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2-4-1-6 斷層與地質破碎帶概述

岩石受力而沿著一不連續面(帶)滑動時,此一不連續面(帶)稱為斷層面 (fault plane)或斷層帶(fault zone),斷層兩側的岩盤稱為斷盤(faulted blocks)。

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斷層之種類根據兩斷層面相對移動之關係,可分為正斷層(Normal Fault)、逆 斷層(Thrust Fault)及平移斷層(或稱滑向斷層)(Strike-slip Fault)三者。

(1).正斷層

正斷層如圖 2-17 所示,斷盤之上盤對下盤形成相對之向下移動,地表受 到張力後沿斷面向兩側拉裂造成斷面。亦或因地殼伸展,使地盤由下向上升 起形成斷面。在發生正斷層運動後,往往產生明顯之斷崖(Fault Scarp)。正斷 層斷層面傾角多在65~90 度之間 。在同一地區內,正斷層多呈一群約相互 平行的斷層出現。很少單獨出現。

(2).逆斷層

逆斷層如圖 2-18 所示,斷盤之上盤對下盤形成相對之向上推移,地殼受 到兩側壓力推擠緊縮或因地殼收縮造成兩層互相掩蔽。逆斷層常褶曲帶出 現。斷層面的傾角大於45 度之逆斷層,則稱為反斷層(Reverse Fault)。

圖2-17 正斷層示意圖

(圖片來源:埔里資訊網,網址:www.puli.com.tw)

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圖2-18 逆斷層示意圖

(圖片來源:埔里資訊網,網址:www.puli.com.tw)

(2).平行斷層

平行斷層如圖 2-19 所示,斷盤之上下盤在水平面上產生相對位移,無上 下垂直移動,此位移方向平行或近乎平行斷層之走向。平行斷層之斷層面多 呈近似垂直面,但由於斷層面之水平方向移動,沒有明顯之斷崖,於地面上 所見往往為一條斷層直線。

圖2-19 平行斷層示意圖

(圖片來源:埔里資訊網,網址:www.puli.com.tw)

斷層所形成之地形有斷崖(Fault Scarp)、地塹(Graben)及地壘(Horst)三者。

(1).斷崖

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由斷層作用使地層上升或降低,其斷層面成壁立高聳者謂之斷崖。一 般而言,斷崖僅見於正斷層,倘經長久時間的侵蝕,此種斷崖亦將不顯著。

(2).地塹與地疊

岩層受平行斷層之作用,發生相對上升與下降,上升地層稱作地壘,向 下陷落者謂之地塹。斷層之活動與火山類似,有死、活之分。而活動斷層亦 稱活斷層(石再添,1983)或活性斷層(Tsai, et al., 1975),其定義至目前為止並 沒有一致公認的說法。不過在學理上,一般地質學者大都認為斷層發生時代 愈新,其復活或再發生斷裂的可能性愈高。因此在第四紀(300 萬年前迄今) 曾經有過活動的斷層,可稱之為活動斷層;而在第四紀未發生活動的斷層則 稱之為死斷層或休止斷層(inactive fault)(Keller, 1979)。而加州礦產與地質委 員會(California Mining and Geology Board)(1973),則又進一步將活動斷層之 斷層活動度(fault activity)分為活動(active)與潛在活動(Possible active)兩類(表 3-2)。若斷層曾在全新世(Holocene, 11,000 年前迄今)活動,則其斷層活動度 為〝活動〞;若斷層曾在全新世(Pleistocene, 11,000 年前至 3,000,000 年前之 間)發生活動,則其斷層活動度為〝潛在活動〞。

表2-8 斷層之活動度

(圖片來源:埔里資訊網,網址:www.puli.com.tw)

在實際工程之應用上,世界各國採用的活動斷層定義也略有不同。日本 第二章 既有山坡地住宅社區災害案例分析與環境影因子之決定

標準,則必須至少合乎下列其中一項條件:(1)在過去 35,000 年內曾在地表或 地表附近至少發生一次之移動者或在過去 500,000 年內曾重複移動者,(2)以 足夠精密的地震儀曾紀錄有感地震,而此地震之發生與斷層有直接關連者,

