2009 年国际地球科学奥林匹亚IESO-- ITFI 测量地形学应用於921 集集.PDFVIP

2009 年國際地球科學奧林匹亞 IESO-- ITFI 測量地形學應用於 921 集集地震震度 調查之野外考察活動講義 1 2 3 4 4 5 葉孟宛 * 姜彥麟 張俊彥 梁鳳儒 王希俊 黃進達 1 國立臺灣師範大學 通識教育中心 2 行政院經濟部 地質調查所 3 國立臺灣師範大學 科學教育中心 4 國立臺灣師範大學 圖文傳播系 5 國立臺灣師範大學 地球科學系 壹 、導論 1999 年 9 月21 日發生了20 世紀亞洲最大的地震-芮氏規模高達 7.6 的集集地震。此 地震重創了中台灣，不僅摧毀了幾千棟的建築物，還奪走超過 2000 人寶貴的生命。世界 各地地球物理與地質等相關領域的科學家們（如 Kao et al., 2000, Rubin et. al., 2001, Chen et al., 2002, Angelier et al., 2003, Heermance Evans, 2006, Ma et al., 2006, Chen et al., 2007, 及 Lee et al., 2007 ）皆致力於研究這個事件，並已獲得了很多有關斷層活動的行為 模式和地震災害之預測與預防等研究成果。如今，你和你的隊友們將追隨這些科學家們 的足跡，藉由測量位於台灣中部車籠埔斷層的地貌特徵，來進行另一項跨國際研究小組 之科學調查活動。藉由此次的國際團隊野外實察任務，我們希望你們這些來自世界各地， 才華洋溢的年輕地球科學家們可以幫助我們瞭解並界定過去 10 年前所發生之921 集集地 震的規模、地表破裂的可能長度等相關資訊以助於未來防範類似地震災害的評估。 貳、斷層構造之簡介 一、斷層之定義與結構 (一) 斷層之定義 根據 Neuendorf 等人（2005 ）對斷層（fault ）所下的定義為：「分開兩岩體之破裂面， 且破裂面兩側的岩體有進行相對的運動」。但有時我們很難明確的指出需要具有多大 尺度（奈米、公釐、或公分）之相對運動才夠明顯的能將破裂面稱為斷層，因為相 *為本文通訊作者 - 28 - 2009 年國際地球科學奧林匹亞IESO -- ITFI測量地形學應用於 921 集集地震震度調查之野外考察活動講義 對運動的尺度大多是由個人判斷的（Hatcher, 1990 ）。舉例來說，一個相對運動長達 幾公里的斷層，如聖安德烈斯斷層（San Andreas fault ）是不難定義的；但若一個斷 層只有偏移幾厘米到幾毫米，可能會被認為是一個裂縫而不是斷層。因此，斷層也 可被界定為「於岩石破裂面上，主要藉由脆性變形機制所產生的滑移。而斷層帶（fault zone ）則是意指由脆性變形機制在一個可定義出寬度的區間中由多條斷層切穿過岩 石而導致岩石的碎裂與相對滑移之構造區間（Pluijm Marshak, 2004 ）。而斷層活 動之錯移量則是藉由沿著斷層面上的特定的方位線（如斷層面之走向、傾向等）來 測量一個可於斷層兩側相互對應之標記構造（如：層面或岩脈等）的位移距離（如 圖一和表一）。 (二) 斷層之結構 如圖一所示，斷層的結構包括：斷層面（Fault plane ）、斷層傾角（Fault dip angle ）、 上盤（Hanging wall ）、下盤（Footwall ）、走向滑移方向（Strike slip ）、傾向滑移方 向（Dip slip ）、總滑移方向與距離（Net slip ）和伏角（R