梅山斷層

梅山斷層東起南投竹山,往西南經古坑、梅山、大林至民雄(圖一),大致呈東北偏東走向,全長約25.2公里,為右移的走向滑移斷層(圖二、圖三)。斷層東西橫跨丘陵與平原區邊界,東側地形為主要為侵蝕殘丘及抬升的紅土化階地,西側地形則以沖積扇與沖積平原為主。斷層沿線地層有頭嵙山層、階地堆積層及全新世沖積層(圖四)。


    前人研究

    梅山斷層上次活動時間為1906年,規模7.1 (Omori, 1907)。

    中正大學與華南大學上的紅土台地被錯位,水平右移 2-2.5km,紅土台地碳十四定年 38 ka。右移速率為 52.6-65.8 mm/yr(陳文山等,2003)。

    陳文山等(2013)在好收場址的鑽井資料中,以延伸性最好的全新世沖積Hb層做對比。Hb層頂面碳十四定年結果為3360-3450 yr BP,而斷層兩側的Hb層頂高差約為8.5 m,因此估算此剖面的長期垂直變動(錯移)速率約為2.5 mm/yr。


    野外調查

    梅山斷層雖然有1906年的地表破裂紀錄,但錯動方向主要以走向滑移為主,地形保存不易,難以在斷層兩側做地形對比,因此活動速率也難以估計。由地形觀察,梅山斷層為走向滑移兼逆移斷層,南側為抬升側。本研究僅就垂直方向的位移做地形觀察,南華路及大民南路上可觀察斷層崖,此區域人為開發不多,以農田為主,中正大學位在斷層上盤側(表一)。


    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
(1)於南華路上拍攝斷層崖。 TWD97座標:196517,2607446
2
(2)於大民南路上拍攝斷層崖,圖中建築群為中正大學校區 TWD97座標:194961,2607371

    活動速率與再現週期

    由陳文山等(2013)於好收場址的鑽井資料中,得到梅山斷層之長期垂直滑移速率為2.5公厘/年。假設斷層角度為80 - 90度,換算沿斷層面滑移速率為2.50 - 2.54公厘/年,走向滑移方向速率現階段仍無法估算。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.73 - 0.95公尺,則活動再現週期為290 - 380年,詳細參數如表二所示。


    表二:梅山斷層參數表

    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)
    梅山斷層 strike-slip fault 25.2 80 - 90
    12.69 - 14.69 3.89 - 16.95 319.79 - 427.14 6.53 - 6.66 (W&C)
    6.50 - 6.63 (Y&M)
    7.00 - 12.16 0.73 - 0.95 2.50 - 2.54 290 - 380

    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。


    Omori, F., 1907: Preliminary note on the Formosa earthquake of March 17, 1906. Bull. Imp. Earthquake Invest. Comm., 1(2), 53-69.

    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、石瑞銓、楊小青、楊志成、葉明官、李龍昇、劉力豪、顏一勤、彭秋雯、張徽正、陳于高、李元希、林偉雄、石同生、盧詩丁 (2003) 梅山斷層的構造特性與古地震研究。經濟部中央地質調查所特刊第十四號,第149-160頁。

    陳文山、游能悌、楊小青 (2013) 重要活動斷層構造特性調查研究計畫─斷層活動特性分析與評估(3/4)。經濟部中央地質調查所報告第102-9號,第50-65頁。