彰化斷層
彰化斷層北起台中市大甲，往南經清水、沙鹿、龍井、大肚、彰化、花壇、大村、員林、社頭、田中、二水、南投林內、斗六至古坑（圖一）。走向大致呈南北向，全長約82.2公里，為向西逆衝的斷層（圖二、圖三）。斷層沿線由北往南經后里台地、大肚台地、八卦山台地，南至竹山階地。斷層上盤為紅土台地堆積層，堆積層之下為頭嵙山層；下盤則是全新世沖積層（圖四）。
前人研究
本研究之彰化斷層涵蓋地調所的大甲斷層與彰化斷層，另加上往南延伸之竹山段。Simoes et al. (2007)利用光螢光定年法(OSL)測得八卦台地北端岩層及南端階地年代，利用地層傾角、階地的傾動面與fault-tip folding model推估斷層縮短量，比較南北兩地資料取得年代與縮短量的回歸線後得到縮短速率為16.3 ± 4.1 mm/yr。
Ota et al. (2002)調查竹山段之階地，將階地由高至低分為四階A-D（圖五）。由碳十四定年測得B階地（最高階）年代約31 ky，階地離河床高約150-190 m，算得垂直抬升速率為6.18 ± 0.1 mm/yr。Yue et al. (2011)則利用 shear fault-bend fold model及B階地面傾斜的角度，得到自河階形成後的滑移量為649 ± 133公尺，由Ota et al. (2002)的年代資料計算得到滑移速率為21 ± 5.8 mm/yr。
Siame et al. (2012) 利用宇宙射線定年法與土壤發育指標(WPDI)測得八卦台地上PK1-6階地年代，利用階地傾動面與shear fault-bend fold推估斷層的縮短量，得到自PK1-4階地形成年代(約400-200 ky)，斷層縮短速率維持在約4 mm/yr，自PK5(105 ky，宇宙射線定年)及PK6(28 ky，WPDI)形成後與，縮短速率增加至6.5 mm/yr和22.8 mm/yr。
- 野外調查
野外調查
本研究針對鐵砧山、大肚台地、八卦台地三處階地進行研究，大安溪南岸鐵砧山北側有一大片露頭可觀察階地紅土發育情形，紅土風化程度大，呈現橘紅色，估計年代為100-500 ky（表一1）。鐵砧山西側為斷層崖，經DEM自斷層下盤平原量測至上盤鐵砧山階地頂部，高差約170公尺（圖六剖面A）。
大肚台地為一背斜，斷層線位在台地西側，台地高度比周遭平原高出200公尺，站在平原就可遠觀大肚台地，本研究於向上路上拍攝大肚台地西側之斷層崖（表一2）。於台地近背斜軸部中油加油站旁有一紅土露頭，露頭高約3公尺，頂部土壤厚約1公尺，風化程度大，呈橘紅色，年代應為100-500 ky（表一3）。土壤下方為河道礫石層，顆粒支持。由DEM量測大肚台地西側斷層崖高差，自斷層下盤平原區至台地頂部高度達240公尺（圖六剖面B）。
八卦台地北部於台139線近74甲道路旁可觀察紅土露頭，紅土中含礫石層，礫石層向東南傾斜10度，紅土顏色呈橘紅色，推估年代100-500 ky（表一4）。由DEM量測八卦台地北部斷層崖高差，自斷層下盤平原區至台地頂部高度達200公尺（圖六剖面C）。八卦台地南部天空之橋附近有紅土露頭，露頭中有河道礫石，土壤顏色為橘紅色，年代應為100-500 ky（表一5），本研究嘗試自天空之橋現地量測斷層崖高度，然而因距離太遠、高度太高而無法量測。由DEM量測自斷層下盤平原區至八卦台地頂部高差，高度達370 - 380公尺（圖六剖面D）。
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 |
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(1)於大安溪南岸，鐵砧山北側，觀察階地土壤，風化程度高，呈橘紅色，推估年代為100-500 ky。 | WGS84座標：120.652283，24.361262 |
| 2 |
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(2)於向上路上遠觀大肚台地，大肚台地為受彰化斷層活動隆起的台地，紅色箭頭指示台地位置。 | WGS84座標：120.533162，24.220360 |
| 3 |
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(3)於中油加油站旁觀察紅土剖面，已受高度風化作用，推估階地年代100-500 ky | WGS84座標：120.580384，24.189230 |
| 4 |
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(4)觀察八卦台地北部階地土壤露頭，已紅土化，風化程度高，推估年代100-500 ky。土壤含礫石，礫石層向南傾斜10度。照片向東北拍攝 | WGS84座標：120.591070，24.042000 |
| 5 |
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天空橋附近階地土壤露頭 | WGS84座標：120.633102，23.909635 |
活動速率與再現週期
鐵砧山、大肚台地、八卦台地三處階地估計年代皆為100 - 500 ky，三處階地以八卦台地錯動量為最大，由DEM量測八卦台地頂部至下盤平原高差，為370 - 380公尺，計算斷層之垂直滑移速率為0.74 - 3.80公厘/年。假設地表淺部斷層角度為35 - 55度，換算沿斷層面滑移速率為0.90 - 6.63公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為1.88 - 10.76公尺，則活動再現周期為280 - 11960年，詳細參數如表二所示。
表二：彰化斷層參數表。
| 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) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 彰化斷層 | Reverse Structure | 82.2 | 0 - 3 km → 35° - 55 ° 3 - 5 km → 20° - 40 ° 5 - 12 km → 5° - 15 ° |
10 - 14 | 24.77 - 119.21 | 2036.09 - 9799.06 | 7.31 - 7.92(W&C) 7.38 - 8.27(Y&M) |
114.82 - 3162.28 | 1.88 - 10.76 | 0.90 - 6.63 | 280 - 11960 |
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。
Ota, Y., Shyu, J. B. H., Chen, Y.-G., and Hsieh, M.-L. (2002) Deformation and age of fluvial terraces south of the Choushui river, central Taiwan, and their tectonic implications. Western Pacific Earth Sciences, 2, No.3, pp.251-260.
Siame L. L., Chen, R.-F., Derrieux, F., Lee, J.-C., Chang, K.-J.,Bourlès, D. L. Braucher, R., Léanni, L., Kang, C.-C., Chang. C.-P., Chu, H.-T. (2012) Pleistocene alluvial deposits dating along frontal thrust of Changhua Fault in western Taiwan: The cosmic ray exposure point of view. J. Asian Earth Sci., 51, pp.1-20.
Simoes, M., Avouac, J. P., Chen, Y.-G., Singhvi, A. K., Wang, C.-Y., Jaiswal, M., Chan, Y.-C., and Bernard, S. (2007) Kinematic analysis of the Pakuashan fault tip fold, west central Taiwan: Shortening rate and age of folding inception. J. Geophys. Res., 112, B03S14, doi:10.1029/2005JB004198.
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, pp.974-1002.
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