(3)與含有(1)或(2)項條件之斷層,具有地質構造相關性(structural relationship) 之斷層,當其中之一發生移動現象時,亦可預期他日會有同樣的現象發生 (Code of Federal Regulations, 1978)。前者所訂之標準在實際認定的程序上容 易發生困難。比如說一發生在全新世(即使是有詳細歷史記載)的斷層,若斷 層並無適當的地層剖面能證明其有〝重複〞活動的現象,則不能認定是〝活 動〞斷層,而後者所訂之條文則較為明確,認定上較為容易。但無論活動斷 層定義為何,其認定之標準應視該工程遭破壞後可能產生之後果而定。對核 能或核子設施等具有高度危險性的工程,活動斷層之定義應採用較嚴格的標 準(如美國原子能委員會所訂的);而對一般建築及小工程而言,則可採用較 實際的標準(如 CMGB 所訂的斷層活動度為〝活動〞者)。另外,活動斷層可 依其持續性或突發性的活動型態,分別稱之為潛動(Creep)型及地震發生型活 動斷層(垣見,1979)。美國的 San Andreas 斷層即屬於潛動型活動斷層,其潛 動速度約每年2.5 至 3.5 公分(Keller, et al., 1982)。而 1935 年台灣中部發生大 地震時所產生的斷層,則屬於地震發生型的活動斷層(潘國樑,1983)。

一般而言,活動斷層的地質學認定方法須包括兩個步驟,其一為地形異 常或地形特徵的找尋,其二為地層證據的發掘。第一個步驟可提供何處可以 發覺地層證據、斷層延伸位置、伴隨斷層發生的地形及斷層移動方式等資料,

對第二個步驟的進行將提供極有價值的資料;第二個步驟則是利用地層的證 據證明斷層是否為活動斷層。由於活動斷層為斷層的一種,因此其在地形上 的特徵與一般斷層類似,只是它發生的年代距離現代較近,特徵較容易保存 下來。Coasta and Baker (1981) 所提出活動斷層的地形特徵主要有 10 種,包 括斷層崖(fault scarp)、削切山嘴(faceted spur)、斷層崖上的懸谷(hanging valley)、斷層帶附近的窪地(ponding drainage)、錯動河斷層池(sag pond)、斷 層崖附近之隆起或扭曲的平台(warped tarrace)、斷層帶兩側之土壤、植生的 既有山坡地住宅社區環境影響因子危險度量化評估之研究

差異、斷層線上的線狀河谷或凹槽(linear valley or trough)、及橫斷嶺(shatter ridge)等,其中大部分可由 Wesson, et al., (1975)研究的加州 San Andreas 斷層 之地形特徵說明(圖 2-20)。

圖2-20 活動斷層之地形特徵(修改自 Wesson, et al., 1975) (圖片來源:埔里資訊網,網址:www.puli.com.tw)

Keller, et al., (1982)也曾利用沖積扇之錯斷地形尋找到活動斷層。此外,

其他的地形特徵還有湧泉(spring)、植生或線狀異常排列亦可能暗示斷層之存 在。而所謂的地層證據則通常需要以野外地質探勘的方法取得斷層兩側之地 層排列狀況資料,再採得適當的炭質物以放射性定年方法推測斷層發生的年 代,及研判其是否有重複活動的現象。

大多數斷層,特別是大斷層的斷層面並非是單一的面,而是由一系列密 集的破裂面及由搓碎的岩屑組成的破碎帶。它包括斷層破碎帶及斷層影響 帶。斷層破碎帶是指兩側為斷層面所限制的岩石強烈破碎的部分;斷層影響 帶則是受斷層影響,靠近破碎帶兩側的密集節理或岩層發生拖曳撓曲的部分。

第二章 既有山坡地住宅社區災害案例分析與環境影因子之決定

本研究依據營建工程生命週期(life cycle)之概念,參考國內既有山坡地 管理規範(山坡地建築開發管理辦法、山坡地保育利用條例、山坡地保育條 利施行細則、非都市土地開發審議規範)與水土保持相關法規(水土保持 法、水土保持法施行細則、水土保持技術規範)以及建築技術規則建築設計 施工篇第十三章-山坡地建築,初步研擬既有山坡地住宅社區人為環境影 響因子如下:

(1).規劃設計 (2).施工管理 (3).營運維護