屯子腳斷層

屯子腳斷層北起苗栗大湖、三義,經大安溪、后里台地、大甲溪、大肚台地,南至台中神岡、清水、沙鹿(圖一),走向呈東北向,全長約27.0公里,為走向滑移(右移)的構造(圖三),於1935年4月21日活動過(大塚彌之助,1936)。斷層通過之階地有后里台地與大肚台地。大安溪以北(圖三),斷層通過桂竹林層、錦水頁岩層、卓蘭層,大安溪以南,則通過后里台地與大肚台地的紅土堆積層(圖四)。


    前人研究

    屯子腳斷層為地調所發佈之台灣活動斷層之一,地調所也進行過地質鑽探、地球物理探勘之調查(林啟文等,2008),然而缺乏指準層提供水平錯移之滑移量,僅能透過局部因水平錯移引起的隆起地形調查垂直之滑移量,因此未能得知屯子腳斷層之總滑移量。由於1935年地震震央位在苗栗大湖(中央氣象局),顯示屯子腳斷層可能跨過大安溪繼續往北延伸,因此本研究將斷層往北繪至苗栗大湖(圖一)。


    野外調查

    本研究針對后里台地上的階地進行調查,於地形圖上可發現階地受屯子腳斷層垂直分量的滑移而形成小陡坡,現已開闢成后里科學園區,原始地形面已受人為破壞,地形上的小陡坡現已成為馬路上的緩坡,量測馬路的緩坡高差可達6.4公尺(表一1),利用DEM量測高差可達7 - 10公尺(圖五)。因人為開發不易尋找階地紅土剖面,僅在永興路上發現數公尺長的露頭,推測紅土年代為30-150 ky(表一2)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

屯子腳斷層 照片 描述 座標位置
1
(1)自后科南路向北拍攝(上圖)。階地在此處形成一背斜,因人為破壞原始地形,僅見背斜局部緩坡,緩坡高差至少有6.4公尺。 WGS84座標:120.731862,24.315186
2
(2)階地土壤剖面,估計年代為30-150 ky。永興路11-1號巷口拍攝。 WGS8座標120.737930,24.316027
...
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

    本研究利用DEM量測階地垂直高差約7 - 10公尺,階地年代推估為30-150 ky。屯子腳斷層是以走向滑移方向錯動為主,垂直滑移分量較少的斷層,假如垂直滑移分量僅佔走向滑移分量的五分之一,推測水平錯動量可能達35 - 50公尺,則走向滑移速率可能約0.23 - 1.67公厘/年。由經驗公式計算走向滑移斷層(未考慮垂直方向的滑移)單一事件滑移量假設為0.78 - 1.01公尺,則活動再現周期為470 - 4390年,詳細參數如表二所示。


    表二:屯子腳斷層參數表

    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)
    屯子腳斷層 Strike-slip 27.0 80 - 90
    12.79 - 16.79 12.79 - 17.05 345.33 - 460.35 6.57 - 6.70 (W&C)
    6.54 - 6.66 (Y&M)
    8.04 - 13.96 0.78 - 1.01 0.23 - 1.67 470 - 4390

    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。


    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.

    大塚彌之助 (1936) 昭和10年4月21日臺灣中部地方發生之地震所伴生之地震斷層,附地震斷層之諸特徵。東京大學地震研究所彙報別冊,第3號,22-74頁。

    林啟文、盧詩丁、石同生、林偉雄、劉彥求、陳柏村 (2008) 台灣中部的活動斷層─二萬五千分之一活動斷層條帶圖說明書─五、屯子腳斷層。經濟部中央地質調查所特刊,第21號,第55-62頁。