枕頭山線型與野外調查結果

的河階崖。而另外一組線型崖，因為其走向與河流平行，故將其視為河階崖，並 將此河階崖上下兩階紅土化階地進一步細分為 Lt1 與 Lt2 兩階。

圖十一：枕頭山線型航空照片立體像對（從左至右）：67P76-179，67P75-420，

67P75-423）。可以判釋出枕頭山線性崖截切（黃色線段）階地面（紅色線段）， 且發現於 Lt2 階地面邊緣有大型山崩事件。

針對這兩條線型崖分別各做兩條地形剖面 A-A＇~ D-D＇（圖十二），可以發 現枕頭山線型的崖高約為七十公尺，而另一河階線型崖的崖高約為二十公尺。在 Lt1 與 Lt2 兩階階地上跨過枕頭山線型崖的兩條剖面 A-A＇和 B-B＇中，皆顯示 跨過枕頭山線型崖的高差為 70 公尺，由於枕頭山線性為一構造崖，由此可推測 此構造至少在紅土化階地 Lt1 形成之後才開始有活動。而從橫跨河階崖的兩條剖 面 C-C＇與 D-D＇來看，在枕頭山線型兩側的河階崖崖高皆為 20 公尺，證明這 一組河階崖可以短距離相互對比，並可作為判斷構造活動與錯移量的構造地形指 標與證據，也顯示，枕頭山線型的活動晚於這兩期河階地形成的年代。

在確定枕頭山線型兩側的河階崖可以短距離對比之後，由地形圖上可看出此河 階崖在跨過枕頭山線型時呈現左移的活動特徵，且由 DEM 上來計算此河階崖大 約視左移 28 公尺。

由於枕頭山線型非常筆直，的確符合平移構造的地表特徵，且由河階崖的錯 移可以推估其左移滑移量，然而枕頭山構造崖的崖高達到 70 公尺，是否真的為 左移活動構造，還需要野外調查佐證。

圖十二：枕頭山地區地形分布圖。黃色直線表示枕頭山線型所在位置;綠色虛線 表示階地河階崖位置。A-A’~ B-B’地形剖面，空心箭頭表示枕頭山線型可能之形 貌，跨過線性崖 Lt1 和 Lt2 河階高度差約為 70 公尺。C- C ’ ~ D-D’地形剖面，顯 示線性崖左右兩側階地，皆存在 20 公尺的河階崖。連接河階崖線時發現視左移 28 公尺。紅色星號為圖 13 樣本採集地點。

圖十三：紅土化階地礫石層對比色卡。此點位於上圖星號處，樣本由野外採樣，

未經過烘乾處理程序，直接對比之後發現比色值為 CHROMA 為 6; VALUE 為 5。

經過野外的調查，並沒有發現枕頭山線型具備明顯的左移活動特徵，反而在 大安溪流域北側舊火車鐵道旁發現其露頭剖面，顯示枕頭山線型可能為逆衝斷層 構造。此露頭剖面（位置見圖十）正好位於枕頭山構造崖的位置（圖十四），由 野外觀察時可以發現在構造崖西側皆為河流階地沉積物，其厚度約為 110 公尺，

在靠近地表紅土化土壤處的厚度約為 2-3 公尺，比色值為 CHROMA 為 6; VALUE 為 5（圖十三）；在構造崖的東側可發現岩盤上衝至地表，近地表處亦發現有階 地沉積物以交角不整合形式覆蓋於岩盤之上。根據中油地質圖與地調所地質圖 幅，此岩盤為桂竹林層，雖然在野外並未實際看到此一斷層露頭，但考慮枕頭山 線型東側桂竹林層岩盤高於西側紅土礫石層，且在階面上的崖高為七十公尺，可 由此推估造成枕頭山線型的構造為向東傾的逆衝斷層較為合理。此外，根據震測 剖面解釋（Hung & Wiltschko, 1993; 楊耿明等，2000，2003；Yang et al., 2007），

