東苗栗構造

東苗栗構造北起苗栗頭屋,南至苗栗公館鄉福基(圖一),走向呈南北向,全長約14.4公里,為向西逆衝的構造。構造線北端與南端有階地,北邊為頭屋階地,南邊則是福基階地(圖二、圖三)。斷層上盤岩層主要為卓蘭層,下盤為沖積層,階地區域為階地堆積層(圖四)。


    野外調查

    構造線南端的福基階地面積不大,南北向長約700公尺,寬約500公尺(圖三)。構造西側平原處為廣大田地,視野良好,現地觀察並量測構造崖高度,階頂離平原高約19.4公尺(表一1),由DEM量測則約20公尺(圖五A剖面)。階地頂部為一小型村落,不易尋找露頭,僅階地北側墓園有些許土壤出露。本研究於墓園旁的民宅處發現土壤剖面,土壤呈褐色,風化程度低,推估階地形成年代不老於50 千年(表一2)。

    於構造線北端的頭屋階地面積狹小,南北向長度僅約1公里,寬度約400公尺(圖三)。本研究沿著階地西側的苗126縣道觀察構造崖,現地量測階地頂部至構造西側平地高差,約38 - 40.6公尺(表一3),由DEM量測則約35 - 40公尺(圖五B、C剖面)。構造崖坡度陡峭,人為開發少,植被茂盛,唯西側平原處稀疏有幾家住戶及田地。至階地頂部僅南側一條小路可通往,路寬小且坡度陡。階頂地形平坦,僅做農業用途。田地旁可觀察土壤剖面,土壤已風化呈橘色,推估階地形成年代為30-150 千年(表一4)。


表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

苗栗前緣構造 照片 描述 座標位置
1
(1)自抬升的階地向下量測,高差為19.4公尺。位於福基國小。 TWD97座標:232831,2706889
2
2)福基階地土壤剖面,土壤為黑褐色,推估形成年代<50 千年。位於福基墓園。 TWD97座標:232961,2707291
3
(3)頭屋階地西側的構造崖,自苗126縣道拍攝,現地量測崖高38 - 40.6公尺。 TWD97座標:234470,2720129
4
(4)頭屋階地之紅土露頭,推估形成年代為30-150 千年。位於階地上的果園。 TWD97座標:234739,2719959
...
...
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圖五:地形剖面線


剖面線位置標示於圖三,資料取自DEM。


    活動速率與再現週期

    本研究於構造北端與南端觀察階地土壤剖面,北端頭屋階地年代為30-150 千年,由DEM量測高差為35 - 40公尺;南端福基階地年代為<50 千年,高度僅20公尺。由高差最為明顯的頭屋階地來計算垂直滑移速率,結果為0.23 - 1.33公厘/年,假設斷層角度為20 - 40度,換算沿斷層面滑移速率為0.36 - 3.89公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.34 - 0.84公尺,則活動再現周期為90 - 2330年,詳細參數如表二所示。


    表二:東苗栗構造參數表

    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)
    東苗栗構造 Reverse Structure 14.4 20 - 40
    3 - 5 4.67 - 14.62 67.25 - 210.53 5.97 - 6.42 (W&C)
    5.83 - 6.32 (Y&M)
    0.69 - 5.31 0.34 - 0.84 0.36 - 3.89 90 - 2330

    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.