動が必要であるため、この接触は大きな断層となることが予想されます。[97]
クレセント層（別名メトコシン層）の北端は、バンクーバー島の南端にある東西方向に伸びるリーチ川断層であると特定されている。 [98]この断層はビクトリアのすぐ南で方向を変えて走り、SWIFとほぼ一直線になっている。地震トモグラフィー研究では、SWIFの北端全体で地震速度の変化が見られ、これも海岸山脈とカスケード山脈の境界の一部であることが示唆されている。したがって、SWIFの残りの部分（およびその見かけの延長であるRMFZ）は海岸山脈とカスケード山脈の境界に沿っており、（これらの断層が活動しているため）CRBFを構成するのは合理的と思われる。
これに関する問題点の 1 つは、ピュージェット湾の東側の SWIF の一部に、対照的な岩石の種類を示す速度のコントラストが見られないことです。[44] CRBF としての SWIF/RMFZ に関するもう 1 つの問題点は、RMFZ からセントヘレンズ帯 (SHZ、地図を参照) に接続するために西への大きなステップが必要であるのに対し、RMFZ は東に曲がって OWL と一致することです。[99]この最後の問題は、南ワシントン カスケード コンダクターとして知られる地層の縁に沿って、SHZ の北端から西レーニア帯の北端まで (図 48 を参照) 地震活動の軌跡があり、おそらく断層運動もしているため、部分的に解決されています。[100]
しかし、重力やその他のデータから、ウィッビー島の南端付近ではクレセント層の接触がSWIFから離れてシアトル北部の下で凹入している可能性もあることが示唆されている。[101]シアトル盆地の北西側を形成し、フッド運河の南端からシンクレア入江 (ブレマートン) を通り、ピュージェット湾を横切る最近報告された「ブレマートン傾向」の断層とつながっている可能性がある。[102]あるいは、クレセントの縁は単に (そして静かに) シアトルの下を南南東に走り、WRZ に至るだけかもしれない。[103]他の地震トモグラフィーでは、シアトルの下に北走の断層が 3 つ、ワシントン湖の東に 4 つあることが示唆されている。[104]シアトルの下に北走の大きな断層があるという直接的な証拠はないが、この見通しは地質学界によって支持されているようだ。[105]
CRBFがシアトルの北（具体的には、シアトルがまたがるOWLの北）をどのように走っているかは不明であり、そのような断層の直接的な証拠がないため、疑問視されています。[106] Stanley、Villaseñor、Benz（1999）（図64を参照、オンライン）による興味深い見解では、クレセント層の端がシアトル断層に沿って西にずれており、シアトル盆地はシレティサの主要部分と分離した北側のブロックの間の隙間から生じているということです。
シアトル断層
シアトル断層は、地図のE線とF線の間にある、幅7km、長さ70kmを超える複雑な逆断層帯で、シアトル隆起帯の北端を形作っています。東西方向、岩盤の深さ、都市人口密集地への危険性の点で際立っています。[107]
シアトル断層は1965年に初めて特定されましたが[108] 、活断層として文書化されるのは1992年で、5つの論文により、約1100年前（西暦900～930年）にマグニチュード7以上の地震によりレストレーション・ポイントとアルキ・ポイントが隆起し、ウェスト・ポイント（地図上のシアトル盆地の3つの白い三角形）が陥没し、オリンピック山脈で岩盤崩落、ワシントン湖で地滑り、ピュージェット湾で津波が発生したことが立証されました[109] 。シアトル断層は東はフォールシティ近くのラトルスネーク・マウンテン断層帯（RMFZ、SWIFの南延長）まで伸びており、おそらくそこで終わっています。これは地質学的に合理的であるように思われる。なぜなら、SWIFとRMFZはどちらも、西側のピュージェット湾の第三紀三日月層基盤岩と、東側のカスケード山脈の下にある古い中生代（第三紀以前）のメランジュベルト基盤岩との接触であると思われるからである。[110]
構造
シアトル断層は、地域断層の中で最も研究が進んでいる断層であり、その構造に関する複数のモデルが考案されています。これらのモデルは、他の断層にも当てはまる可能性があります。プラットら (1997) のくさびモデルでは、厚さ約 20 km の岩石のスラブ (主にクレセント層の玄武岩) が、より深い物質の「マスター ランプ」に押し上げられ、シアトル隆起を形成しています。シアトル断層帯は、ランプの頂上に達したスラブの前端が壊れてシアトル盆地に滑り込む場所です。このモデルでは、タコマ断層帯は、スラブがランプの底で上向きに曲がるにつれて、主に局所的な調整の結果です。
Brocherら(2001)の受動屋根二重モデル[111]は、 「ピュージェット湾地震災害調査」(SHIPS)実験の地震トモグラフィーデータに依存しており、逆断層とマスターランプの概念を保持していますが、タコマ断層を北に傾斜し南に傾斜するシアトル断層に向かって傾斜する逆断層(または逆逆断層)として解釈しています(図を参照)。その結果、シアトル隆起はホルストのように隆起しています。
