星期五的地質

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星期五地質

2015-11-15

梨山斷層是否為活動斷層?

文字:郭陳澔 (國立中央大學地球科學系)

插圖:陳品璇 (台灣大學地質科學系)

在台灣地質構造研究上,有一條斷層的活動性頗受爭議—梨山斷層,時至今日地質學家們仍持有不同的看法。但為何會有如此爭議?主要是因梨山斷層位於山區 (界於雪山山脈與中央山脈之間,長約 200 公里) ,其野外調查工作並不容易完成,且斷層並非一明顯之界面條帶,而是較寬的破碎帶,因而在野外調查判定此斷層的活動特性十分困難。有別於西部平原與麓山帶的褶皺逆衝活動斷層構造,其重要性在於它對台灣造山演化史上所扮演的角色,也是地質學家們一直所關注的議題。部分地質學家提出梨山斷層的形成,是因為新生代的拉張作用所形成的正斷層,而後因台灣的造山作用轉變成為兼具左旋分量的逆衝斷層;而部分學者則認為此斷層為古老的板塊縫合帶。近年來,有學者更提出梨山斷層為西部平原與麓山帶的褶皺逆衝帶的東側終止帶,在臨近區域為孕震帶且會有規模大的地震發生,例如:2013 年 6 月 2 日規模 6.5 的南投地震。因此,此斷層的活動與否與其活動特性引發了我們的強烈好奇心。

中央地質調查所對於活斷層的定義,為十萬年以來曾經有活動記錄,然而,並不是每一條斷層皆有完整的地質與定年資料可供判定。隨著近年來地球物理探測方法的多樣與技術的提升,可以間接觀測的方式來判讀斷層的活動性。本文利用地電阻、震波速度構造、微震分佈與震源機制解等方法,來解釋梨山斷層仍俱有活動性。地電阻探測結果顯示斷層下方為一高導電帶呈現近乎垂直條帶,可從地表延伸至地表下約四十公里左右,此外,從密集地震陣列所記錄到的地震群,也顯示近乎垂直延伸致地表下三十公里的地震構造,從岩石物理性質與地震活動記錄,皆表示此斷層帶下方為活動斷層帶。震源機制解可輔以解釋該地震構造的錯動情形,結果顯示此構造在淺層 (0-15 公里) 為左移為主的斷層帶,而至深部 (15-30 公里)則轉為逆衝斷層帶。震波速度構造則顯示在梨山斷層東側 (即中央山脈下),地殼開始急速的加厚且地震呈現零星的分佈 (似乎遇到很大的屏障,地震活動並未跨過梨山斷層東側)。因此,綜合地球物理資料的結果,可以推測梨山斷層目前仍然活動著。此研究主要是藉由密集地震陣列所記錄到的微震所提供的資訊,因此於日後存疑性的活動斷層調查,可以藉由密集地震陣列的佈設,捕捉微小的地震活動,以及建立高解析的震波速度構造。

主題資料來源:

Kuo-Chen et al. (2015) Is the Lishan fault of Taiwan active? Tectonophysics (in press). http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195115004710

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