利用同震地表破裂了解地下構造-以二層坪區域為例

徐乙君、張中白

國立中央大學太空及遙測研究中心

2022年9月17日和18日，在關山和池上地區分別發生兩起規模6.6 (M_L)和6.8 (M_L)的淺層地震，導致花東縱谷周邊地區多處建築和公共建物(如橋樑和道路)的損壞。這兩次地震還導致了大範圍的地表破裂，破裂分布從北到南延伸達70多公里。這些地表破裂不僅發生在已知的玉里斷層和池上斷層沿線，還有許多分佈在非斷層跡附近，提供了解地下構造的重要線索。

二層坪位於台東鹿野地區，是一個明顯的構造階地。根據地形特徵和地質調查，前人推測二層坪可能是由池上斷層和利吉斷層的活動抬升所形成(圖一)。然而，由於階地主要由河階礫岩組成，再加上人為活動的影響，此處難以直接觀察到斷層的露頭，其幾何形貌與活動情形亦難推測。

震後第一時間的地表破裂調查，可以提供許多解釋地下構造的重要資訊。本研究顯示，2022年9月17日的關山地震後二層坪地區出現許多地表破裂，如圖一所示。這些地表破裂主要分佈在第一階地形崖和新良階地附近，同時也是利吉斷層通過的地區。部分破裂位於斷層前緣和第二階階崖之上(即池上斷層的位置)，以及階地後方。破裂型態以壓縮的破裂脊為主，同時也有橫移剪切造成的破裂。地表破裂位置和破裂行為可進一步與高解析度的地形資料進行比對，顯示二層坪的變形行為相當複雜。除了同震地表破裂的調查外，本研究還使用Riedel shear model對破裂的型態和位態進行分析，結果顯示利吉混同層內的剪切帶方向存在空間上的變化；北段和南段的主要剪切方向分別為南北向和020走向，這種方向的變化使得利吉混同層在橫移壓縮的作用下形成壓力脊(花狀構造)，導致階地除了西側的逆斷層外，在東側還普遍存在向東逆衝的高角度斷層(圖二)。