これらのモデルは細部では多少異なるが、どちらもシアトル断層自体がマグニチュード7.5の地震を引き起こす可能性があることを示している。[112]しかし、シアトル断層が他の断層（上記で議論）と連動して破壊された場合、M8程度のかなり大きなエネルギーが放出されることになる。[113]
西側諸国の終結問題
シアトル断層の西端の特定は問題が多く、ピュージェット低地の西側全体に影響を及ぼしている。当初は特定されておらず、むしろ漠然と復元地点の西側（ピュージェット湾の西側）と示されていた。[114]初期の見解では、「シアトル断層はフッド運河断層によって切断されているようで、オリンピック山脈には伸びていない」とされていた。[115]フッド運河はオリンピック山脈とピュージェット低地の顕著な自然境界であり、主要断層の位置であると考えられているため、これは十分に合理的であると思われる。[116]その後の著者は、ブレマートンの西からグリーンマウンテンのすぐ北（ブルーヒルズ隆起の北西隅 - 地図の「E」を参照 - 隆起した玄武岩の地形的に顕著な露出）まで、フッド運河のすぐ手前まで断層をたどるのに十分な自信があった。 [ 117]しかし、シアトル断層の位置を特定するために使用された特徴的な空中磁気線状構造がブレマートンの西側で消滅しているため、断層をさらに西に地図化することには消極的である。[118]
ブレマートン西部のシアトル断層の研究では、地質構造と断層の複雑さが明らかになっている。[119]いくつかの研究によると、シアトル断層の南端の支線は、グリーンマウンテンを過ぎると南西に向きを変え、サドルマウンテン断層とフリジッドクリーク断層に向かう。[120]しかし、サドルマウンテン断層帯は完全には逆方向に並んでおらず、[121]シアトル断層帯の西延長と思われる西-東方向の断層（ハマハマ断層帯を含む）に遭遇するまで北に伸びている。[122]この傾向はさらに北に伸び、プレザントハーバー線状構造がシアトル断層帯の他の西延長を終端しているように見える。[123]他の研究では、シアトル断層からダボブ湾に向かって北西または西北西に伸びる断層が報告されている。[124]これらは現在、ダボブ湾断層帯の一部であると認識されている。[125]ある程度の一貫性は形成されつつあるが、話はまだ完結していない。特定された断層はまだこの地域の地震活動の大部分を説明できていない。[126]
デワット断層は比較的硬いシアトル隆起帯の西端を成すという見方が浮上している（地図参照）。シアトル断層とサドルマウンテン変形帯の間のひずみ（変位）の調整は、デワット盆地のより柔軟な堆積物全体に分布している可能性が高い。このこととクレセント層のより深いことが、グリーンマウンテンの西側でシアトル断層の表現が控えめな理由かもしれない。[127]
- USGS QFFDB 断層 #570、シアトル断層
タコマ断層帯
ワシントン州タコマ市のすぐ北にあるタコマ断層（右側、および上記の隆起と盆地の地図の線 C と D の間）は、「ピュージェット低地で最も顕著な地球物理学的異常の 1 つ」と説明されています。[129]西部は、シアトル隆起とタコマ盆地を隔てる東西方向に走る北傾斜の逆断層で、約 30 マイル (50 km) の表面破壊が確認されています。少なくともマグニチュード 7 の地震を引き起こす可能性があると考えられており、約 1,000 年前にそのような地震が発生した証拠があり、おそらく 24 マイル (38 km) 北のシアトル断層で記録されているのと同じ地震です。[130]これはおそらく偶然ではなく、タコマ断層とシアトル断層は深部で収束しているように見えるため (上記の図を参照)、南北の圧縮によりシアトル隆起が押し上げられ、両方の断層帯でディップスリップ運動が発生します。 [131]
タコマ断層は、ガワー、ユーント、クロッソン（1985年）によって、ケース入江とカー入江の北端を東に横切り、その後コメンスメント湾の下を南東に走り、ピュアラップの町に向かう重力異常（「構造K」）として最初に特定されました。2001年になって初めて断層帯として特定され、[12] 2004年にトレンチ調査によってようやく完新世の活動が明らかになりました。[132]
タコマ断層の完新世隆起に関連する崖は、西のプリケット湖（ベルフェアの南西、地図を参照）まで追跡されている。[133]タコマ断層は当初、フリジッドクリーク断層の西側の弱い磁気異常に続くものと疑われていたが、[127]現在では、北のグリーンマウンテン（ブルーヒルズ隆起）に向かって走る急峻な重力、空中磁気、地震の速度勾配とつながっていると考えられている。これがデワット線状構造で、シアトル隆起の西側がタコマ盆地の北西隅に押し込まれた東傾斜の低角度逆断層から生じたものと考えられている。シアトル隆起は、タコマ断層、デワット断層、シアトル断層がそれぞれ南面、西面、北面となり、硬いブロックとして機能しているようだ。これにより、シアトル断層とタコマ断層がほぼ同時に破壊されたように見える理由が説明できるかもしれない。[127]
