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 |
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(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 |
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(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 |
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。