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 |
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1 |
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(1)自宜三路向西觀察三角面。 | TWD97座標:330340,2748867 |
2 |
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(2)於蘭城橋上向西北方觀察三角面。 | TWD97座標:323919,2740879 |
3 |
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(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) |
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北宜蘭構造 | Normal Structure | 74.9 | 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。