山脚断层
山脚断层（英语：Shanchiao fault）是位于大台北地区的断层，1939年由日本地质学家丹桂之助提出发现[1]，为台北盆地形成的主要因素。南起台北盆地与林口台地交接处，自树林向东北沿林口台地崖坡经芦洲至关渡，再由北投穿越竹子湖经北磺溪河谷到达金山平原入海，陆域部分总长约35公里，根据2012年经济部中央地质调查所进行的探勘，判定为过去10万年内未曾经活动过的第二类活动断层[2]。山脚断层确认为正断层，断层上盘因台北盆地陷落形成明显的地层拖曳，断层倾角约50至60度[3]。
海域部分依台电最新调查，推测外海ST-I线形向陆域之延伸，可与山脚断层相接。该线形在其海域调查范围内长度至少40公里，估算山脚断层总长度至少74公里，但断层向东北方海域之延伸范围仍待确认[4]。
地质
[编辑]依台北盆地堆积晚更新世至今的沉积层，推断山脚断层至少在50万年前即已开始活动，也因大屯山火山群喷发的大量火山岩，覆盖于山脚断层上，使得地表断层地形不明显[5]。
依据中央地质调查所山脚断层条带地质图幅，山脚断层大致区分为南北两段[6]
北段
[编辑]
山脚断层北段由新北投经大屯山竹子湖，沿南磺溪经擎天岗，再顺着北磺溪至金山平原北侧的断层崖下方，进入东北海域。因断层活动造成地质结构差异，断层两侧之火山岩厚度有很大的差别，在北磺溪两侧岩盘垂直落差可达880米，北磺溪南侧断层上盘之火山岩厚度可达1500米，而北磺溪北侧之断层下盘的火山岩厚度仅数百米。山脚断层北段之北侧(下盘)岩层为中新世南庄层与桂竹林层，而断层南侧(上盘)之岩层乃渐新世五指山层，断层两侧皆覆盖更新世火山岩[5]。
- 金山平原段
台大陈文山教授依7口深井钻井岩心与E-GPS量测资料，就两井间岩盘落差最大之位置，作为推估山脚断层位置，研判金山平原北侧的线型崖地形乃属断层崖。推断出山脚断层应位在LNB-1 井与LNB-2井之间，三界桥2号井北侧与断层崖之间，以及金山5号井北侧与断层崖之间[5]。依金山6号井（400米）、金山7号井（376米）地质钻探取样，由浅至深大致可分四层，表层为潟湖相砂泥互层，耕作土壤与冲积砾石；第二层为冲积砾石层，属大屯火山之安山岩；第三层为火山角砾岩、凝灰岩或集块岩；第四层为五指山层之白色石英砂岩[7]。
- 北磺溪段
山脚断层大致沿着北磺溪溪谷分布，从金山平原的西端进入山区，再沿北磺溪段至擎天岗鞍部。全区岩层大都属于更新世火山岩，中新世南庄层与桂竹林层仅出露在北磺溪的北岸流域。北磺溪南岸保存相当完整之火山地形，北岸则呈许多大型的地滑区与地滑岩盘产生的裂隙，此区段无法以出露地层精确标定断层迹，仅依地形特性推测[5]。
- 新北投至擎天岗段
擎天岗鞍部至新北投区段，地表断层形迹非常不明显，呈更新世火山岩，断层两侧都有大规模的地滑区及岩层裂隙。此段受到正断层上盘朝南的沉降作用，而岩层朝南地滑，使岩层产生裂隙。大屯山区正断层构造不明显，但以温泉硫气孔与热液换质带分布，东北向线型构造，显示大屯山区仍持续受到正断层的作用[8]。
南段
[编辑]
南段由新北市树林区向北延伸至北投，长约13公里，为第四纪冲积层所掩覆[1]。经钻探发现山脚断层迹距离林口台地东缘数百米以上，于台北盆地内山脚断层两侧的基盘落差约有60至220米[9]。
由金山－淡水间微震的震源机制分析此地区大部分为正移断层(盲断层)，并兼具正断层和横移断层的性质，断层的倾角超过62度，长约11公里，为第二类活动断层。盆地面与西侧之林口台地落差达到700m左右；盆地西北缘重力梯度大，有正断层向下拖曳，断层面向东南呈高角度倾斜[10]。
