高屏溪構造

高屏溪構造北起高雄旗山鎮,往南經大樹至大寮(圖一),走向大致呈東北偏北,全長約33.4公里,為向東逆衝兼左移的構造。構造西側有階地分布,往南階地高度漸漸變低,最後沒入平原,北端階地因侵蝕作用使頂部變得不平坦(圖二、圖三)。構造西側岩層為嶺口礫岩,東側為高屏溪沖積而形成的平原(圖四)。



    野外調查

    高屏溪西側為受高屏溪構造隆起的丘陵,東側則是平原,自高屏溪的里嶺大橋上可以看到綿延不絕的斷層崖矗立在河流西側(表一1),往南斷層崖高度漸漸變低,沒入平原,往北與旗山斷層的山脈相望。

    於佛光山旁的山壁上出露大片紅土露頭,岩層中有河道礫石,其中一處礫石層呈U型排列,可能為古河道的堆積。紅土風化程度高,為橘紅色,估計年代為100-500 ka(表一3)。量測露頭頂端與高屏溪西側鳳梨田高度,高差達50公尺,由DEM量測崖高則為45公尺(圖五剖面A)。

    本研究沿高屏溪西測階地進行研究,三和路旁的露頭,階地的土壤風化程度高,估計年代為100-500 ka(表一2),由DEM量測此階崖高為42 - 46公尺(圖五剖面B)。

    高屏溪構造崖往南高度漸漸變低,階地高度也變低,於竹寮福安祠旁有黃土露頭,露頭中礫石層夾砂層,層位方向如魚骨般交錯排列,土壤呈黃褐色,估計年代為30-150 ka(表一4)。自露頭頂端量測高度至現生河階,高差為11公尺,由DEM量測崖高則為20公尺(圖五剖面C)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

高屏溪構造 照片 描述 座標位置
1
(1)自里嶺大橋遠觀構造崖,紅色箭頭所指為構造崖頂部,由北而南高度漸漸降低。 WGS84座標:120.460036,22.769710
2
(2)佛光山後方施工處有露頭出露,岩層中有礫石層,其中一處礫石層底部與砂層邊界呈U型(左圖),推測為古河道堆積。土壤風化程度高,推估年代100-500 ka。照片朝北拍攝。 WGS84座標:120.444810,22.754153
3
(3)三和路福德亭旁露頭,土壤風化程度高,年代推估100-500 ka,照片朝東拍攝。 WGS84座標:120.435108,22.714826
4
(4)竹寮福安祠旁露頭。礫石層夾砂層,層位方向如魚骨般交錯排列,土壤呈黃褐色,推估年代30-150 ka,照片朝北拍攝。 WGS84座標:120.428630,22.673731
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圖五:地形剖面線


紅剖面線位置標示於圖三,資料取自DEM。


    活動速率與再現週期

    三和路、佛光山的階地高度為42 - 46公尺,年代推估為100-500 ka,則斷層垂直滑移量為0.08 - 0.46公厘/年。假設斷層角度為70 - 80度且滑移角(rake)為45度,則換算沿斷層面滑移速率為0.11 - 0.69公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.77 - 1.05公尺,則活動再現週期為1120 - 9550年,詳細參數如表二所示。

  1. 活動速率與再現週期
  2. 三和路、佛光山的階地高度為42 - 46公尺,年代推估為100-500 ka,則斷層垂直滑移量為0.08 - 0.46公厘/年。假設斷層角度為70 - 80度且滑移角(rake)為45度,則換算沿斷層面滑移速率為0.11 - 0.69公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.77 - 1.05公尺,則活動再現週期為1120 - 9550年,詳細參數如表二所示。


    表二:高屏溪構造參數表。

    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)
    高屏溪構造 strike-slip and reverse structure 33.4 70 - 80
    10.27 - 14.27 10.43 - 15.19 348.36 - 507.35 6.57 - 6.74 (W&C)
    6.54 - 6.71 (Y&M)
    8.04 - 16.03 0.77 - 1.05 0.11 - 0.69 1120 - 9550

    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。


    Shyu, J. B. H., Sieh, K., Chen, Y. -G., Liu, C.-S. (2005) Neotectonic architecture of Taiwan and its implications for future large earthquakes. J. Geophys. Res., Vol. 110, B08402, doi:10.1029/2004JB003251.

    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.