木屐寮─六甲斷層
木屐寮─六甲斷層北起台南白河,往南經東山、柳營、六甲至官田(圖一),大致呈東北走向,全長約26.4公里,為向西北逆衝之逆斷層(圖二、圖三)。斷層東側為丘陵地形,部分河流旁有河階發育,西側為平原區。東側地層有六雙層、二重溪層、崁下寮層、六重溪層,西側為全新世沖積層(圖四)。
前人研究
杜冠穎(2013)利用河道分析所得τ*數值及龜重溪階地定年結果所得到的區域抬升速率,配合simple shear folding model推估不同角度的滑移速率。靠近六甲斷層處,若近地表的角度為45°,則滑移速率為4.4 mm/yr;在牛山背斜區域,斷層角度約40°,滑移速率約為7.1 mm/yr。
六重溪南岸階地上,覆蓋於六雙層之上的全新世河口相C層之碳十四定年結果為9559-10147 cal. yr BP。經過海平面高度校正及下盤同年代沉積層的高度校正,扣除新營斷層的抬升量後,可得到C層一萬年來的垂直抬升量為55m。最後可得出垂直抬生速率約為5.5 mm/yr,而滑移速率約為11 mm/yr (楊志成等,2005)。
一萬多年的沉積層在S2線型兩側高差為35 m,因此垂直錯移速率為3.33 ±0.03 mm/yr;此沉積層在S1線型兩側高差為32 m,垂直錯移速率為3.00±0.03 mm/yr。因此六甲斷層垂直總滑移速率為6.33±0.06 mm/yr(陳文山, 2006)。
由鑽井資料得知新營斷層上盤抬升速率3.4±1.0 mm/yr,木屐寮斷層上盤的莿桐崎地區(六重溪場址南側約1公里)估算抬升速率9.0±1.0 mm/yr,假設木屐寮斷層上盤也受新營斷層上盤地殼抬升作用影響,則僅由木屐寮斷層造成的抬升速率剩5.6±2.0(陳文山等, 2008)。
野外調查
構造南部的斷層上盤處有兩座水庫,尖山埤水庫及烏山頭水庫,本研究至烏山頭水庫觀察,因斷層活動而隆起的地形形成天然的水系屏障,水庫壩體亦沿著斷層崖建設(表一1)。於構造中部的東山服務區附近,也可觀察斷層崖,此區域人為開發鮮少,主要為道路及電線桿等建設,其餘大多為植被所覆蓋,或作為墓園使用,現地量測崖高為20公尺(表一2)。
表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。
木屐寮─六甲斷層 | 照片 | 描述 | 座標位置 |
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1 |
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(1)白色箭頭所指處為烏山頭水庫的人工堤,黃色箭頭是原始的地形面,受斷層隆起的崖。 | TWD97座標:184514,2566889 |
2 |
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(2)現地量測斷層崖高20公尺,左圖為右圖的北側延伸,黃色箭頭指示地形高度,旁有墓園。 | TWD97座標:188677,2576778 |
活動速率與再現週期
由杜冠穎(2013)利用河道形貌分析結果顯示,沿斷層面之滑移速率為4.4 - 7.1公厘/年,由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.83 - 1.49公尺,則活動再現週期為120 - 340年,詳細參數如表二所示。
表二:木屐寮─六甲斷層參數表。
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) |
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木屐寮─六甲斷層 | Reverse Structure | 26.4 | 20 - 40 |
10 - 14 | 15.56 - 40.93 | 410.78 - 1080.55 | 6.68 - 7.06 (W&C) 6.61 - 7.03 (Y&M) |
10.23 - 48.42 | 0.83 - 1.49 | 4.4 - 7.1 | 120 - 340 |
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.
杜冠穎 (2013) 以河道地形分析探討台灣西南部六甲斷層的新構造特性。 國立台灣大學地質科學研究所碩士論文,共109頁。
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。
陳文山 、游能悌、松多信尚、楊小青 (2008) 地震地質與地變動潛勢分析計畫─斷層長期滑移速率與再現週期研究(2/4)。經濟部中央地質調查所報告97-9號,共75頁。
楊志成, 顏一勤, 宋時驊, 黃能偉, 陳勇全, 陳文山, 陳于高, 吳樂羣, 張徽正 (2005) 六甲斷層近萬年來滑移速率之探討。經濟部中央地質調查所特刊,第16號,第1-16頁。