タコマ断層の東側部分の解釈は完全には定まっていません。[134]ほとんどの著者は、この断層を強い重力異常（通常、断層によって密度の異なる岩石が並置された場所を反映）とコメンスメント湾の地形的線状構造と関連付けています。これは、タコマが築かれた断崖を形成する緩やかに南西に傾斜するローズデール単斜層の前面に沿っています。
一方、東走向と南東走向のセグメントの対照的な特徴は不安をかき立て、方向の変化は観測された断層跡と調和させるのがやや難しい。特に地震反射データ[135]は、いくつかの断層がヴァション島とピュージェット湾東航路 (東航路地帯、EPZ)を越えてフェデラルウェイと東走向の背斜に向かって東に続いていることを示している。断層が東に続くかどうかはまだ決まっていない。EPZ は活動的で、1995 年の M 5 ポイントロビンソン地震が発生した場所である。[136]
タコマ断層は、EPZとフェデラルウェイを経由して、マックルシュート盆地の下（地図参照）でホワイトリバー断層（WRF）とつながり、 [137]そこからナチェス川断層につながっているという証拠がある。もしそうだとすれば、これは主要な断層系（長さ185km以上）となり、ピュージェット低地とカスケード山脈の反対側のヤキマ褶曲帯を結び、オリンピック-ワロワ線状構造（平行している）とOWLの南の地質構造の両方に影響を与える可能性がある。
- USGS QFFDB 断層 #581、タコマ断層
デワット線状構造
シアトル隆起の西側斜面は、デワット線状構造として知られる強い重力、航空磁気、地震の速度勾配を形成している。[138]これは、東側に隆起したクレセント層の密度が高く磁性の高い玄武岩と、西側のデワット盆地を埋め尽くした氷河堆積物との間のコントラストから生じている。[139]デワット線状構造は、タコマ断層の西端（すぐ上の地図を参照）から北にシアトル断層の西端にあるグリーンマウンテンに向かって伸びている。
運動学的解析によれば、ピュージェット低地の短縮（圧縮）が北東方向（すなわち、フッド運河およびサドルマウンテン変形帯と平行）に向けられ、したがってデワット線状構造に対して斜めになっている場合、横ずれ力と縦ずれ力の両方を受けるはずであり、断層が存在することを意味する。[140]最近の地球物理学的モデリングによれば、デワット線状構造は、デワット断層と名付けられた、盲（隠れた）低角度の東傾斜の逆断層であることが示唆されている。[141]（当初はタフヤ断層と名付けられた。[142]）これは、シアトル隆起がタコマ盆地の北西延長であるデワット盆地に西向きに突き出ていることを反映している。この解釈は、シアトル隆起が剛体ブロックとして機能していることを示唆しており、大地震が複数の断層の破壊を伴う運動学的連結を説明できる可能性がある。シアトル断層、デワット断層、タコマ断層は、単一のブロックの北面、西面、南面を表している。[143]このような相互接続は、より大きな地震（シアトル断層の場合はM7以上）が発生する可能性も示唆しているが 、リスクの増大の程度は不明である。[144]
フッド運河断層
フッド運河は、ピュージェット低地と西のオリンピック山脈の間の地形が急激に変化する地点である。このことと地質学的異常に基づき、フッド運河の南端からダボブ湾を上り、北の陸地まで続く、主要な活発な横ずれ断層帯があると推測された。[145]これは、オリンピック山脈とピュージェット低地の間に主要な地殻境界を置き、ファンデフカ海峡のさまざまな断層とのつながり（ディスカバリー湾断層経由、またはポートタウンゼントに近い場所経由）を暗示するいくつかの地域地質学的解釈[146]と一致している。この境界は、ピュージェット低地の基盤岩がオリンピック半島に対して北向きに移動する境界であり、重要な地震帯になると予想される。
しかし、フッド運河断層については、明確な断層崖や活発な地震活動の兆候がないことなど、証拠が乏しいため「大部分が推測」されている[147] 。高解像度の地震断層撮影法を使用した2001年の研究[148]では、その存在が疑問視されている。2012年の研究[149]では、さまざまな断層撮影データをフッド運河断層として解釈したが、他の地図作成では「この断層の存在を示す説得力のある証拠は見つからなかった」、「150」は疑わしいとみなし、「低い信頼度で」描写した」、「152」 、または完全に省略した[153]。これらの理由から、この断層は現在、疑問視されており、地図上では破線で示されている。
新たな見解では、地域の地質学的境界はフッド運河の下ではなく、そのすぐ西側、サドル マウンテン断層帯 (後述) と関連断層を含むという見方が広まりつつある。これは、サドル マウンテン断層の地質学的に最近の断層崖やその他の活断層の兆候、およびシアトル断層の断層を切断するように見えるプレザント ハーバー (ブリノンの南) を通る地質学的線状構造の発見によって裏付けられている。[154]この見解では、フッド運河はオリンピック山脈とピュージェット低地の間の向斜(傾斜) にすぎず、そこで発見された断層は西側の断層帯の主たる部分に付随する、局所的で不連続なものである。[155]シアトル断層の北側では、地域的な動きの調整は北西方向に走るダボブ ベイ断層帯に沿っている可能性がある。[156]