断层活动性
[编辑]第二类活动断层
[编辑]2012年经济部中央地质调查所调查后归类为过去10万至1万年内曾经活动过的第二类活动断层。 [11]
南段伸张量较北段大
[编辑]依据测量结果山脚断层两侧未有明显之水平位移速度变化，但断层上盘仍有明显的下陷趋势[12]。依GPS连续观测站结果，台北地区主要为伸张应变，平均速度场约3.5 mm/年，平均方位角为 51度，山脚断层南段伸张量较北段大[13]。
| 山脚断层主要特性[14] | 滑移特性 | 平行断层水平速度变化 | 垂直断层水平速度变化 | 垂直速度变化 |
|---|---|---|---|---|
| 山脚断层北段 | 正移 | 1.3±4.6(mm/年) | 2.9±7.4(mm/年) | -2.2(mm/年) |
| 山脚断层南段 | 正移 | 4.2±6.2(mm/年) | 1.0±8.6(mm/年) | -10.8(mm/年) |
可能的影响
[编辑]依山脚断层的结构，断层面朝东南倾斜，浅层角度约60度而深层角度不明未知，延伸至大台北都会区下方，且断层邻近区域之人口密度达每平方公里30000人。山脚断层假设一旦引发直下型地震，震波将冲击上方都会区，常造成非常严重的灾难[2]。
山脚断层500米内之中小学
[编辑]1997年8月23日当时台湾省教育厅委托中央大学，研究结果显示山脚断层500米内新北市之中小学有[15]
- 三和国小
- 成州国小
- 建国国小
- 五股国小
- 五股国中
- 德音国小
- 泰山国中
- 中角国小
- 义学国中
- 明志国小: 爱智楼出现地层下陷及裂缝，导致与其他校舍间有明显高低差[16]。
- 丹凤国小
- 丹凤国中
桃园国际机场捷运土地开发案中，中港厝地区西北角可能有山脚断层通过[17]。利用机场捷运线沿线钻井岩心资料，研究丹凤地区山脚断层之地下形貌，显示山脚断层约以北偏东40度走向穿越中山路三段(2013年10月更名为新北大道七段)与德安街交口西侧附近，呈东南向约40至50度倾角隐没至地下深处[18][19]。
对台北盆地之效应
[编辑]- 山脚断层上盘出现下陷永久位移，而下盘明显抬升。 [20]
- 因震波产生之破裂方向效应(Directivity effect)，能量将朝波向前方叠加，加上盆地效应，于台北盆地内之振幅将放大，震荡时间也延长。
- 山脚断层上盘陷落，震波在垂直断层走向分量(strike-normal)之振幅波形较大。
- 当震源于外海且震波由海域朝盆地传播，盆地内西北侧如五股芦洲及关渡地区，地表加速度将会最大。
- 由于盆地共振加上能量聚焦，盆地西北侧之振幅皆会比较大。
- 台北盆地中的低速物质，是造成地震波传递过程中被放大的重要因子。经为地动观测台北市信义区的场址效应(site effect)，信义国小下方之松山层比邻近之吴兴国小深厚，使得测得之震波也被放大。[20]
参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 邱俊颖. 《山腳斷層再活動對於臺北盆地內地形變化之探討》 (PDF). 国立台湾大学地球科学系. 2007-07-01 [2018-02-15]. （原始内容存档 (PDF)于2018-02-16）.
- ^ 2.0 2.1 陈文山. 《山腳斷層》科學發展第515期. 2015-11-01.
