地球科學園地

一九九九◆九月秋季

《第十一期》

 

 

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地震的斷層現象

陳勉銘、何昌信、楊志成/經濟部中央地質調查所

陳文山/台灣大學地質科學系

(因圖檔眾多,本篇下載費時較久,敬請稍待)
← 斷層經過霧峰光復國中的操場,形成東側操場被抬升約2公尺。地殼隆起將操場截斷成兩個階面,階面相交處約呈崎嶇的弧線,這就是操場被抬起時地表的土層向前滑移所造成的。

  921集集大地震的規模為芮氏7.3,是百年來台灣地區所發生的最大規模地震,傷亡極為慘重。地震造成地表斷裂所形成的斷層稱為「地震斷層」,此次地震引發的地震斷層長度相當的長,大約從苗栗的卓蘭到嘉義的古坑地區,全長約100公里,是阪神大地震(規模芮氏7.2)所產生地震斷層的兩倍。地表產生的地震斷層將位在車籠埔斷層以東的地塊向上抬升約1至8公尺不等;北段地區從卓蘭至太平地區的抬升量約3至8公尺,南段地區大里至古坑地區抬升量約數10公分至3公尺。斷層經過較大的城鎮有卓蘭、石崗、豐原、潭子、太平、大里、霧峰、草屯、中興新村、名間、竹山、古坑等,由於這些城鎮人口密度極高,因此才造成極大的傷亡與破壞。除此之外,橫跨烏溪的烏溪橋與濁水溪的名竹大橋,兩大交通主幹橋樑也因為斷層通過,造成橋墩斷裂而破壞,致使台灣西部南北向的第二大交通動脈為之癱瘓,其餘因橫跨斷層而遭受破壞的橋樑有埤豐大橋、一江橋與桶頭橋。集集大地震的地震規模雖比販神大地震還大,但傷亡卻較小,主要原因是阪神大地震的震央位置是位於人口稠密的都會區,而集集大地震的震央是位於山區。

  集集大地震所造成的地震斷層長度非常長,地表的特徵也非常明顯,大致是沿著車籠埔斷層與觸口斷層再度錯動形成的地震斷層。本文就以野外所觀察到的地震斷層來說明地震的威力與可怕,也可以看出各種因地震所造成的破壞與地質現象。

  台灣是位在全世界現今數個還在造山的地區之一,地殼一直受到擠壓,因此產生許多新的斷層,並且存在許多還一直活動的斷層。地殼變動如此活躍的地區,發生地震的頻率自然而然就非常的高。台灣的地質學家大都知道規模7.0以上的地震一定會發生,因為本世紀以來「它」曾經來訪過數次,只是不敢相信「它」居然來得如此的快,而讓我們倉惶不知所措。「它」就像一個永遠揮之不去的夢魘,還會再度的造訪我們。只有從這次慘重的經驗中記取教訓,趕緊建立防震的政策與措施才是目前我們真正所能做的事情。

  地震時地表最常見的破壞現象有山崩(圖一、二),民間稱大規模的山崩為「走山」、地裂(圖三、四、五、六、七)、堰塞湖(圖八)、沖積層液化等現象。除了造成地表自然景觀巨大的改變之外,同時也造成結構物的巨大損壞(圖九、十、十一、十二、十三、十四、十五)。地表破裂時經常可以看到不同形態的斷層與構造(圖十六)。921大地震是車籠埔斷層活動時所造成的。你是否看過地震之前的車籠埔斷層(圖十七),與地震之後同一地點的車籠埔斷層(圖十八)?

←(圖一)九份二山的大規模山崩,使位在海拔約1,000公尺的山峰坍滑數公里。
←(圖二)九九峰是由礫岩所構成的山峰,堅硬的礫岩本來就形成陡峭的岩壁。礫岩層都是由不易風化的石英岩所組成,因此九九峰的地表不易形成厚層的土壤,僅在山峰頂處較平緩有些微的風化層並長有少部份淺根的植被。地震時地表產生巨大的震動,震落了山體表面風化的岩石與表覆的土壤層,也形成了一幅童山濯濯的景象。
←(圖三)車籠埔斷層橫切草湖溪的河床,將東側河床的岩壁抬升約2公尺,在河床上形成一個小型的瀑布。
←(圖四)斷層從北向南截切過濁水溪河床,位在上游的河床沙洲被斷層抬起成為高出河面約2.5公尺的河階。
←(圖五)斷層橫切過濁水溪的河堤,從原來平整的河堤被抬升成為高低兩個河堤面,東側被隆起約2公尺。同時河堤邊的道路可以清楚的看見路面被截斷錯移,東側道路向北位移約3.5公尺。
←(圖六)921集集大地震時在大甲溪中形成高約6.5公尺的瀑布,就稱為石岡瀑布吧!
←(圖七)一江橋的橋面像骨牌般的傾倒,橫跨橋樑的輸水管也斷裂扭曲。
←(圖八)下游的河床隆起將上游河流的溪水阻隔,在河流中形成一個天然的湖泊。
←(圖九)921集集大地震當中造成許多校舍的破壞與傾倒,慶幸地震發生在夜晚,教室中沒有師生。教室為了採光經常將兩側的牆面設計為大面積的窗戶,而造成校舍的結構不良,921地震時教室所有樑柱均彎曲破壞。
←(圖十)直徑約2-3公尺的橋墩被攔腰截斷,斷層所經之處是無堅不摧。
←(圖十一)道路左側房屋座落在斷層之上,斷層活動時將房屋的後側抬高約1.5公尺,造成房屋向前傾倒並將一樓壓毀。後側直立沒有損壞的房屋距離斷層約1公尺,因沒有座落在斷層上而僥倖逃過一劫。
←(圖十二)斷層通過石岡壩的北側,造成壩堤下陷約8公尺,同時也造成水庫的潰堤。
←(圖十三)從空中鳥瞰烏溪橋,斷層通過橋的北側(左側)並已經斷裂無法通行。
←(圖十四)從空中鳥瞰大甲溪,溪的北岸(左側)岩壁因地震造成山崩,山崩的土石阻塞了大甲溪的河道,並使河流流向右側的農田。
←(圖十五)斷層截過路面,可以清楚的看見路面上的白線被水平的錯移數十公分,從被錯移的方向可以判斷為右移的平移斷層。
←(圖十六)岩層錯動時互相的摩擦,在斷層面上經常可以看見斷層擦痕。
←(圖十七)地震之前位在北溝的車籠埔斷層,斷層的上盤為上新世的錦水頁岩,頁岩逆衝在河階沖積層之上。
←(圖十八)921地震時地表的破裂沿著斷層再度的活動,可以看見河床的突起,以及斷層之上的鐵皮屋被掀起。

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