- USGS QFFDB 断層 #552、フッド カナル断層
サドルマウンテン断層
サドルマウンテン断層（ 「東」と「西」、ワシントン州東部のアダムズ郡にある別のサドルマウンテン断層と混同しないように注意[157]）は、オリンピック山脈の南東斜面にある北東向きの逆断層で、1973年と1975年に初めて記述されました。[158]これらの断層の垂直方向の動きによって、プライス湖と（サドルマウンテンのすぐ北にある）リリワップ湿地をせき止めた顕著な崖が形成されました。地図に示された地表の痕跡はわずか5kmの長さですが、LIDARから得られた画像では、痕跡が完新世の沖積土の痕跡を切断しており、より長い線状構造が示されています。最近（2009年）の航空磁気データの分析[159]によると、この断層はシアトル断層（ハマハマ川）の緯度からカッシュマン湖の南約6kmまで、少なくとも35km伸びています。南と南東にある他の断層、フリジッド クリーク断層と (西にある)キャニオン リバー断層は、少なくとも 45 km の長さの断層帯があることを示唆しています。南西に走るキャニオン リバー断層は、サドル マウンテン断層と直接つながっているようには見えませんが、大体同じ方向に並んでおり、どちらも中新世の断層 (クレセント層の地層がオリンピックによって隆起した場所) と線状の空中磁気異常の同様の状況で発生しています。[160]キャニオン リバー断層はそれ自体が大きな断層で、40 km の長さの線状構造と、最大 3 メートルの明確な後期完新世の断崖と関連しています。[161]
これらの断層はフッド・キャナル断層（以前はピュージェット低地の西側境界と推定されていた）の西側にありますが、新たな研究により、サドル・マウンテン断層と関連断層がシアトル断層帯とつながっていることが明らかになっています。[162]トレンチ調査では、サドル・マウンテン断層[163]で大地震（マグニチュード6.0～7.8）が発生しており、これは約1100年前（西暦900～930年）のシアトル断層の大地震とほぼ同時期（1世紀程度の誤差あり）に起きたことを示しています。[164]このような地震は、断層帯にあるタコマ市のクッシュマン湖のダム [165] や、スココミッシュ川下流の住民全員に深刻な脅威をもたらします。キャニオン川断層は、2,000年未満前に同様の規模の地震を引き起こしたと考えられています。[167]これは特にワイヌーチーダム（西側） にとって危険である。フリジッドクリーク断層の歴史と能力は不明である。
- USGS QFFDB 断層 #575、サドル マウンテン断層
オリンピア構造
オリンピア構造は、レギスラチャー断層[168]としても知られ、長さ80kmの重力および磁気異常で、タコマ盆地の堆積物とブラックヒルズ隆起の玄武岩を隔てています（地図のA線とB線の間）。地震が発生することは知られておらず、実際、タコマ盆地の南、チェハリスまで地震はほとんど発生していません[169]。断層であることも決定的に立証されていません。
この構造は1965年の重力地図に示されていますが、コメントはありません。[170] Gower、Yount、Crosson (1985) は、これを「構造 L」と名付け、シェルトン(オリンピック山麓付近) から南東のオリンピア(州議会のほぼ真下)、レーニアの町の真下、ドティ断層の真東の地点まで地図に描きました。この断層は、セントラリア - チェハリス地域の南東方向に走る断層の北東限界を示すようです。彼らはこれを「始新世の岩盤の単純な褶曲」と解釈しましたが、Sherrod (1998) はシアトル断層との類似性が十分にあることから、逆断層ではないかと推測しました。Pratt ら (1997) は、「構造制御の証拠と解釈できる顕著な直線境界」を観察しましたが、[171]この構造を断層と呼ぶことは控えました。 (彼らのブラックヒルズ隆起モデルは、上で説明したシアトル隆起の「くさび」モデルと類似していますが、方向が逆です。完全に類似している場合は、「屋根二重構造」も適用される可能性があり、オリンピア断層はタコマ断層に似た逆断層になります。)
1999 年の航空磁気マッピングでは、非常に顕著な異常[172] (岩石の種類のコントラストを示す典型的な異常) が示されました。これは、大規模な完新世地震の古地震学的証拠と合わせて、この構造が「断層運動に関連している可能性がある」という示唆につながっています。[173]注意が必要な理由の 1 つは、詳細な重力調査では、オリンピア構造が断層であるかどうかを判断できなかったことです。[174]完新世の氷河堆積物にもブラック ヒルズの玄武岩にも断層の地表痕跡は見つかっていませんが、[175]井戸掘削ログに基づいて、オファット湖 (レーニア山のすぐ西) から南東に走る断層がマッピングされています。これは、セントラリア - チェハリス地域でマッピングされた最東端の断層と一直線になっているようです。[176]
