斷層 - 台灣大百科全書 Encyclopedia of Taiwan

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斷層 fault

分類:〔地質學〕 > 〔構造地質〕 > 〔地質構造〕
撰稿者: 李建成 簡介
最後修正日期: 98年10月28日

  • 臺灣活動斷層分佈圖 時代地層版

    臺灣活動斷層分佈圖 時代地層版

    來源:經濟部中央地質調查所提供

    提供人:李建成

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    臺灣活動斷層分佈圖 時代地層版

    來源:經濟部中央地質調查所提供

    提供人:李建成

岩石中兩側有相對滑移的破裂面或其現象。斷層通常不是單一存在,也不一定很平整,通常破裂面密集成帶,故用斷層帶來描述複雜的錯動變形。

岩石力學的角度來看,斷層的形成及活動,是受控於斷層兩側岩石的相對位移。隨著外力的作用,岩石內部累積的大地應力(stress)超過某一程度,就會發生破裂變形,並常伴以震動將累積的能量釋放,造成地震。

根據斷層面兩側岩石相對位移的型式,斷層可以分類為走向滑移斷層(strike-slip fault)及傾向滑移斷層(dip-slip fault);而傾向滑移斷層再分成正斷層及逆斷層。在斷層面不是垂直時,位在斷層面之上者稱為上盤(hanging wall); 位在斷層面之下者稱為下盤(footwall)。上盤相對於下盤順著重力趨勢往下滑動者稱為正斷層,通常發生於伸張或張裂狀態的地殼。反之,上盤相對於下盤逆著重力趨勢往上推移者稱為逆斷層,通常發生於擠壓或縮短狀態的地區。

臺灣位於菲律賓海板塊和歐亞板塊交接帶,板塊的聚合碰撞造成地殼擠壓變形及造山作用。在此過程中產生了許多斷層,特別是與板塊運動方向近乎垂直的一系列南北走向的逆斷層。臺灣西部麓山帶,亦即中央山脈西側到海岸平原之間的丘陵區,可以觀察到一系列此疊瓦狀的逆斷層,這是造山帶前緣典型的地質變形構造。從彰化海岸到南投埔里,由西向東分別有彰化斷層、車籠埔斷層、雙冬斷層、水長流斷層等。隨著這些逆斷層的持續活動,原先在地殼較深處的地層也沿著斷層面滑動而抬升。

地球科學家大多認為臺灣一系列的逆斷層是隨著山脈的發育,由東向西逐漸發育的。例如水長流斷層發育早、往西依次是雙冬斷層、車籠埔斷層及彰化斷層。然而當下一個斷層開始發育、活動性增強時,早先的斷層也可以繼續活動,祇是活動性會逐漸減低。以臺灣西部為例,最早發育的水長流斷層的開始形成估計大約是在更新世早期,也就是約200萬年前。最晚形成的彰化斷層估計其年紀大約僅有幾十萬年。水長流斷層和雙冬斷層的活動性已經非常低,而車籠埔斷層及彰化斷層則是現階段很活躍的斷層,甚至有更新的逆斷層將在其西方發育。1999年集集地震正是車籠埔斷層再滑移破裂而產生的大地震。地質學家研究指出,車籠埔在過去幾十萬年來持續活躍著,過去幾千年來的紀錄顯示其大約每300~400年會發生類似1999年集集地震的斷層活動。

除了逆斷層外,在臺灣也可以觀察到許多正斷層。逆斷層是反映地殼的擠壓,正斷層是反映地殼的伸張。臺灣在板塊聚合過程中,北部已經歷過擠壓的過程。由於板塊移動使得臺灣北部及東北部進入琉球海溝弧後擴張的板塊邊緣,地殼由擠壓轉變到伸張的環境。中、南部則是仍然在地殼擠壓的板塊聚合環境下。在臺灣北部及東北部的一些正斷層,常是沿著早期擠壓過程形成的逆斷層面發育。從逆斷層轉變成正斷層的現象,一般稱為構造反轉(tectonic inversion)。



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中文關鍵字:
應力 , 地震 , 正斷層 , 逆斷層 , 走向滑移斷層

英文關鍵字
stress , earthquake , normal fault , thrust fault , strike-slip fault

參考資料

  1. McKnight, T. L. and Darrel H. 2000. “Physical Geography: A Landscape Appreciation.” Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
  2. Davis, G. H. and Stephen J. Reynolds. 1996. “Structural Geology of Rocks and Regions.” New York: John Wiley & Sons.

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