山腳斷層

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山腳斷層英语:Shanchiao fault),1939年由丹桂之助(Tan, Keinosuke) 博士提出[1],為大台北地區的活動斷層,台北盆地形成的主要因素,位於臺北盆地與林口台地交接處,自樹林向東北沿林口台地崖坡經蘆洲至關渡,再由北投穿越竹仔湖經北磺溪河谷到達金山平原入海,陸域部分總長約35公里,為第二類活動斷層[2]。山腳斷層確認為正斷層,斷層上盤因臺北盆地陷落形成明顯的地層拖曳,斷層傾角約50至60度[3]

海域部分依台電最新調查,推測外海ST-I線形向陸域之延伸,可與山腳斷層相接。該線形在其海域調查範圍內長度至少40公里,估算山腳斷層總長度至少74公里,但斷層向東北方海域之延伸範圍仍待確認[4]

地質[编辑]

依臺北盆地推積晚更新世至今的沉積層,推斷山腳斷層至少在50萬年前即已開始活動,也因大屯山火山群噴發的大量火山岩,覆蓋於山腳斷層上,使得地表斷層地形不明顯[5]

依據中央地質調查所山腳斷層條帶地質圖幅,山腳斷層大致區分為南北兩段[6]

北段[编辑]

山腳斷層北段由新北投經大屯山竹子湖,沿南磺溪擎天崗,再順著北磺溪溪至金山平原北側的斷層崖下方,進入東北海域。因斷層活動造成地質結構差異,斷層兩側之火山岩厚度有很大的差別,在北磺溪兩側岩盤垂直落差可達880公尺,北磺溪南側斷層上盤之火山岩厚度可達1500公尺,而北磺溪北側之斷層下盤的火山岩厚度僅數百公尺。山腳斷層北段之北側(下盤)岩層為中新世南莊層與桂竹林層,而斷層南側(上盤)之岩層乃漸新世五指山層,斷層兩側皆覆蓋更新世火山岩[5]

  • 金山平原段

台大陳文山教授依7口深井鑽井岩心與E-GPS量測資料,就兩井間岩盤落差最大之位置,作為推估山腳斷層位置,研判金山平原北側的線型崖地形乃屬斷層崖。推斷出山腳斷層應位在LNB-1 井與LNB-2井之間,三界橋2號井北側與斷層崖之間,以及金山5號井北側與斷層崖之間[5]。依金山6號井(400公尺)、金山7號井(376公尺)地質鑽探取樣,由淺至深大致可分四層,表層為潟湖相砂泥互層,耕作土壤與沖積礫石;第二層為沖積礫石層,屬大屯火山之安山岩;第三層為火山角礫岩、凝灰岩或集塊岩;第四層為五指山層之白色石英砂岩[7]

  • 北磺溪段

山腳斷層大致沿著北磺溪溪谷分布,從金山平原的西端進入山區,再沿北磺溪段至擎天崗鞍部。全區岩層大都屬於更新世火山岩,中新世南莊層與桂竹林層僅出露在北磺溪的北岸流域。北磺溪南岸保存相當完整之火山地形,北岸則呈許多大型的地滑區與地滑岩盤產生的裂隙,此區段無法以出露地層精確標定斷層跡,僅依地形特性推測[5]

  • 新北投至擎天崗段

擎天崗鞍部至新北投區段,地表斷層形跡非常不明顯,呈更新世火山岩,斷層兩側都有大規模的地滑區及岩層裂隙。此段受到正斷層上盤朝南的沉降作用,而岩層朝南地滑,使岩層產生裂隙。大屯山區正斷層構造不明顯,但以溫泉硫氣孔與熱液換質帶分布,東北向線型構造,顯示大屯山區仍持續受到正斷層的作用[8]

南段[编辑]

南段由新北市樹林區向北延伸至北投,長約13公里,為第四紀沖積層所掩覆[1]。經鑽探發現山腳斷層跡距離林口台地東緣數百公尺以上,於台北盆地內山腳斷層兩側的基盤落差約有60至220公尺[9]

金山淡水微震震源機制分析此地區大部分為正移斷層(盲斷層),並兼具正斷層橫移斷層的性質,斷層的傾角超過62度,長約11公里,為第二類活動斷層。盆地面與西側之林口台地落差達到700m左右;盆地西北緣重力梯度大,有正斷層向下拖曳,斷層面向東南呈高角度傾斜[10]

斷層活動性[编辑]

依據測量結果山腳斷層兩側未有明顯之水平位移速度變化,但斷層上盤仍有明顯的下陷趨勢[11]

南段伸張量較北段大[编辑]

依GPS連續觀測站結果,台北地區主要為伸張應變,平均速度場約3.5 mm/年,平均方位角為 51度,山腳斷層南段伸張量較北段大[12]

山腳斷層主要特性[13] 滑移特性 平行斷層水平速度變化 垂直斷層水平速度變化 垂直速度變化
山腳斷層北段 正移 1.3±4.6(mm/年) 2.9±7.4(mm/年) -2.2(mm/年)
山腳斷層南段 正移 4.2±6.2(mm/年) 1.0±8.6(mm/年) -10.8(mm/年)

古地震[编辑]

由山腳斷層兩側的岩心紀錄,一萬一千年以來最少有三次地震[1][14]:

類別 年代 附註
1 古地震 1.1萬年前
2 古地震 9,200年前
3 古地震 8,500年前
4 大地震 1694年 陷落形成「康熙臺北湖」(文獻資料不足,地質學家並沒認定是淹沒整個台北盆地的大湖)
5 大地震 1867年 金山大海嘯