海洋地震反射法調査[177]では、オリンピア構造のすぐ北にあるバッド入江の河口に断層の証拠が見つかり、ライダー画像に見られるかすかな線状構造と一致している。これらの断層はオリンピア構造と完全に一致しているわけではなく、N45W（315°）ではなくN75W（285°）を走っている。これらの断層が構造とどのように関係しているか、深部の断層なのか、浅い地殻の曲がりによる亀裂なのかは不明である。
OSは地震活動が活発なセントヘレンズ帯（後述）とつながっているのではないかと推測されており、これはOSが固定されてストレスがかかっていることを意味し、大地震の可能性が高まっている。 [178]あるいは、OSは、コロンビア川沿いのザ・ダレスの南東に走る上部地殻の重力境界と一致しているように見える。 [179]そこには、同様に目立つ断層が集まっている。[180]
オリンピアとサウスサウンドが大地震の危険にさらされていることは、約1100年前にピュージェット湾南部のいくつかの場所で起こった沈下という証拠によって示されています。[181]これが大規模な沈み込み地震によるものか、その頃シアトル断層で起こった有名な地震によるものか、あるいは地元の断層（例えばオリンピア構造）の地震によるものかは不明ですが、短期間に2回の地震があったという証拠はあります。マッドベイ（オリンピアのすぐ西）では、西暦1445年から1655年の間に起こった沈下が報告されています。[182]
(QFFDBには含まれません。)
ドティ断層
ドティ断層は、ここで検討した隆起と盆地を分ける断層の中で最も南に位置し、シェハリス盆地のすぐ北に位置し、1958年にセントラリア-シェハリス炭鉱地帯で測量された約12の断層のうちの1つです。 [183] ルイス郡の田舎にあるセントラリアとシェハリスの町はピュージェット湾から遠く離れているように見えるかもしれませんが（約25マイル）、ここはピュージェット低地の一部であり、これらの断層、地元の地質、および下にある地殻構造基盤は、ピュージェット湾に隣接するものと関連しているようです。この地域の断層は目立った地震発生性はありませんが、南東方向に走る断層はオリンピア構造（断層？）と雁行しており、明らかに活発なセントヘレンズ帯に向かっているようです。これは大規模な構造のようです。ドティ断層は、特に空中磁気異常と関連していることから地質学者の間で注目を集めているようで、[184] 2000年の報告書では、マグニチュード6.7から7.2の地震が発生する可能性があるとされています。[185]ドティ断層で大地震が発生する可能性は、重要な経済的ライフラインを脅かすため、ピュージェット湾地域全体に深刻な危険をもたらします。シェハリスには、ピュージェット湾地域と西海岸の他の地域を結ぶ高速道路（州間高速道路5号線）と鉄道が1本しかありません。唯一の代替ルートは非常に長いです。[186]
ドティ断層は、シェハリス空港の北側から真西に古い伐採の町ドティ（ペ・エルの真北）まで測量されており、その距離のほとんどで、約半マイル北に双子の断層であるサルザー・クリーク断層が平行している。これらは両方とも縦ずれ断層で、その間のブロックは圧縮力によって隆起している。ドティ断層はシェハリスでサルザー・クリーク断層に接しているか、あるいは合流しているように見える。サルザー・クリーク断層はシェハリスのさらに7マイル東にたどられている。ドティ断層の長さは問題がある。2000年の報告書では65km（40マイル）とされているが、コメントや出典はない。[187]この長さはシアトル断層やタコマ断層の長さに匹敵し、M6.7の地震が発生する可能性がある。しかし、これらの断層のより深い構造や、最近何らかの活動があったかどうかについての研究は行われていないようです。
ドティ-サルザークリーク断層は、上で述べた断層で区切られた盆地と隆起の地域パターンに完全には当てはまらない。確かにチェハリス盆地の北側を囲んでいるが、ブラックヒルズ隆起の南の境界は、より正確には、チェハリスのすぐ北でドティ-サルザークリーク断層と合流する南東に走るスカモンクリーク断層である。 [188]これらの間の鋭角には、小規模なリンカーンクリーク隆起、ドティヒルズ、隆起したクレセント玄武岩の印象的な塊（地図の西端の赤みがかった領域）がある。南東に走るスカモンクリーク断層は、サルザークリーク断層で終わっているようで（正確な関係は不明）、後者はさらに東に7マイル続いている。しかし、前者は、サルザークリーク断層を横切る少なくとも6つの平行な南東に走る断層の最初のものに過ぎない。これらの断層は、コピア断層（奇妙な曲線に注目）、ニューオークム断層、コールクリーク断層、および他の3つの名前のない断層です。これらの断層を越えると、オリンピア構造が平行しており、これは地質学的線形としてチェハリスの真東の地点まで追跡されています。[189]これらは何らかの関連があるように見えますが、その関係の性質はまだわかっていません。
