中洲構造
中洲構造北起台南官田,往南經大內、山上、新市、新化、關廟、歸仁至高雄阿蓮北部(圖一),山上以北呈西北走向,山上以南呈東北偏北走向,全長約35.5公里,為向西逆衝之構造(圖二、圖三)。斷層東側為丘陵地形,河流旁有河階發育,西側為平原區。東側地層以曾文溪為界,以北為六雙層,以南為崎頂層,河流周圍為階地堆積層,斷層西側為全新世沖積層(圖四)。
前人研究
由斷層西側(下盤)文賢井與斷層東側(上盤)台南高鐵井的對比,8000 yr BP等時面有46公尺高差,因此垂直滑移速率為 5.8 mm/yr;10000 yr BP等時面有64公尺高差,因此垂直滑移速率為 6.4 mm/yr。綜合兩者資料得知垂直滑移速率為5.8-6.4 mm/yr(陳文山,2010)。
Chen and Liu (2000)由鑽井資料中沈積物的古環境解釋與碳十四定年得知中洲河階(斷層上盤)抬升速率 4-7 mm/yr,大灣低地(斷層下盤)沉降速率1 mm/yr,因此斷層垂直變化速率為5-8 mm/yr。
野外調查
本研究於斷層北部階地,大內村南181鄉道觀察斷層崖,此區域大多為植被覆蓋,現地量測崖高30公尺(表一1),以5-m DEM量測為25公尺(圖五)。構造南段沒有明顯斷層崖,於市區道路上可看到緩斜坡樣貌(表一2)。
表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。
中洲構造 | 照片 | 描述 | 座標位置 |
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1 |
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(1) 自大內村南181鄉道向東拍攝,現地量測崖高30公尺。照片位置標示於圖三。 | TWD97座標:183501,2559748 |
2 |
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(2) 於構造線上觀察到的緩坡。於歸仁中山路拍攝。 | TWD97座標:178462,2540673 |
活動速率與再現週期
由陳文山(2010)鑽井資料顯示,斷層之垂直滑移速率為5.8 - 6.4公厘/年,假設斷層角度為20 - 40度,換算沿斷層面滑移速率為9.02 - 18.71公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.97 - 1.74公尺,則活動再現週期為50 - 190年,詳細參數如表二所示。
表二:中洲構造參數表。
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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中洲構造 | Reverse Structure | 35.5 | 20 - 40 |
10 - 14 | 15.56 - 40.93 | 552.38 - 1453.02 | 6.80 - 7.18 (W&C) 6.74 - 7.19 (Y&M) |
19.72 - 75.86 | 0.97 - 1.74 | 9.02 - 18.71 | 50 - 190 |
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. and Liu, T.-K. (2000) Holocene uplift and subsidence along an active tectonic margin southwestern Taiwan. Quat. Sci. Reviews, 19, pp.923-930.
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 (2010) 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(總報告)。經濟部中央地質調查所報告第99-09總號,共141頁。