說到地震,我們可能會先想到東部地震帶,或是西部比較知名的車籠埔斷層、梅山斷層。不過,住在大臺北地區的人一定要認識的是—— 山腳斷層!
山腳斷層確切在哪裡呢?
山腳斷層南起新北市樹林區,向北延伸經過蘆洲、關渡、北投,最後到達新北市金山區入海。
研究指出,山腳斷層的陸域部分長約 35 公里,海域則延伸至少 40 公里,總長度幾達到 74 公里。斷層呈北北東走向,又分為南北兩段:
▪️南段:自樹林向北延伸到北投,長約 13 公里
▪️北段:從北投向北延伸至金山,長約 21 公里
山腳斷層穿越臺北盆地西側與林口臺地交界,也是形成臺北盆地的主要因素之一。
坐落在繁華夜都市的山腳斷層,有什麼特別的地方嗎?
山腳斷層是一條正斷層,其上盤因臺北盆地陷落,形成明顯的地層拖曳(drag)構造,斷層傾角約 50 ~ 60 度。
根據地質調查,山腳斷層至少在 50 萬年前就開始活動,只是被大屯火山群噴發的大量火山岩覆蓋,使它的地表斷層不是那麼明顯。經濟部地質調查及礦業管理中心於 2012 年的調查中,將這個斷層歸類為「第二類活動斷層」,即過去 10 萬 ~ 1 萬年內曾有活動。
目前,斷層上盤仍有明顯下陷的趨勢,平均下陷速度約為每年 2.2 至 10.8 毫米。GPS 觀測結果顯示,臺北地區主要呈現伸張應變,平均速度約為每年 3.5 毫米,且山腳斷層南段的伸張量較北段大。
為什麼我要認識山腳斷層?它為大臺北地區帶來什麼影響?
短期內山腳斷層活動的可能性偏低,不過,雲寶的職責是防患未然,需要設想最嚴重的情況。
山腳斷層一旦發生大地震,可能導致臺北盆地陷落,使臺北多處被淹沒。由於斷層延伸至大臺北都會區下方,且鄰近區域人口密度高達每平方公里 3 萬人,一旦發生 #直下型地震,震波將直接衝擊上方都會區,引發異常嚴重的災難後果。
針對這種人口多、建築物密集、可能造成嚴重地震災害的地區,地震預警的時效需求更高,因此雲寶開發了 #都會區強震預警精進系統,在雙北地區加強建置地震測站,目標是持續縮短預警時間、縮小盲區範圍,為大家爭取更多避難時間。我們只要保持防災意識,不需要過度擔心唷!
山腳斷層
山腳斷層南起台北樹林,往北經新莊、泰山、五股、北投、金山,並延伸至海外(圖一),大致呈東北走向,全長約54.1公里,為東側沉降之正斷層(圖二、圖三)。斷層沿線階地主要分布於淡水河以南,其西側階地為林口台地,東側為台北盆地;淡水河以北,則切穿大屯火山群,並繼續往北延伸至海外。淡水河以南,斷層西側岩層為林口層及更新世的火山岩類,東側則是全新世的沖積層;淡水河以北,斷層兩側皆是更新世的凝灰角礫岩及火山岩流
山腳斷層行政區域圖 – 新北市 , 台北市, 金山
山腳斷層 地形圖 , 藍色圓形為野外探勘地點
山腳斷層 : 地質圖
[前人研究]
Wei et al. (1998)利用五股井的鑽井岩心所取得的熱螢光樣本定年,配合古海水面變化來推算長期沉降速率大約為1-2 mm/yr。
Huang et al. (2007)假設林口台地(斷層下盤)表面地層能對比到台北盆地(上盤)下第三紀之基盤頂部,且上層之第四紀岩層代表盆地開始沉陷之時間,則表示過去400 ky以來垂直錯移了約900 m,長期垂直滑移速率為2.25 mm/yr。
[野外調查]
莊釗鳴(2010)於林口溪河岸觀察到林口台地剖面,露頭高約31公尺,頂部為約3公尺厚的沉積物,風化程度高,土壤呈橘紅色,含鐵核及黏土層,其下為顆粒支持的礫石層。本研究由土壤風化程度推估年代應老於500 ky(圖五)。
於林口溪河岸觀察林口台地紅土,推估年代應老於500 ky。照片位置標示如左圖藍色圓點。(WGS84座標:121.367477,25.094220。)
[活動速率與再現週期]
Huang et al. (2007)由鑽井資料得知斷層垂直錯移了約900 m,此外,林口台地頂部高度約150 m,盆地底部深度約600 m,垂直落差750 m,因此斷層上下垂直錯移量約750-900 m。盆地下第三紀基盤年代約400 ky (Huang et al., 2007),林口台地由風化程度推估年代應不老於800 ky。假設林口台地(斷層下盤)表面地層能對比到台北盆地(上盤)下第三紀之基盤頂部,且上層之第四紀岩層代表盆地開始沉陷之時間,則表示斷層400-800 ky以來垂直錯移了約750-900 m,斷層垂直滑移量為0.94-2.25公厘/年。假設斷層角度為60度,換算沿斷層面滑移速率為1.09-2.60(1.85 ± 0.76)公厘/年。由經驗公式計算單一事件滑移量假設為1.33公尺,則活動再現週期為510-1220年,詳細參數如表一所示。
表一:山腳斷層參數表。
山腳斷層 | Normal Fault | 54.1 | 50 – 70 (depth 0-7 km) 35 – 55 (depth 7-10 km) 20 – 40 (depth 10-13.76 km) | Upper segm.: 0 – 7 (± 0.5) Middle segm.: 7 (± 0.5) – 10 (± 1) Lower segm.: 10 (± 1) – 13.76 (± 2) | 13.44 – 32.61 | 727.1 – 1764.2 | 6.85 – 7.24 (W&C) 6.86 – 7.30 (Y&M) | 23.44 – 110.92 | 1.07 – 2.10 | 1.10 – 2.94 | 360 – 1910 |
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山腳斷層,為正移斷層,呈北北東走向,分為2段:南段,自新北市樹林向北延伸至台北市北投,長約13公里;北段,自北投向北延伸至新北市金山,長約21公里(丹桂之助,1939;林朝棨,1957;林朝宗,2005;林啓文等,2000,2007,2021)。
總結與評估
山腳斷層,在台北盆地為沖積層掩覆,依據鑽探的岩石紀錄,關渡以北地表斷層跡位於新莊斷層上盤,關渡與新莊之間位於新莊斷層下盤,在樹林附近消失。台北盆地內山腳斷層造成古近紀−新近紀基盤落差,數個剖面呈現階梯式陷落,其中數個鑽井岩芯內未固結沉積物有剪裂帶,可能是山腳斷層所造成,但仍待岩石證據來佐證。大屯山以北地區,以往所稱的「地裂線」或穿過七星山主體、冷水坑與夢幻湖的正斷層,而數條正斷層可能與山腳斷層的階梯式正斷層有關,而此正斷層系可能向南連結盆地內的正斷層。山腳斷層最近一次活動時間,可能在距今約1萬年以前,暫列為第二類活動斷層。
山腳斷層條帶地質圖 (1/5)。圖中指示鑽探井位與地球物理測線位置(座標系統:TWD97)
山腳斷層條帶地質圖 (2/5)。圖中指示鑽探井位與地球物理測線位置(座標系統:TWD97)
山腳斷層條帶地質圖 (2/5)。圖中指示鑽探井位與地球物理測線位置(座標系統:TWD97)
參考文章: