相模湾は，フィリピン海プレートの沈み込み境界であり，伊豆弧の衝突域に隣接するため，非常に複雑なテクトニクスを持つ地域である．特に相模湾西部・初島沖は，比高約1000 mの海底崖の東麓に化学合成生物群集が分布している．本論文では，2005年5月および2006年1月に海洋研究開発機構の海洋調査船「かいよう」によるKY05-06航海およびKY06-01航海で実施された初島沖相模トラフの反射法地震探査の結果から，相模トラフ，特に初島沖化学合成生物群集周辺の地質構造を明らかにした．今回の探査では，初島沖で最大往復走時1.5秒までの海底下構造を捉えることができた．その結果より，初島沖相模トラフは3層の堆積層とその下位の伊豆半島の白浜層群に対比される音響基盤層に区分した．音響基盤層の白浜層群が2 Maまでに形成された地層であることから，本地域のトラフ充填堆積層は2 Ma以降に堆積したことになる．このトラフ充填堆積層中で，流体・ガスの存在を示す2つの逆位相反射面の存在が認められた（Horizon AおよびB）．また，トラフ充填堆積層中で連続的な変形構造の存在が認められた．この変形は，基盤層深部に分布する断層の伏在，もしくはマグマの貫入などに起因すると考えられる．加えて，トラフ充填堆積層中で音響的に透明な柱状構造が認められた．この柱状構造は，堆積層中で認められた負の極性を示す反射面と総合的に考えると，流体やガスから構成されるダイアピルと結論づけた．また本研究で明らかになった本地域の地質構造および柱状構造は冷湧水域での高熱流値と関連性があることが示唆された．