新竹前緣構造

新竹前緣構造北起新竹市香山,南至苗栗縣竹南(圖一),構造線大致平行於海岸,大致呈東北-西南走向,全長約12.1公里,為向西北逆衝的構造(圖二、圖三)。構造線以鹽港溪為界可分為北段與南段,構造北段走向為東北偏北,南段走向為東北-西南。兩段皆有海階沿著海岸分布,北段為美山階地,南段則是崎頂階地。美山階地岩層主要為頭嵙山層,階地頂部局部為店子湖層。崎頂階地為紅土台地,出露岩層為頭嵙山層。斷層下盤則是沖積層(圖四)。


    野外調查

    於崎頂隧道口可觀察構造南段海階之紅土剖面,由礫石與紅土組成,顆粒支持,礫石圓度大,顯示是由水流搬運沉積而形成。土壤顏色為紅褐色,表示經歷過一定程度的風化作用,推估形成年代為30-150 ky(表一1)。露頭頂部離地面高約18.3公尺,若階地頂部為過去海水面位置,則階地至少已被抬高18.3公尺。由數值高程模型量測階地頂部海拔高度為38公尺(圖五a),表示構造自30-150 ky已垂直錯動38公尺。

    沿著中華路五段可觀察構造北段之構造崖,崖頂部為美山階地的階地面,地形大致平坦(表一2),由數值高程模型量測階地面海拔高度為57 - 68公尺(圖五b)。往青青草原的山路上有一些因道路開挖而出現的露頭,由露頭可觀察美山階地的紅土剖面,紅土風化程度與崎頂階地相當,推估年代為30-150 ky(表一3)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

新竹前緣構造 照片 描述 座標位置
1
(1)構造線南段階地紅土剖面,依風化程度推估年代為30-150 ky。現地量測露頭頂部離地面高約18.3公尺。拍攝位置於崎頂隧道口路旁。 WGS84座標:120.8694920,24.7217051
2
(2)構造北段之構造崖。白色虛線為階崖頂部位置。於美山路拍攝。 WGS84座標:120.9180184,24.7784757
3
(3)構造北段階地紅土剖面,依風化程度推估年代為30-150 ky WGS84座標:120.9233008,24.7757970
...

    活動速率與再現週期

    本研究於構造北段與南段觀察海階紅土剖面,推估階地形成年代為30-150 ky。由數值高程模型量測海階階面海拔高度,南段為38公尺,北段為57 - 68公尺。以最大錯動量57 - 68公尺估算抬升速率,則構造垂直滑移量為0.38 - 2.27公厘/年。假設斷層角度為20 - 40度,換算沿斷層面滑移速率為0.59 - 6.64公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.51 - 1.10公尺,則活動再現周期為80 - 1860年,詳細參數如表二所示。


    表二:新竹前緣構造參數表。

    斷層名稱 斷層種類 長度(km) 傾角(deg) 深度(km) 寬度(km) 面積(km2) Mw Mo
    1025 dyne-cm
    平均滑動量(m) 平均速度(mm/yr) 活動週期(yr)
    雙連坡構造 Reverse Structure 12.10 20 - 40 8 - 12 12.45 - 35.09 150.64 - 424.59 6.29 - 6.7 (W&C)
    6.18 - 6.63 (Y&M)
    2.23 - 13.96 0.51 - 1.10 0.59 - 6.64 80 - 1860

    A斷層面之寬度由計算所得。

    B斷層面之面積由計算所得。

    C矩震級(moment magnitudes)W&C為參考Wells & Coppersmith (1994)的公式計算所得:(適用於逆斷層)、(適用於走向滑移斷層)、(適用於正斷層),其中A為斷層面之面積(Wells and Coppersmith, 1994)。Y&M為參考Yen & Ma (2011)的公式計算所得:,其中A為斷層面之面積,H=35 km,β=6.9,const.=4。

    D地震矩(seismic moments)由計算所得。

    E單一事件滑移量由計算所得,其中為斷層面積,為單一事件滑移量,

    F再現周期由計算所得。


    Shyu, J. B. H., Sieh, K., Chen, Y. -G., Liu, C.-S. (2005) Neotectonic architecture of Taiwan and its implications for future large earthquakes. J. Geophys. Res., Vol. 110, B08402, doi:10.1029/2004JB003251.

    Wells, D. L., Coppersmith, K. J. (1994) New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bull. Seis. Soc. Am., 84, 974-1002.

    Yen, Y. T., and Ma, K. F. (2011) Source-scaling relationship for M 4.6-8.9 earthquakes, specifically for earthquakes in the collision zone of Taiwan. Bull. Seismol. Soc. Am., 101, 464-481.