中央山脈構造

中央山脈構造南起台東市,往北經台東縣卑南、延平、鹿野、關山、池上、花蓮縣富里、卓溪、玉里至瑞穗(圖一),大致呈東北走向,全長約86.2公里,為向東逆衝之逆斷層(圖二、圖三)。構造西側為中央山脈,北有舞鶴台地,南部鹿野溪溪口有鹿野高臺及初鹿台地,斷層西側為縱谷平原。構造西側岩層主要為崙山層,北有舞鶴礫岩,南有卑南山礫岩,構造東側岩層則為沖積層(圖四)。


    前人研究

    舞鶴階地相對於秀姑巒溪河床高170 m的木頭定年老於50 ka,得到抬升速率為3.4 mm/yr (Shyu et al., 2006b)。花東縱谷沉降速率為3 mm/yr (Shyu et al., 2006a),因此總抬升速率應小於6.4 mm/yr。依紅土風化程度推估年代應不老於200 ka,抬升速率應大於3.9 mm/yr。因此抬升速率應介於3.9-6.4 mm/yr之間(Shyu et al., 2006b)。


    野外調查

    自瑞港公路上的涼亭可遠觀舞鶴台地(表一1),舞鶴台地是由中央山脈構造活動而抬升的階地,構造位於台地的東側。在中山路上則可觀察到低位階地上的土壤(表一2)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

中央山脈構造 照片 描述 座標位置
1
(1)自瑞港公路上遠觀舞鶴台地。 TWD97座標:292033,2599587
2
(2)舞鶴中山路上的階地土壤。 TWD97座標:290651,2598711

    活動速率與再現週期

    舞鶴階地相對於秀姑巒溪河床高170 m的木頭定年老於50 ka,得到抬升速率 3.4 mm/yr。花東縱谷沉降速率3 mm/yr (Shyu et al., 2006),因此總抬升速率應小於6.4 mm/yr。看紅土程度估計年代應不老於200 ka,抬升速率應大於3.9 mm/yr。因此抬升速率應介在3.9 - 6.4 mm/yr之間。假設斷層角度為35 - 55度,換算沿斷層面滑移速率為4.76 - 11.16公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為1.82 - 3.88公尺,則活動再現週期為160 - 820年,詳細參數如表二所示。


    表二:中央山脈構造參數表。

    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)
    中央山脈構造 Reverse Structure 86.2 35 - 55
    18 - 22 21.97 - 38.36 1893.81 - 3306.63 7.28 - 7.50 (W&C)
    7.34 - 7.66 (Y&M)
    103.51 - 384.59 1.82 - 3.88 4.76 - 11.16 160 - 820

    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。

    s

    Shyu, J. B. H., Sieh, K., Avouac, J.-P., Chen, W.-S., and Chen, Y.-G. (2006a) Millennial slip rate of the Longitudinal Valley fault from river terraces: Implications for convergence across the active suture of eastern Taiwan. J. Geophys. Res., 111, B08403, pp.22.

    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.

    Shyu, J. B. H., Sieh, K., Chen, Y.-G., and Chung, L.-H. (2006b) Geomorphic analysis of the Central Range fault, the second major active structure of the Longitudinal Valley suture, eastern Taiwan. GSA Bull., 118, No.11/12, pp.1447-1462.

    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.