- ^ 简志宇. 《台北盆地西北深部構造之研究; INVESTIGATING DEEP STRUCTURES IN THE NORTHWESTERN TAIPEI BASIN》. 国立中央大学地球物理研究所. 2008-06-30 [2020-10-08]. （原始内容存档于2020-05-07）.
- ^ 經濟部中央地質調查所《核能電廠的區域地質概況》2013年 (PDF). [2015-10-17]. （原始内容存档 (PDF)于2016-02-16）.
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 陈文山; 游能悌; 杨小青. 《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). 经济部中央地质调查所. 2013-12-01 [2018-02-14]. （原始内容存档 (PDF)于2018-02-14）.
- ^ 《山腳斷層條帶地質圖》經濟部中央地質調查所. 2009-01-01 [2017-09-16]. （原始内容存档于2017-09-16）.
- ^ 谢凯旋; 卢诗丁; 赖慈华. 《地震地質與地變動潛勢分析(4/4) 》 (PDF). 经济部中央地质调查所. 2011-05-01 [2018-02-14]. （原始内容 (PDF)存档于2018-02-14）.
- ^ 王朝兴. 《金山地區活動斷層之淺層震測調查》. 中正大学应用地球物理研究所. 2015-07-01.
- ^ 《山腳斷層Sanchiao Fault》. 济部中央地质调查所. [2018-02-15]. （原始内容存档于2020-09-15）.
- ^ 存档副本. [2013-01-13]. （原始内容存档于2010-03-23）.
- ^ 经济部中央地质调查所. 活動斷層. [2019-05-30]. （原始内容存档于2019-08-21）.
- ^ 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》. [2017-09-16]. （原始内容存档于2017-09-16）.
- ^ 刘桓吉; 卢诗丁; 侯进雄. 《地震地質與地變動潛勢分析(2/4) 》 (PDF). 经济部中央地质调查所. 2009-04-01 [2018-02-14]. （原始内容 (PDF)存档于2018-02-14）.
- ^ 林启文; 陈文山; 饶瑞钧. 《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). 经济部中央地质调查所. 2007-09-01 [2018-02-14]. （原始内容存档 (PDF)于2018-02-14）.
- ^ 《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. [2018-02-14]. （原始内容存档于2015-10-02）.
- ^ 陈韦宗. 明志國小蓋在斷層帶 校舍不耐震 學童搏命上課. 自由时报. 2015-04-15 [2018-03-05]. （原始内容存档于2018-03-16）.
- ^ 《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. [2018-02-14]. （原始内容存档于2014-12-29）.
- ^ 邵屏华; 涂明宽; 张渊明; 谢文诚. 《新莊丹鳳地區山腳斷層之地下形貌》 (PDF). 经济部中央地质调查所、宏鸣工程顾问公司、中华顾问工程司. [2018-02-14]. （原始内容存档 (PDF)于2018-02-15）.
- ^ 《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. [2018-02-14]. （原始内容存档于2018-02-14）.
- ^ 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》. 中国文化大学地学研究所. 2013-07-04 [2018-02-16]. （原始内容存档于2018-02-16）.
参见
[编辑]外部链接
[编辑]- 经济部中央地质调查所 《山脚断层-2万5000分之一的活动断层图》
- （[//web.archive.org/web/20160304064530/http://twgeoref.2002.moeacgs.gov.tw/article/article_view.jsp?article=00010364 页面存档备份，存于互联网档案馆） 林启文; 张徽正; 卢诗丁; 石同生; 黄文正《台湾活动断层概论. 五十万分之一台湾活动断层分布图说明书=An Introduction To The Active Faults Of Taiwan[With Explanatory Text Of The Active Fault Map Of Taiwan, Scale 1:500,000》,经济部中央地质调查所特刊2000年]
- 林朝宗; 李锦发《从钻井资料看台北断层在台北盆地的位置及其活动性The Trace And Activity Of The Taipei Fault》地工技术Sino-Geotechnics第64期，1997 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 《山脚断层位置》万鼎工程、经济部中央地质调查所 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
