野外樣本採集與樣本製備

本研究區域斷層上下盤岩性分別以火成岩及沉積岩為主。於 2012 年 7 月及 2013 年 7 月分別由蔡原閔及郭思廷於本研究區以鑽機鑽取沉積岩定向岩芯，本 人於 2014 年 10 月 10 日~12 日補採部分沉積岩定向岩芯，於 2015 年 1 月 22 日

~25 日採集定向火成岩手標本。火成岩區域的安山岩因裂隙多，且受到熱水換質 作用，所以採集風化程度較小的火成岩手標本。沉積岩區域受地表風化作用影響，

需先挖除岩層表面 10-30cm 破碎及風化的部分，再進行岩芯鑽取，以取得較新鮮 且完整的樣本，同時採樣以岩性屬頁岩質或粉砂夾頁岩質沉積岩為主。為求數據 統計上的精準性，每個場址（site）採集立方體（或正圓柱體）樣本約 6 至 8 個，

場址間距約在 5-20 公尺間，共計 129 個取樣點場址，切製 510 個立方及圓柱體 樣本。採樣與岩芯定向工具如圖 3.2。

圖 3.2、野外採樣與岩芯定向工具照片。（a）左側為打水幫浦用來冷卻鑽管；右

側為鑽機，其鑽管口徑約 2.3 公分。（b）岩芯定位器。（c）由左而右分別為:布氏 羅盤（Brunton compass）用以量測岩芯位態；取芯器可將岩芯折斷取出；銅線用 於標記岩芯朝向露頭外側的箭頭方向。

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3.1.1 定向岩芯採集步驟

a. 選擇採樣位置，於露頭上以油漆筆畫上不對等的 X 記號，標示標本編號，並 拍照紀錄。

b. 利用攜帶型 GPS 紀錄樣本座標。

c. 使用 Pomeroy EZ Core Drill（型號 D261-C，以下簡稱鑽機），將 2T 機油及 95 無鉛汽油以 1:50 的比例混合燃料倒入鑽機油箱，並裝上鑽管(外徑 2.5 公分，

內徑 2.3 公分，長 17 公分)以及蛇管，然後發動運轉。

d. 鑽機發動時，試將給水幫浦中的水導入蛇管中。由於鑽取岩芯時，鑽管內側

的管壁會與露頭接觸摩擦，產生高熱，遂必須在鑽取過程中，經由蛇管給予冷 卻水降溫。

e. 鑽取岩芯至適當深度約 6-8 公分時，即可將鑽管抽離。

f. 以岩芯定向器與羅盤量測岩芯的方向角與傾角，紀錄岩芯樣本位態（圖 3.3）。

g. 以銅線標記岩芯朝向露頭外側的箭頭方向。

h. 放入取芯器折斷岩芯並取出，以銅線標示岩芯方向（箭頭指向露頭外側）並

寫上樣本編號。

i. 以紙巾包覆岩芯，裝於夾鏈袋內，袋口半開，以利排除岩芯水份，紀錄樣本

編號、採樣日期、位態，遂完成樣本採集。

j. 紀錄樣本層面位態與構造位態（節理、劈理、褶皺），以便後續實驗分析時，

回歸岩層水平位態之校正使用。

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圖 3.3、定向岩芯與地理座標之關係。左側圖為岩芯樣本於原始地層中的位態，

Z 軸為岩芯軸指向地底的方向，X 軸為垂直 Z 軸的方向；右側圖指示定向岩芯與 地理座標間之關係，Z 軸與 X 軸的水平投影線夾角為岩芯傾角（dip），地理北極 與 X 軸水平投影的順時鐘夾角為岩芯的方位角（azimuth）（修改自 Butler, 1992）。

3.1.2 定向樣本採集步驟

a. 選擇採樣位置，於露頭上以傾斜儀測量面狀構造位態，用油漆筆將定向標誌 畫記於欲採集的岩樣上，標示標本編號，並拍照紀錄（圖 3.4）。

b. 利用攜帶型 GPS 紀錄樣本座標。

c. 用地質鎚將樣本取下，以報紙包裹樣本裝於夾鏈袋內，於夾鏈袋外寫下樣本 編號、位態、採樣日期。

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圖 3.4、定向樣本位態紀錄。以傾角-傾向法（dip-dip direction）紀錄樣本位態。

3.1.3 實驗樣本製備

a. 將定向岩芯及定向手標本，用切磨機切成直徑及高皆為 2.2 公分的正立 方體及正圓柱體。

b. 以油漆筆標示樣本編號。

c. 利用 Kappabridge KLY-3 儀器（圖 3.5）量測正圓柱體及正立方體三個方 向的磁感率（圖 3.6）。

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圖 3.5、Kappabridge KLY-3 磁感率量測儀器。本實驗儀器位於中央研究院-古地 磁實驗室。

圖 3.6、Kappabridge KLY-3 儀器樣本量測方式。沿著野外所繪的傾向線（紅色箭

頭），旋轉圓柱體（各轉 90 度），測量圓柱體各方向的磁感率（藍色線定為 X1

方向）（修改自 Gee et al., 2008）。

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稱為磁感率（magnetic susceptibility, k ），其關係式（式一）如下:

Mi = [k]ij Hj （式一） susceptibility ellipsoid）（圖 3.7），並定義三軸關係為 Kmax ≥ Kint ≥ Kmin（或 K1

≥ K2 ≥ K3），最易磁化軸為 Kmax（磁感率值大），其次 Kint 和 Kmin 分別為次中 磁化軸及最小磁化軸（磁感率值小），最長軸（Kmax）通常與擠壓方向垂直(Hrouda, 1982；Borradaile, 1987；Borradaile and Henry, 1997；Pares and van der Pluijm, 2003)，

磁感率橢球體的觀念類似應變橢球體（strain ellipsoid），並將磁感率橢球體的幾 何型態稱為磁感率異向性（Anisotropy of magnetic susceptibility, 縮寫為 AMS），