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2016-02-26

美濃地震—台灣西部深部地震孕震構造與地體架構初探

郭陳澔 (中央大學地球科學系;kuochen@ncu.edu.tw)

美濃地震這一震震出了我們之前忽略的許多問題!自從921集集地震之後,我們對地表活動斷層的關注與研究著墨許多,也都有不錯的研究成果,例如台灣地震科學中心 (TEC) 近期依據地表活斷層與地震等資料,所發表的台灣地震危害度分布圖。然而,此次地震卻點出了我們平常所未關注的議題 ”台灣西部深部地震的孕震構造”。

深部地震雖然在地表未產生斷層錯動,但其所造成的地表搖晃卻足以造成建築物的損害。姑且不論因偷工減料造成致命傷害的維冠大樓,在其它建築物與路面因土壤液化與強烈的地振動仍會產生永久的損害。然而,深部地震調查的難處在於斷層並未出露於地表,因此必須配合地質與地球物理方法聯合探測,尤其此次主震深度約 17 公里,餘震分佈更深可達 20-30 公里 (位於中下部地殼),主震區域淺於 10 公里的餘震十分的稀少。根據地表所觀測到的形變資料,初步模擬出的斷層形貌與餘震分佈並沒有很好的對應關係 (有興趣請參考中央氣象局與 TEC 針對此地震聯合舉辦的研討會演講內容,http://tec.earth.sinica.edu.tw/new_web/news_con.php?id=160),因此學界的專家們目前也正想破頭要解決這一問題,同時這也凸顯出地底下地質構造的複雜性。

一般而言,在解釋台灣西部淺層的斷層活動,可以用台灣造山作用所產生的褶皺逆衝帶,來詮釋地震斷層活動的原因,但此美濃地震與其餘震序列處於中深部地殼的位置,並不位於一般認為的淺層褶皺逆衝帶之範圍。因此,此次深部地震的孕震構造成因,可能為南海張裂時期已存在於台灣深部地殼的正斷層系統再度活化。此想法在過去研究地體構造的論文中也不斷的出現,只是因為未造成重大的災害而未曾加以正視。但近年來,不少深部地震的發生,造成極大的地表振動,且規模都達六以上,例如 2010 年甲仙地震、2012 年霧台地震、2013 年南投地震以及這次 2016 年美濃地震。圖一的示意圖表示台灣深部地殼在菲律賓海板塊擠壓而造山前,因南海的張裂形成一系列的正斷層系統,而後因歐亞板塊與菲律賓海板塊的相互擠壓下,深部的正斷層系統再度活動,而造成現今的西部深部地震地體構造,淺部地震地體構造則為褶皺逆衝帶系統。此外,西南部的甲仙、霧台以及美濃地震,其主震區的餘震分佈走向偏向東西向,也為高角度斷層系統,此與西南部外海分佈的正斷層系統也多所類似,但與現今主要地表地質構造呈現北北東走向並不相同 (圖二)。

圖一

圖一

從中央氣象局的背景地震資料來看,這些深部的地震地體構造並不僅止於西南部,在西部也普遍的存在,只是目前並未有較系統性的整理,而研究的方法則可以從微震的監測,研究分析可能潛在的孕震構造,但此深部系統的地震構造活動,究竟會造成地表上因地質條件的差異,而產生如何的形變反應,這仍需配合地表地質的觀測才能夠了解。

主題資料來源:

參考文獻:
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Brown et al. (2012) The structure and kinematics of the central Taiwan mountain belt derived from geological and seismicity data. Tectonics, 31, TC5013, doi:10.1029/2012TC003156. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2012TC003156/abstract
Wu et al. (2014), Subsurface imaging, TAIGER experiments and tectonic models of Taiwan, J. Asian Earth Sci., doi:10.1016/j.jseaes.2014.03.024. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1367912014001564

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