旗山斷層
旗山斷層東起高雄美濃,往西沿高雄杉林與美濃邊界,經旗山、田寮、燕巢至大社(圖一),大致呈東北走向,全長約40.0公里,為向西北逆衝兼右移的斷層(圖二、圖三)。斷層行經楠梓仙溪,楠梓仙溪以西,斷層東側為山麓地形,地層為東勢坑層,西側為沖積平原。楠梓仙溪以東,斷層東側為山麓地形,地層為烏山層,西側為侵蝕丘陵,岩層為古亭坑層,岩性以泥岩為主,常形成惡地地形,如月世界(圖四)。
前人研究
由陳文山等(2012)鑽井資料,各井位的長期抬升速率分析,大社A剖面上盤為3.4±0.8 mm/yr至4.0±0.3 mm/yr,下盤為2.4±0.7 mm/yr;大社B剖面上盤為3.3±0.9 mm/yr,下盤為2.8±0.6 mm/yr。依據此資料可推得旗山斷層的長期抬升速率為0.5-1.0 mm/yr。又由深水溪北岸露頭發現被斷層錯動的全新世河階礫石層,礫石層與崩積層的年代為7189±160 BP,可得知最近一次活動時間約為7189年前。
野外調查
自樹人路上向北遠觀,山脈平行旗山斷層走向,呈東北走向,山頂地形崎嶇,無人開發(圖五)。斷層線位於山的北側,山的抬升使楠梓仙溪由向南流轉為向西南流,繞過山脈後再往南流。
活動速率與再現週期
由陳文山等(2012)鑽井資料顯示,斷層之垂直滑移速率為0.50 - 1.00公厘/年,假設斷層角度為70 - 80度,換算沿斷層面滑移速率為0.72 - 1.50公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.78 - 1.09公尺,則活動再現週期為520 - 1510年,詳細參數如表二所示。
表二:旗山斷層參數表。
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) |
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旗山斷層 | Strike-slip and Reverse fault | 40 | 70 - 80 |
8.8 - 12.8 | 8.94 - 13.62 | 357.6 - 544.8 | 6.58 - 6.77 (W&C) 6.55 - 6.74 (Y&M) |
8.32 - 17.78 | 0.78 - 1.09 | 0.72 - 1.50 | 520 - 1510 |
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.
陳文山、游能悌、楊小青 (2012) 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(2/4)。經濟部中央地質調查所報告第101-9號,第75-86頁。