複合地層與礫石層受斷層錯動之案例

過去現地調查在描述地表破裂的形貌時，多將上覆土層視為同一種材料，然而 自然界的地層很少是單一材料而且均質的，通常會由不同種類的地層堆疊而成，根 據組成的顆粒大小可區分為礫石層、砂層、粉砂層與黏土層。砂層、粉砂層屬於不 具凝聚力的顆粒性材料，在後續的文獻回顧中最常被拿來討論；黏土層是有凝聚力 的材料，部分學者亦有討論斷層在黏土層中的發展情形。目前礫石層與斷層的互制 關係很少被探討，但有許多野外露頭可以證實斷層也經常通過礫石層，且沉積於礫 石層中的礫石受斷層錯動後有不同的排列樣貌。

國內斷層槽溝的開挖，經常可見上覆礫石層的變形行為：新城斷層篤行營區 1 號槽溝北牆可以觀察到卓蘭層逆衝到晚更新世的河流相砂礫層之上，受擾動的河 道礫石層之中的礫石長軸方向不一，甚至看到幾乎直立的礫石夾雜在地層中，且部 分礫石被捲入斷層滑動面（圖 2. 4）。陳文山等人（2003）繪製之槽溝剖面示意圖 如圖 2. 5，槽溝開挖範圍內之上下盤無可比對的沉積層，又礫石層中缺乏可定年的 材料，上下盤的河道礫石層厚度差異甚大，對應關係尚待釐清，故無法判斷曾經發 生有幾次古地震事件及其發生時間。

圖 2. 5 篤行營區 1 號槽溝北牆剖面（陳文山等人，2003）

三義斷層於大甲溪河階之露頭可觀察到礫石受地震應力擠壓破裂，三義斷層 的分支斷層截切與錯移紅土階地礫石層及灰黑色土壤層（圖 2. 6、圖 2. 7）。此露頭 觀察從層位高度差判斷三義斷層分支在此處造成約 50cm 的垂直移距，但尚未討論 礫石旋轉特性與斷層錯移之關聯性。

圖 2. 6 礫石擠壓破裂現象（梁勝雄、陳建良，2016）

圖 2. 7 大甲溪河階斷層露頭照片（梁勝雄、陳建良，2016）

由於礫石層內之礫石因為肉眼容易辨識其位置與分布，有些關於古地震的研 究也使用礫石層的排列方式判釋曾經活動的斷層，例如，桃園地區湖口斷層之露頭

背衝斷層為活斷層（圖 2. 8），然而礫石的排列情形與斷層滑動面的位置關係並未 被定量討論。Kübler et al.（2018）於德國 Schafberg fault 通過的河階地開挖槽溝，

Schafberg fault 為ㄧ條曾經造成板塊內地震的高角度正斷層。槽溝剖面有泥層、粉 砂層、砂層與粗顆粒的礫石層，其研究描繪了槽溝剖面上裂成兩半且有相對位移的 礫石顆粒，以及其他礫石顆粒的長軸位態。藉由礫石的變形樣貌觀察到在主要變形 區中的礫石之長軸方向有較大的旋轉角度，且斷層錯動使得礫石有垂直位移，或可 見部分礫石被斷層破裂跡剪裂（圖 2. 9）。此研究強調了古地震的研究可以透過觀 察如礫石破裂與旋轉這樣細微的地貌特徵，來證明活動斷層的存在，然而此研究尚 未建立礫石旋轉量與斷層錯移量的關係。

圖 2. 8 湖口斷層露頭照片（朱傚祖，2012）

圖 2. 9 Schafberg fault 槽溝內礫石層的礫石旋轉特性與破裂情形（Kübler, S. et al., 2018）