影響[编辑]

依山腳斷層的結構,斷層面朝東南傾斜,淺層角度約60度而深層角度不明未知,延伸至大台北都會區下方,且斷層鄰近區域之人口密度達每平方公里30000人。山腳斷層一旦引發直下型地震,震波將衝擊上方都會區,常造成非常嚴重的災難[2]

山腳斷層500公尺內之中小學[编辑]

1997年8月23日當時台灣省教育廳委託中央大學,研究結果顯示山腳斷層500公尺內新北市之中小學有[15]

  • 三和國小
  • 成州國小
  • 建國國小
  • 五股國小
  • 五股國中
  • 德音國小
  • 泰山國中
  • 中角國小
  • 義學國中
  • 明志國小: 愛智樓出現地層下陷及裂縫,導致與其他校舍間有明顯高低差[16]
  • 丹鳳國小
  • 丹鳳國中

桃園國際機場捷運土地開發案[编辑]

桃園國際機場捷運土地開發案中,中港厝地區西北角可能有山腳斷層通過[17]。利用機場捷運線沿線鑽井岩心資料,研究丹鳳地區山腳斷層之地下形貌,顯示山腳斷層約以北偏東40度走向穿越中山路三段(2013年10月更名為新北大道七段)與德安街交口西側附近,呈東南向約40至50度傾角隱沒至地下深處[18][19]

對台北盆地之效應[编辑]

  • 山腳斷層上盤出現下陷永久位移,而下盤明顯抬升。 [20]
  • 因震波產生之破裂方向效應(Directivity effect),能量將朝波向前方疊加,加上盆地效應,於台北盆地內之振幅將放大,震盪時間也延長。
  • 山腳斷層上盤陷落,震波在垂直斷層走向分量(strike-normal)之振幅波形較大。
  • 當震源於外海且震波由海域朝盆地傳播,盆地內西北側如五股蘆洲及關渡地區,地表加速度將會最大。
  • 由於盆地共振加上能量聚焦,盆地西北側之振幅皆會比較大。
  • 台北盆地中的低速物質,是造成地震波傳遞過程中被放大的重要因子。經為地動觀測台北市信義區的場址效應(site effect),信義國小下方之松山層比鄰近之吳興國小深厚,使得測得之震波也被放大。[20]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 邱俊穎. 《山腳斷層再活動對於臺北盆地內地形變化之探討》 (PDF). 國立台灣大學地球科學系. 2007-07-01. 
  2. ^ 2.0 2.1 陳文山. 《山腳斷層》科學發展第515期. 2015-11-01. 
  3. ^ 簡志宇. 《台北盆地西北深部構造之研究; INVESTIGATING DEEP STRUCTURES IN THE NORTHWESTERN TAIPEI BASIN》. 國立中央大學地球物理研究所. 2008-06-30. 
  4. ^ 經濟部中央地質調查所《核能電廠的區域地質概況》2013年
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 陳文山; 游能悌; 楊小青. 《重要活動斷層構造特性調查研究計畫- 斷層活動特性分析與評估》102年度報告書 (PDF). 經濟部中央地質調查所. 2013-12-01. 
  6. ^ 《山腳斷層條帶地質圖》經濟部中央地質調查所. 2009-01-01. 
  7. ^ 謝凱旋; 盧詩丁; 賴慈華. 《地震地質與地變動潛勢分析(4/4) 》 (PDF). 經濟部中央地質調查所. 2011-05-01. 
  8. ^ 王朝興. 《金山地區活動斷層之淺層震測調查》. 中正大學應用地球物理研究所. 2015-07-01. 
  9. ^ 《山腳斷層Sanchiao Fault》. 濟部中央地質調查所. 
  10. ^ http://kbteq.ascc.net/archive/cgs/part2/p10.html[失效連結]
  11. ^ 經濟部中央地質調查所 《山腳斷層-2萬5000分之一的活動斷層圖》
  12. ^ 劉桓吉; 盧詩丁; 侯進雄. 《地震地質與地變動潛勢分析(2/4) 》 (PDF). 經濟部中央地質調查所. 2009-04-01. 
  13. ^ 林啟文; 陳文山; 饒瑞鈞. 《臺灣活動斷層調查的近期發展》經濟部中央地質調查所特刊第十八號 (PDF). 經濟部中央地質調查所. 2007-09-01. 
  14. ^ 林明聖《山腳斷層》文化部,2011年
  15. ^ 《山腳斷層 之活動性與其對工程安全之影響》 經濟部中央地質調查所
  16. ^ 陳韋宗. 明志國小蓋在斷層帶 校舍不耐震 學童搏命上課. 自由時報. 2015-04-15 [2018-03-05]. 
  17. ^ 《山腳斷層之活動性與其對工程安全之影響--長生國際開發公司中正國際機場至臺北捷運系統建設計畫山腳斷層調查經過》 經濟部中央地質調查所
  18. ^ 邵屏華; 塗明寬; 張淵明; 謝文誠. 《新莊丹鳳地區山腳斷層之地下形貌》 (PDF). 經濟部中央地質調查所、宏鳴工程顧問公司、中華顧問工程司. 
  19. ^ 《萬鼎工程公司依據地球物理探測及地質鑽探結果,研判山腳斷層位置》 經濟部中央地質調查所
  20. ^ 20.0 20.1 王以旻. 《山腳斷層情境地震模擬之研究Numerical Simulation Study of the Sanchiao Fault Earthquake Scenarios》. 中國文化大學地學研究所. 2013-07-04. 

外部連結[编辑]

相關條目[编辑]