車籠埔斷層
車籠埔斷層北起苗栗卓蘭，往南經台中東勢、豐原、潭子、北屯、太平、大里東緣、霧峰、南投草屯、南投市、名間、至竹山（圖一），大致呈南北走向，豐原以北則轉為東北走向，全長約91.9公里，為向西逆衝之逆斷層（圖二、圖三）。斷層沿線地形在大甲溪至濁水溪之間分界相當明顯，抬升側（東側）主要為丘陵地，於豐原、潭子一帶、烏溪、樟平溪、平林溪、濁水溪、東埔蚋溪旁有階地分布；沉降側則是沖積平原；濁水溪以南，斷層進入丘陵區，地形分界漸漸不明顯；斷層往北至大甲溪轉為東北走向，沿著大甲溪河床切入丘陵區。斷層東側岩層主要有錦水頁岩、卓蘭層，階地上岩層則是堆積層，下盤主要為全新世沖積層（圖四）。
前人研究
1999年9月21日集集地震為車籠埔斷層錯動所引發，規模（Mw）7.6，破裂長度達90公里以上（Chen et al., 2002）。
Chen et al. (2003)由階地的定年結果(C-14,TL,OSL)發現車籠埔斷層由南到北滑移速率有增加的趨勢。垂直滑移速率(m/ky)如下：竹山 4.0-4.9，草屯2.8-5.0，霧峰>4.1-5.0，5.5-6.7，新社5.6-9.9，石岡8.6-11.7。
陳文山（2006）利用槽溝研究古地震的錯動量及發生時間，並計算古地震的同震累積變形量（Y）與地震時距（X）的迴歸線形方程式Y=0.00694X+3.48，得到斷層滑移速率為6.94 mm/yr。由古地震得知地震週期約200-700年。
車籠埔斷層在沿斷層面錯動量為10-15 km，而西部平原自一百萬年前以來堆積了廣佈的陸相沖積平原沉積物，因此可大略估算上盤的長期滑移速率為10-15 mm/yr。由霧峰開挖的槽溝中，得知單一事件錯動量為4 m，因此可計算再現週期為267-400年(Lee et al., 2001)。
野外調查
921地震教育園區旁的乾溪河床上可看到底岩逆衝至礫石層之上，是1999年地表破裂之處（表一1）。其南北延伸方向，山與平原交會處，是車籠埔斷層活動而抬升形成的斷層崖，斷層崖有數百公尺高，表示斷層已不只活動過一次（表一2、圖五a）。
表一：野外調查地點與照片，照片位置標示於圖三。
| 車籠埔斷層 | 照片 | 描述 | 座標位置 |
|---|---|---|---|
| 1 |
 |
(1)乾溪河床南岸露頭，底岩逆衝至礫石層之上。藍色箭頭所指處為礫石層，黃色箭頭所指處為底岩 | WGS84座標：120.699622，24.041108 |
| 2 |
 |
(2)自乾溪橋向東拍攝斷層崖（箭頭所指處的山） | TWD97座標：218693，2659892 |
活動速率與再現週期
車籠埔斷層已有許多詳細的研究，其中，由陳文山（2006）的槽溝開挖得知車籠埔斷層過去曾發生過五次破裂事件，由每次破裂事件的變形量及年代即可得到車籠埔斷層的滑移速率，為6.94公厘/年，還可進一步得到再現週期，為200 - 700年。若由經驗公式計算單一事件滑移量假設為2.08 - 8.77公尺，則活動再現週期為300 - 1260年，與前人研究相符，詳細參數如表二所示。
表二：車籠埔斷層參數表。
| 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) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 車籠埔斷層 | Reverse Structure | 91.9 | 10 - 20 |
10 - 14 | 29.24 - 80.62 | 2687.16 - 7408.98 | 7.42 - 7.81 (W&C) 7.54 - 8.13 (Y&M) |
167.88 - 1949.84 | 2.08 - 8.77 | 6.94 | 300 - 1260 |
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。
Chen, Y. G., Chen, Y. W., Chen, W. S., Zhang, J. F., Zhao, H., Zhou, L. P.,and Li, S. H. (2003). Preliminary results of long-term slip rates of 1999 earthquake fault by luminescence and radiocarbon dating. Quaternary Science Reviews, 22(10), 1213-1221.
Chen, Y.-G., Chen, W.-S., Wang, Y., Lo, P.-W., Liu, T.-K., and Lee, J.-C. (2002) Geomorphic evidence for prior earthquakes: Lessons from the 1999 Chichi earthquake in central Taiwan. Geology, 30, 171-174.
Lee, J. C., Chen, Y. G., Sieh, K., Mueller, K., Chen, W. S., Chu, H. T., Chan, Y. C., Rubin C., and Yeats, R. (2001). A vertical exposure of the 1999 surface rupture of the Chelungpu fault at Wufeng, western Taiwan: structural and paleoseismic implications for an active thrust fault. Bulletin of the Seismological Society of America, 91(5), 914-929.
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.
陳文山 (2006) 地震地質調查及活動斷層資料庫建置計畫─槽溝開挖與古地震研究計畫(總報告)：一、「新期構造、古地震與槽溝開挖研究」。經濟部中央地質調查所報告第95-08總號，共133頁。