潮州斷層

潮州斷層北起高雄六龜鄉,往南經屏東高樹、鹽埔、內埔、萬巒、新埤、枋寮、至枋山(圖一),走向大致為南北向,全長約99.3公里,是向西逆衝兼左移的斷層。斷層沿線的階地主要分布於高樹、三地門一帶,及內埔、瑪家鄉一帶(圖二、圖三)。斷層西側主要為沖積層,東側為牡丹層,由頁岩和薄砂頁岩互層所組成,夾有厚層砂礫岩透鏡體,階地則是由紅土礫石層所組成。


    前人研究

    潮州斷層為地調所發佈之台灣活動斷層之一,地調所也進行過地質鑽探、地球物理探勘之調查(林啟文等,2009),然而滑移速率仍未有相關前人文獻發表。


    野外調查

    本研究針對青葉、加蚋埔山、屏東科技大學、古華等地的階地進行調查,屏東科技大學的階地面是向西傾斜的緩斜面,於學校正門的學府路則沿著地形的緩斜面開闢(表一1),斜坡延伸至校外,由通安路繞至校外,斜坡變成陡坡,並作為墓園用的土地,本研究於墓園現地量測崖高,高差約10公尺(表一2),由DEM量測高差為12公尺(圖四剖面A),墳墓旁露出的土壤呈黃褐色,估計年代為30-150 ka。此階地東側的牛角灣溪因構造活動使河流改道,形成近90度的大轉彎,並且將階地東側侵蝕出河階崖。

    古華的階地面積較小,但仍可在露頭中發現河道礫石,階面頂部土壤呈紅褐色,年代估計為30-150 ka(表一3),階地頂部是軍事用地,推測地形應相當平緩才能開發,自軍營門口測量階面高度,階面離南側平原高30公尺。

    青葉的階地土壤顏色為紅褐色,形成年代估計為30-150 ka(表一4),現地量測階面高度至下盤平原高差至少為30公尺,由DEM量測高差為42 - 45公尺(圖四剖面B)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖二。

潮州斷層 照片 描述 座標位置
1
(1)屏科大,向東拍攝,紅色箭頭斷層崖。 WGS84座標:120.596525,22.640782
2
(2)屏科大大門的斜坡延伸至校外的墓園,左圖為斷層崖,走向呈南北向,現地量測崖高約10公尺。照片向東南方拍攝。右圖為墓園區觀察到的紅土露頭,呈黃褐色,估計年代為30-150 ka。 WGS84座標:120.601387,22.638446
3
(3)古華的階地土壤呈紅褐色,年代估計為30-150 ka WGS84座標:120.623247,22.362471
4
(4)青葉的階地土壤呈紅褐色,推估年代為30-150 ka WGS84座標:120.632137,22.836260
...
...
圖四:地形剖面線


剖面線位置標示於圖三,資料取自DEM。


    活動速率與再現週期

    本研究分別於青葉、屏東科技大學、古華調查階地,階地年代推估為30-150 ka,由DEM量測斷層崖高,高差最大為42 - 45公尺(青葉),則斷層垂直滑移量為0.28 - 1.50公厘/年。假設斷層角度為70 - 80度,換算沿斷層面滑移速率為0.40 - 2.26公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為1.24 - 1.76公尺,則活動再現週期為550 - 4400年,詳細參數如表二所示。


    表二:潮州斷層參數表。

    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)
    潮州斷層 strike-slip and reverse fault 99.3 70 - 80
    9.11 - 13.11 9.25 - 13.95 918.52 - 1385.24 7.00 - 7.18 (W&C)
    6.96 - 7.16 (Y&M)
    34.28 - 73.28 1.24 - 1.76 0.40 - 2.26 550 - 4400

    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.

    林啟文、陳文山、劉彥求、陳柏村(2009)臺灣東部與南部的活動斷層 二萬五千分之一活動斷層條帶圖說明書 十二、潮州斷層。經濟部中央地質調查所特刊,第23號,第133~148頁。