これらの断層はほんの少ししか追跡されていないが、それらが関連する南東方向に走る背斜はモッシーロック近くのリフ湖まで続いている。また、コロンビア川の断層群とも同方向に走っており、ザ・ダレスを挟んでいる。これらはすべて逆断層であり逆断層であるため、北東方向の地域的圧縮によって生じたものと考えられる。[190]これらの断層はセントヘレンズ帯（SHZ）も横切っており、これは異なる地殻ブロックの接触部と思われる、深部で北北西方向に走る地震帯である。[191]これらがどのようにつながっているかは不明である。
ドティ・ザルツァー断層（およびチェハリスから真東に走る短いチェハリス断層）がタコマ南部の他の多くの断層と一線を画しているのは、その東西方向の走向であるが、その重要性はわかっていない。
(QFFDB には含まれていません。詳細については、Snavely et al. 1958 および Geologic Map GM-34 を参照してください。)
セントヘレンズゾーン、西レーニアゾーン
ピュージェット湾外のワシントン州西部で中部地殻の地震活動が最も顕著に集中しているのは、ピュージェット低地の南端にあるセントヘレンズ帯(SHZ) と西レーニア帯(WRZ) である (右の地震活動マップを参照)。 [192]実際、これらの断層は主に地震活動によって知られ、位置が特定されており、どちらも地表の断層運動は示していない。[193] SHZ と WRZ はピュージェット低地を構成する地形的盆地のすぐ外側にあり (図を参照)、隆起や盆地のパターンに関与しておらず、ピュージェット低地の他の断層 (主に圧縮力を反映する逆断層または逆断層) とは異なり、横ずれ断層のようである。つまり、ピュージェット低地の他の部分とは明らかに異なる地質学的状況を反映している。特に、セントヘレンズ山とレーニア山の南東では、北西北西方向に向いた断層の地域的パターンが反映されており、これにはノースカスケード山脈のエンティアット断層、ポートランドヒルズ、およびポートランド周辺の関連断層が含まれます(QFFDB 断層マップを参照)。しかし、SHZ と WRZ はピュージェット湾の地域地質に不可欠なものであり、深く重要な側面を明らかにしている可能性があり、また、重大な地震の危険性も示唆しています。
WRZ と SHZ は、南ワシントン カスケード導体(SWCC) と関連しています。これは、リフ湖とセント ヘレンズ山、アダムズ山、レーニア山の間に位置し、北に伸びるローブ (右の黄色の輪郭線) を持つ、電気伝導性が向上した層[194]です。この層は厚さが最大 15 km で、大部分は地中に埋もれており (深さ 1 ～ 10 km)、主にマグネトテルリック法やその他の地球物理学的手法で知られています。[195] SWCC の南西境界は、始新世のクレセント層の玄武岩とほぼ垂直に接触していると考えられており、長さ 90 km (56 マイル) の SHZ の大部分を形成しています。東側では、SWCC は北アメリカクラトンに付加した先第三紀のテレーンと接触していると考えられていますが、状況は異なります。ゴート ロックス(古い鮮新世の火山[196] ) の近くに、接触に関連している可能性のある弱い地震活動の短いゾーン (図示せず) がある一方、WRZ の大幅に強い地震活動は、主要なカーボン リバー - スケート マウンテン背斜に関連しています。[197]この背斜、つまり隆起した褶曲と、SWCC の北部の狭い幅は、この層の圧縮エピソードを反映しています。ここで非常に興味深いのは、SWCC の北ローブとカーボン リバー背斜の両方が、タイガー マウンテン(ピュージェット低地に典型的な堆積性および火山性堆積物のピュージェット グループの隆起したブロック) と隣接するレイジング リバー背斜 (地図を参照) に向かって並んでいることです。タイガー マウンテンの最も露出した地層、レイジング リバー層の始新世中期の海洋堆積物は、SWCC と相関している可能性があります。[198]
SHZ は北に伸びているのか? オリンピア構造 (断層と疑われている) は SHZ に向かって走り、クレセント層の露出部分の北端を描いているが、それは上部地殻褶曲であり、南東に伸びてザ・ダレス付近のコロンビア川を横切る褶曲パターンの一部であり、中部および下部地殻 SHZ とは無関係であると思われる。[199] SHZ はキトサップ半島 (ピュージェット湾中央部) の下に伸びている可能性があり、おそらく沈み込んでいるフアン・デ・フカプレートの一部が引っかかっていると疑われているのではないかと推測されている。これが意味するのは、「SHZ 沿いの中規模から大規模の地殻地震の可能性」だけでなく、ピュージェット湾下のテクトニクスがこれまで理解されていたよりも複雑であり、現在の地震危険度評価に反映されていない地域的な応力パターンの違いが関係している可能性があるということである。[200]
より深い構造
