獅潭斷層
獅潭斷層北起苗栗三灣，往南經獅潭至大湖（圖一），大致呈東北偏北走向，全長約30.7公里，為向東逆衝之逆斷層（圖二、圖三）。構造截切山脊線，使山脊呈現西高東低的反斜崖（range-facing scarp），構造也截切東西向的河流，如南港溪、獅潭川、大東勢溪、八角林河等。歷史地震紀錄獅潭斷層於1935年曾經活動，由Otuka (1936)野外調查紀錄當時地震過後於斷層沿線形成一系列堰塞湖，現堰塞湖已消失，僅剩階地存在，推測階地是因堰塞湖堆積而成，水位消退後使階地高於現河床面。此區域岩層位態平行於斷層線走向，主要岩層有東坑層、上福基砂岩、桂竹林層、錦水頁岩、卓蘭層（圖四）。
前人研究
本研究參考1935年新竹台中地震的野外調查資料（Hayasaka, 1935; Otuka, 1936）所繪製。
野外調查
根據歷史地震紀錄，獅潭斷層於1935年曾經活動，地震後在斷層沿線形成許多堰塞湖，且有地表破裂紀錄（Hayasaka, 1935; Otuka, 1936）。本研究至上大窩調查1935年地表破裂處，上大窩位在斷層沿線上的一處階地，為山區中的小村莊，階地上多為農地，住家目視不超過10戶。階地依高度可分為兩階，南邊為低位階地，北邊為高位階地。1935年地表破裂通過高位階地西側，形成西高東低的斷層崖（反斜崖，range-facing scarp），崖高約3公尺，觀察土壤風化程度推估階地年代為1-5 千年（表一1）。沿斷層崖走向方向延伸，可觀察到山陵線也呈現反斜崖形貌，低位階地未發現反斜崖形貌。
表一：野外調查地點與照片，照片位置標示於圖三。
| 獅潭斷層 | 照片 | 描述 | 座標位置 |
|---|---|---|---|
| 1 |
 |
(1)1935年地表破裂處，位於上大窩高位階地，崖高約3公尺（紅色箭頭處），土壤風化程度低，推估年代1-5 千年。 | WGS84座標：120.938094，24.557027 |
活動速率與再現週期
本研究於上大窩階地觀察1935年地表破裂，階地年代推估為1 - 5 千年，斷層崖高差為3 - 5公尺，則斷層垂直滑移量為0.6 - 5.0公厘/年。假設斷層角度為70 - 80度，換算沿斷層面滑移速率為0.61 - 5.32公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.69 - 1.08公尺，則活動再現週期為130 - 1770年，詳細參數如表二所示。
表二：獅潭斷層參數表
| 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) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 獅潭斷層 | Reverse Structure | 30.7 | 70 - 80 |
8.8 - 12.8 | 8.94 - 13.62 | 274.46 - 418.13 | 6.52 - 6.69 (W&C) 6.44 - 6.62 (Y&M) |
5.69 - 13.49 | 0.69 - 1.08 | 0.61 - 5.32 | 130 - 1770 |
表二：獅潭斷層參數表。
|
斷層參數 |
This study |
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Fault type |
reverse fault |
|
Length (km) |
30.7 |
|
Fault dip (°) |
70 - 80 |
|
Depth (km) |
8.80 - 12.80 |
|
WidthA (km) |
8.94 - 13.62 |
|
AreaB (km2) |
274.46 - 418.13 |
|
MwC |
6.52 - 6.69 (W&C) |
|
M0D (1025 dyne-cm) |
5.69 - 13.49 |
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DisplacementE (m) |
0.69 - 1.08 |
|
Slip rate (mm/yr) |
0.61 - 5.32 |
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Recurrence intervalF (yr) |
130 - 1770 |
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。
Hayasaka, I., 1935: On the earthquake of April, 21, 1935 in Sintiku and Taityû Prefectures (in Japanese). Taiwan Tigaku Kizi, 6(6), 58-78.
Otuka, Y., 1936: The earthquake of central Taiwan (Formosa), April 21, 1935, and earthquake faults (in Japanese with English résumé). Bull. Earthquake Res. Inst., Tokyo Imp. Univ., Suppl. 3, 22-74.
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.