北宜蘭構造

北宜蘭構造南起宜蘭大同,往東北經三星、員山、礁溪、頭城至貢寮(圖一),大致呈東北走向,全長約74.9公里,為南側沉降之正移構造(圖二、圖三)。構造北側為雪山山脈,南側為宜蘭平原。構造北側出露岩層主要有乾溝層、四稜砂岩、西村層、中嶺層,南側的宜蘭平原則由沖積層所組成(圖四)。


    前人研究

    蘇清全(2011)以鑽井岩芯資料計算各井位之沉陷速率,北區北側山麓邊緣區,沉陷速率為0.9-4.8 mm/yr;南區蘭陽溪南岸至中央山脈間,沉陷速率為4.2-5.3 mm/yr。因此北宜蘭構造垂直滑移速率應為0.9-4.8 mm/yr,南宜蘭構造垂直滑移速率應為4.2-5.3 mm/yr。


    野外調查

    於雪山山脈與宜蘭平原交界處觀察山脊線,可看到部分山脊呈三角面,推測是因北宜蘭構造活動,造成盆地陷落,使山脈如被刀削過般形成平行於構造線的平面。自宜三路向西觀察,可看到三角面形貌,此為構造沿線最為明顯的三角面,山上多為植披所覆蓋,山腳下平原區則有些村落(表一1)。於蘭城橋向西北觀望,也可看到三角面,三角面下還有陷落的山丘,山丘北部為公墓區,三角面上方有高壓電塔通過(表一2)。大同鄉冷水坑也可看到三角面,形貌則較不明顯(表一3)。


    表一:野外調查地點與照片,照片位置標示於圖三。

北宜蘭構造 照片 描述 座標位置
1
(1)自宜三路向西觀察三角面。 TWD97座標:330340,2748867
2
(2)於蘭城橋上向西北方觀察三角面。 TWD97座標:323919,2740879
3
(3)於大同鄉冷水坑觀察三角面,照片向北拍攝。 TWD97座標:323919,2740879

    活動速率與再現週期

    由蘇清全(2011)鑽井資料顯示,斷層之垂直滑移速率為0.9 - 4.8公厘/年,假設斷層角度為50 - 70度,換算沿斷層面滑移速率為0.96 - 6.27公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為0.97 - 1.40公尺,則活動再現週期為150 - 1460年,詳細參數如表二所示。


    表二:北宜蘭構造參數表。

    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)
    北宜蘭構造 Normal Structure 47.9 50 - 70
    7.41 - 11.41 7.89 - 14.89 590.96 - 1115.26 6.76 - 7.04 (W&C)
    6.77 - 7.05 (Y&M)
    17.18 - 46.77 0.97 - 1.40 0.96 - 6.27 150 - 1460

    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.

    蘇清全 (2011) 蘭陽平原末次冰期以來沉積環境變遷與構造作用特性。國立台灣大學地質科學研究所碩士論文,共129頁。