セントヘレンズ山とレーニア山は、関連する断層帯が曲がっている場所に位置しています（上の地図を参照）。[201]（レーニア山は断層が深く、導管が垂直に上昇していないため、ずれています。）これらの曲がっている場所は、「微妙な地質構造」[202]と「根本的に重要な可能性がある」場所、[203] と、ポートランドからグレイシャーピークまで広がるさまざまな断層（スノクォルミーの北北東にあるトクルクリーク断層を含む）と前期中新世（約2400万年前）の火山噴出孔と貫入岩（深成岩とバソリス）の北北東走向帯（地図の線「A」）を横切る場所にあります。[204]また、これは、上で述べた地域的な断層の方向の変化を示しています。このMSH-MR-GP線状構造は、「過去約2500万年間、ワシントン州南部の上部地殻へのマグマの移動に大きな影響を及ぼしてきた、長きにわたって存在する深部岩石圏の欠陥」を反映していると考えられている。 [203]これは、沈み込むフアン・デ・フカプレートの形状に起因すると考えられている。[205]
西に約 15 マイル (25 キロメートル) の平行線 (「B」) は、WRZ からポートランドの南西に伸びる地震帯の西限に相当します。興味深いことに、OWL の北の線「B」の延長は、ピュージェット湾の地震活動の東限にほぼ相当し、ワシントン南西部の残りの地域とノース カスケード山脈は比較的地震活動がありません (上記の地震活動マップを参照)。[206]この線は、SWCC の北西境界を示す可能性もあります。[207] RMFZ の北では、地形の線形に沿ってロックポート (ハイウェイ 20 号線上) までたどることができます。[208]この線には、 1965 年のデュバル地震が発生したカーネーションの北北東にあるチェリー クリーク断層帯が含まれます。[209]チェリー クリーク断層と平行するトクル クリーク断層の間には、ウェスタン メランジュ ベルトの層間の接点があります。[210]これら2本の線の間の領域は、地域構造、地震活動、断層の方向、そしておそらくその下にあるリソスフェア構造の変化を反映しており、ピュージェット低地の主要な構造境界であると思われる。
また、セントヘレンズ山では、北東（045°）方向に伸びる更新世（約400万年前）のプラグドームの線（赤）と地形リニアメント（国道12号線が部分的にたどる）が交差している。 [203]この線は、オレゴン海岸からノースカスケード山脈に伸びる北東方向に伸びる断層と地形リニアメントの帯の最南端である。同様の線が、WRZ、SHZ、およびゲイルズクリーク断層帯（ポートランドの北西）の終端と一致しており、オレゴン海岸の上流ネハレム川に沿って断層が走っている。 [211]また、海岸（ネアカニー山と下流ネハレム川渓谷の間）の地形のコントラストは、上記の地震活動マップ（ポートランドの真西）でも確認できるほど明瞭である。その他の同様のリニアメント（アストリアからグレイシャーピークまでなど）は、さまざまな地形的特徴や断層の方向の変化と一致している。これらの線状構造は、地殻と沈み込むプレートの断層帯と関連している可能性がある。[212]
これらの特徴は、ピュージェット低地南部が深部地殻や沈み込むファン・デ・フカプレートの影響を受けていることを示唆しているが、詳細と意味はまだわかっていない。
その他の欠点
実際の
ピュージェット低地とその周辺には、大まかにしか研究されておらず、ほとんど名前が付けられていない断層（または断層帯）が数多くある。これらは通常、かなり短く、地震発生に大きな影響を与えるとは考えられていない。しかし、ほとんどの地震活動は既知の断層とは関係がない。[213]地震活動は、マーサー島の下やシアトルのダウンタウンからカークランド方面で観測されているように、帯状に発生することがあるが[214]、特定の帯が未発見の断層を反映しているかどうか、または被害をもたらす地震の原因であるかどうかは、一般的には不明である。進行中の地図作成により、さらに多くの断層が明らかになっている。たとえば、ラトルスネーク山断層帯に沿った地図作成により、スノコルミー渓谷下流（おそらくその先も）に複雑な活断層または潜在的に活断層のネットワークがあることが明らかになった。これには、1996年のマグニチュード5.3のデュバル地震の現場となったチェリークリーク断層帯も含まれる。[215]バンクーバー島の南端を横切るサンファン島断層とリーチ川断層 は重要であり、ダリントン-デビルズマウンテン断層と南ウィッビー島断層と間違いなく関連しており、ブリティッシュコロンビア州ビクトリアの住民にとって特に興味深いものであることは間違いありませんが、ピュージェット湾地域にとっての重要性は不明です。
リトルリバー断層（QFFDB、断層556を参照）は、オリンピック半島の北側とファンデフカ海峡に沿った広範囲の断層帯の代表である（バンクーバー島南端の断層系とおそらくつながっている。断層データベースマップを参照）が、これらはピュージェット低地の下にある地殻ブロックの西側にあり、ピュージェット湾地域への影響は不明である。これらの断層の1つであるスクイム断層帯（スクイムの町から東に伸びている）は、ディスカバリー湾（およびフッド運河断層のさまざまな可能性のある延長）を横切り、ポートラドロー隆起（地図では「原因不明の隆起」）の境界をなしている。それは、南ウィッビー島断層まで伸びているように見える。[216]
