行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
台灣西南部北港高區周圍的河流遷移與新構造運動
計畫類別： 整合型計畫
計畫編號： NSC92-2116-M-002-002-
執行期間： 92 年 08 月 01 日至 93 年 10 月 31 日
執行單位： 國立臺灣大學地質科學系暨研究所
計畫主持人： 盧佳遇
報告類型： 精簡報告
報告附件： 出席國際會議研究心得報告及發表論文
處理方式： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 94 年 5 月 13 日
行政院國家科學委員會專題研究計畫進度報告
台灣西南部北港高區周圍的河流遷移與新構造運動
Neotectonics and river migrations around the Peikang High of
southwestern Taiwan
計畫編號：NSC 92-2116-M-002-002
執行期限：92 年 08 月 01 日至 93 年 7 月 31 日
主持人：盧佳遇 國立台灣大學
一、中文摘要
本計劃之目的，是研究台灣西部新構
造運動與河流遷移及地震機制之關係。本研
究亦為中法合作研究台灣地區碰撞造山帶
之一部分。
今日的台灣呈紡綞狀，山脈前緣是一
個彎曲呈 S 形的造山帶。造成山脈彎曲的現
象的主要因素，是地體板塊的幾何架構與運
動方向。具體來說，是因為板塊的斜聚合及
有剛性地塊嵌入的結果。而這個 S 形山脈前
緣的幾何形狀，與台灣西側兩個構造高區
（北邊是觀音高區、南邊為北港高區）的位
置，非常契合。從台灣西部河流的分布來看﹐
在北港高區附近的河流，以濁水溪為中心線
呈對稱的分布。由河川襲奪的研究顯示，北
側的河流向北轉向及遷移﹐而南側的河流則
向南轉向及遷移。例如大肚溪與大甲溪有明
顯的向北彎﹐而八掌溪與曾文溪有明顯的向
南彎的現象。921 地震主震的震央正好在這
些河流對稱的中心點﹐其上游為日月潭。台
灣西部第四紀的台地，亦在這兩個高區邊緣
發展及變形。北港高區在澎湖附近最淺，其
北邊沈積物最厚、前緣與南邊沈積物較薄。
如果將台灣西部的構造線劃上，並以板塊聚
合方向為水平軸，則可看出許多有趣的現
象。北港高區相對運動的正前方是玉山山
脈。北港高區兩側的逆衝斷層前緣（尤其是
北方）較中心地區為發達、傳播更遠。
關鍵詞：台灣造山帶，新構造運動，河流遷
移，構造高區，地震機制
Abstract
This proposed investigation is mainly to focus on the study of the relationships among the Neotectonics, river migrations earthquake mechanism of southwestern Taiwan
.
The Taiwan mountain belt is a modern orocline with S shape mountain front. This is mainly controlled by the oblique convergence between the Eurasian plate and the Philippine Sea plate. In addition to this mechanism, most of foreland structures are strongly influenced by the existence of the Peikang and Kuanyin structural highs. Around the Peikang area, south to central Taiwan, the drainage pattern shows a fan structure with the Chow Shui Chi as a hinge axis. The epicenter of the 1999 Chi-Chi earthquake is right on this hinge axis. The river channels to the north of Choshuichi (e.g. the Ta Chia Chi and the Ta Do Chi) migrated convexly to the north whereas the river channel to the south of the Chou Shui Chi (e.g. the Pa Chang Chi and the Tsen Wen Chi and the Kao Ping Chi) migrated convexly to the south. In comparing with the structural traces of western Taiwan and using the plate convergence direction as horizontal reference, the Yushan Mountain is right in front of Peikang promontory. The thrust displacement on two side of the Peikang High, especial the north part, are larger and more advanced than the middle part.