枕頭山線型底下淺處為平行層面斷層（bedding-parallel fault），由此可推測枕頭 山線型應為逆衝活動型態為主的枕頭山斷層。

圖十四：枕頭山斷層露頭。桂竹林層上衝至紅土礫石階地堆積層，且發現可以相互對比的階地面至少被抬升 70 公尺高。

由野外調查結果來看，枕頭山斷層主要為逆衝斷層，且河階崖的錯移也顯 現出左移活動的特性，因此接下來探究之問題是枕頭山斷層是否為斜向滑移斷 層（oblique fault）而同時兼具逆衝與左移分量？抑或只是逆衝斷層的活動使得 地形特徵在圖視的角度上產生平移活動的錯覺？

為了解釋此現象，本文便先嘗試分析單純的逆衝運動在地表是否會產生看 似平移的運動，可參見示意圖（圖十五）。圖中紅色虛線為斷層線，粉紅色為 河階線型崖，在斷層開始活動前，該線型崖與斷層線的平面俯視夾角約為 75 度（圖十五 a）。之後逆衝斷層開始活動，此時可發現河階線型崖在逆衝斷層活 動之後，從地表上觀察會發現有似左移方向的移動（圖十五），這樣模擬的結 果剛好符合地表上顯示有左移滑移分量，野外觀察卻為逆衝斷層的結果。

圖十五：枕頭山斷層滑移距離估算圖。由野外資料求得斷層面傾角與斷層線崖 高利用三角函數轉換，得到枕頭山斷層因為俯視角度在平面之上會產生的視偏 移量，這數值與所觀察到的 DEM28 公尺左移量相差不大。

既然在地形特徵與斷層線斜交的條件下，單純的逆衝斷層活動可以產生看 似平移活動的特徵，本文也嘗試估算枕頭山斷層若以單純逆衝的活動，可以在 地表造成多少的視左移錯移量（apparent sinistral offset）。

要計算此左移量可以透過斷層幾何與三角函數來求得，所需的參數為斷層面 的傾角以及垂直抬升量。雖然在野外無法直接觀察與量測斷層面，但根據震測 剖面（Hung & Wiltschko, 1993；楊耿明等，2000；楊耿明等，2003；Yang et al., 2007）推斷此斷層在淺處為平行層面斷層，因此本研究利用野外測量斷層東側 上磐的岩盤傾角來代替斷層面傾角，再把所測量的岩層位態取平均之後得到平 均傾角為 38 度朝南，並假設此角度為斷層面傾角，而垂直抬升量可以由地形剖 面得到斷層崖高差約為 70 公尺。在得到這兩個參數之後，加上河階崖與斷層崖 的夾角為 75 度，經由三角函數公式計算出在平面上此斷層可以造成表面約 24 公尺的視左移（apparent strike-slip）分量（圖十五 b）。此數值與從 DEM 上直 接量測出河階崖的 28 公尺位移相當接近，所以地表上可見的左移錯動量主要都 是逆衝分量所造成；在計算地表的錯移量之後，也可以進一步計算斷層面上的 滑移量。從三角函數的關係，可以得出枕頭山斷層滑移量在 Lt1 形成之後的沿 斷層傾角（Dip slip）滑移量約為 113.7 公尺（圖十六）。綜合上述分析，枕頭山 斷層為逆衝行為為主的斷層，在紅土化河階形成後，其垂直抬升量為 70 公尺，

沿斷層傾角滑移約為 113.7 公尺，斷層淨滑移距離（Net slip）約為 116.2 公尺。

圖十六：枕頭山斷層滑移距離估算（Dip slip）圖。利用野外測量岩層傾角推估 此斷層面約為 38 度向南傾，輔助斷層線崖高（U）70 公尺，經由三角函數推導 算出，在空間上造成 70 公尺的線型崖高，此斷層沿斷層傾角（Dip slip）至少 必須位移（d）113.7 公尺。

在枕頭山區域除了判釋構造崖可能對居民傷害之外，本文亦藉由航空照片 與數值地形分析此區域，發現在枕頭山區域於北面曾經有發生過大型山崩事件

（圖十七），雖然在 1999 年集集地震時此區域並未有山崩事件發生，但是此區 域在 1935 年屯子腳地震斷層發生時，即有報導過曾經發過大型山崩（圖十）。

圖十七：枕頭山地區 1/5000 像片基本圖。經由航照以及等高線外形判釋，紅線 表示崩積位置。