エベレット断層は、ムキルティオとエベレットの間の断崖に沿って東北東に走っており、SWIFの東、エベレット盆地の南端にあると主張されているが、これは確認されていないようだ。[217]
ロフォール断層は海洋地震反射調査に基づいて報告されているが[216]、トレンチ調査では確認されていない。この断層はキングストンアーチ背斜と関連しているようで、隆起と盆地パターンの一部であるが、SWIFの形状のために短縮されている。この断層は特に地震を引き起こすものではない。
ほとんど研究されていないホワイトリバー断層（WRF）はピュージェット低地のすぐ外側にあるように見えますが、実際にはマクルシュート盆地の下でイーストパッセージゾーンとタコマ断層（地図）につながっている可能性があります。[218]特にホワイトリバー断層は、カスケード山脈の東側をヤキマに向かってハイウェイ410に沿って伸びるナチェスリバー断層とつながっていると考えられているため、これは現在認識されているよりもはるかに大きな地震の危険性をもたらすでしょう。
ストレートクリーク断層はノースカスケード山脈の主要な断層ですが、3000万年以上活動していません。[219]ノースカスケード山脈の他のさまざまな断層はより古く（ストレートクリーク断層によって相殺されています）、ピュージェット湾の断層とは無関係です。
推測
ピュージェット湾（およびヴァション島）の中央を走るピュージェット湾断層がかつて提案されたが[220]、地質学界には受け入れられなかったようである。海岸山脈境界断層（CRBF、前述）は、ピュージェット湾の西と東の基盤岩（クレセント層とカスケーディア核の接触部）の違いに基づいて推定され、ワシントン湖を含むさまざまな場所で恣意的に地図化された。OWLの北では、現在では南ホイッビー島断層と一般的に同一視されている。[221]シアトルの南のどこを走っているかは不明である。シアトルの下を走っているという議論もあるが[222]、これはまだ推測の域を出ない。
地表変形の研究により、フェデラルウェイ付近、サムナーとスティラクームの間、レントンの南を走る未地図上の断層が存在する可能性があることが示唆されている。[223]
参照
注記
- ^ 「ピュージェット低地は、東側はカスケード山脈の中生代と第三紀の岩石、西側はオリンピック山脈の始新世の岩石に囲まれた、南北に伸びる構造盆地である。」Barnett et al. 2010、p. 2、および図 1 を参照。北のジョージア盆地は構造的には関連しているが、地形的にはベリンガム近くのチャッカナット山脈によって区切られている。
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- ^ 厳密に言えば、ブラックヒルズ隆起の南端は、南東に走るスカモンクリーク断層で、チェハリスで東に走るドティ断層と合流します。これらの間の角度には、小規模なリンカーンクリーク隆起、ドティヒルズ、さらに西にはクレセント玄武岩の印象的な塊があります。パターンがプラットの図11の断面AA'に沿って南西に続く場合（ドティ断層の地図上の痕跡は省略）、次の盆地はグレイハーバーにあります（ここには示されていません）。ドティ断層/チェハリス盆地のシーケンスは、地図に示されている断面XX'に従います。
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- ^ 共役断層とは、横ずれ断層の反対側からほぼ同じ角度で分岐する二次断層です。ここでは、RMFZ の東側にあるチェリー クリーク断層帯とトクル クリーク断層帯が、西側の SWIF 断層帯と共役になっています。
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- ^ SWCC は第三紀の海洋堆積物であり、カスケード山脈地域の第三紀以前の変成岩ではないようです。このことから、SWCC は海岸山脈地域の一部であると考えられ、海岸山脈とカスケード山脈の接点はさらに東にあります。ただし、SWCC は比較的浅く (深さ 15 km 以下)、第三紀以前の基盤岩に覆われている可能性があります。(Stanley ら 1996、図 5 を参照)。クレセント層は、深部で SHZ に沿った第三紀以前の岩石と接触していると予想されます。
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外部リンク
- ワシントン州ピュージェット低地における活発な浅部地殻変動の予備地図集 (USGS オープンファイル レポート 2010-1149) 概要を示す、この地域の断層の地図。
- USGS 第四紀断層および褶曲データベース 技術的な説明と参考文献。
- 太平洋北西部地震ネットワーク 太平洋北西部の地震と地質災害に関するすべての情報。
- ピュージェット湾の起源 短いですが、良いです。
- 地震発生場所。
- ワシントン州北西部の地質図 (GM-50)。
- ワシントン州南西部の地質図 (GM-34)。
- ワシントン DNR からのさまざまな地図。
- 航空磁気異常マップ（USGS OFR 99-514）。