(Key Words: Neotectonics, Taiwan Mountain Belt, River migration, Structural High, Earthquakes)
台灣地區由於受到菲律賓海板塊之持續斜
碰撞，造成地質構造複雜且現今仍持續活
動。在台灣之西南部，北港基盤高區阻礙了
西部麓山帶向西之發展，也造成了附近區域
各種地質構造(逆衝斷層、橫移斷層、逃脫
構造)之產生。此區域自東往西之推動力及
北港基盤高區之互相制衡，造成了各地質構
造間巧妙之互動關係及特殊之震源機制。對
於此區域之地質構造模式及運動機制，陸續
有中國石油公司在地表地質、井下地質、地
球物理與地球化學等方面詳盡的研究﹔加
上台灣地質界在構造地質、古生物、地層、
沈積、地物與地化等多方面的研究並與國外
合作的成果，對於台灣西南部之地表地質與
地 下 地 質 已 累 積 了 大 量 的 資 訊 。 盧 佳遇
(1995, 1996)針對此區域進行砂箱模型推
演，對此區域構造之產生機制及互動關係有
進一步之瞭解。鄭富書等人(1995)亦針對此
區域之運動模式，進行有限元素分析，對此
區域應力場、應變場及應變能(地震之來源)
分佈，有初步之成果。由於此區域應變能持
續累積，提供了地震能量之來源；且此區域
之地震多屬淺層地震，一但產生較大規模之
地震，即可對此區域造成重大災害。因此，
此區域之震源機制及可能之後果，亟需進一
步之探討。有鑑於此區域之研究及調查資料
日益豐富，包括 GPS 測得之大地位移資
料、井下震測資料、DTM 資料、地震資料、
斷層活動資料及各種構造模型等，實有必要
加以整合及修正現有之構造模式，冀望更能
反應此區域構造運動。同時，透過更實際地
質構造模式之建立，能從而分析各構造之互
動關係及其工程地質之後果，尤其是與石油
工業相關之影響。因此，本研究擬從整合各
基本資料著手，結合地質模型推演、數值分
析及野外地質勘察等方法，探討此區域之地
質構造，建立演繹模式，並將之應用於工程
地質方面之研判。
模型分析:在地球上許多大型的構造如隱沒
帶構造，轉形斷層構造，地涵對流之構造，
以至剪切帶 構造等。由 於受到連續變形的
影響，只 能看到一部分現階段的狀況 ，如
果想要暸解他們的變形過程和機制 往往須
要經由 模型分析的輔助。本計劃所強調的
模型為沙盒模型以及黏土模型。
實驗方法與步驟:
實驗的主要材料為（1）無附著力的
石英沙。此類 材料具有規律的流體性質，
其摩擦角約為三十度，與一般的沈積岩類
似。石英沙為風成且顆粒均為圓形，其密度
為 1,6 g/cm3, 經由過篩得到小於 50 mm.
的粒度。利用特殊的液態染色劑可將沙子染
色，烘乾後並保持其原有的性質。（2）細
砂質黏土，而細黏土模型的優點:為顆粒很
細，表面很小的構造可以很清楚的觀察到
（如:小河階、曲流、辮狀河，河道改變…)
沙盒模型實驗的儀器的設計原理與世
界上同類模型，如 Davis et al. (1983), 類
似,為了製作三度空間的大地構造模型，本
實驗的儀器更加大了模型的規模。
細砂質黏土模型實驗的儀器的設計如
下圖三
三、結果與討論
圖一：台灣中央山脈變質岩區褶皺軸，葉理
面之走向與伸張線理分佈。紅色粗線代表活
動斷層。PH：北港高區，KH：觀音高區，CLF：
車龍埔斷層；顯示中央山脈的變質構造在地
表的分佈受到歐亞大陸前緣基磐形狀影
響，隨著基磐前緣有彎曲的現象。
圖二：北港高區周圍的河流呈扇狀分佈
圖三：北港高區周圍的地形呈圓弧狀。
圖四：台灣西部的油氣田環繞著構造高區分
部
圖五：北港高區周圍的河流可能的演化模
式。
圖六：由侵蝕模型顯示的河口地形
圖七：河道受到高區影響而遷移
四、計畫成果自評
由台灣造山的模式可以預測台灣中央
山脈變質岩區前緣的構造形成與發展。這個
造山的模式同樣可以應用來分析世界上有
類似條件的山脈。本計畫自孕育構想至今已
有三篇文章發表。
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