斷層

文˙圖／莊文星

　　斷層常造成許多困擾與極複雜的地質問題，惟藉著斷層的辨認與判識，常有助於對一區域地殼變動的來龍去脈有正確認識與瞭解。斷層常於地表地形上表現出來，它可使地層或岩塊拱起抬升、崩塌陷落、掀動傾斜或作水平的移位。斷層破裂帶的岩石已破裂，故較四周岩石更容易風化侵蝕，而於地貌上表露無遺。921集集大地震引起九份二山大崩山（圖1），一般被歸咎於地震引發順著地層面滑動的所謂順向坡平面型地滑。然推究滑動後的地表特徵，不難發現，大規模的山崩塊體移動為順著舊期斷層面所復發的二次或歷經多次一再重演的滑動地質災害。

圖1.九份二山順向坡山崩地滑為順著舊期斷層面斜坡滑動。舊期斷層面上布滿斷面擦痕。

斷層

　　當受到外力的擠壓、拉扯，岩體或岩層將產生破裂，甚至滑動。所謂斷層係指破裂不連續的岩體或岩層沿著破裂面彼此有滑動移位的現象。斷層有時為一清晰明顯的斷裂破碎面，但通常都成為一個斷層破碎帶，具有相當的寬度。斷層帶多由斷層兩側的破碎岩塊和碎土組成。其中有時尚含有若干小斷層，這種情況要認識主斷面就比較困難，斷面可能就有好幾種角度的傾斜。位於斷面上方的岩層稱為上盤，而在斷面下方的岩層稱為下盤。如果斷面垂直，就沒有上下盤的分別。斷層兩側岩層所發生的移動，都是相對的。因為在斷層發生時，究竟是上盤的岩層在移動，或是下盤的岩層在移動，或者是上下盤岩層都在活動，是難以判斷的，也很難在野外實地觀察來判定。所以斷層的分類是以斷層兩側岩層所發生的相對移動為準，而不是它的絕對移動。根據這種標準，可以把斷層分為三大類（圖2）：一、平移斷層（圖2與3）：斷層沿著斷面沒有上下垂直的移動，主要是沿著斷層面走向發生水平方向的左右移動。二、正斷層（圖2與4）：斷層的上盤沿著斷面對下盤相對的向下順勢下滑移動，常常代表地殼受到張力後沿著斷面向兩側拉裂所造成的斷面。三、逆斷層（圖2與5）：斷層的上盤沿著斷面對下盤逆勢上衝滑動，往往是地殼受到兩側壓力推擠所造成的，代表著地殼受到側向的擠壓緊縮所造成的斷面，所以逆斷層常和褶曲造山帶共同出現。

圖2.斷層分類

圖3.平移斷層，由北部濱海公路萊萊海灘岩脈可判定一右移斷層的存在。

圖4.正斷層，綠島火山碎屑岩與凝灰岩，有小的正斷層錯動。

活動斷層

　　921集集大地震的摧殘，喚醒了國人對於斷層的認識。地震與斷層作用關係密切，規模大的地震常導因於活動斷層的再復活而發生，並在地表留下顯著的破裂帶之地震斷層。斷層中所謂的活動斷層是強調斷層在某特定期間內曾發生移位變化，而於不久的將來仍可能再度活動。對於過去某一特定時間長短的認定，因各國家或地區所處的地質構造條件不同，遭遇的天然災害的差異，以及文化背景的差別，因此對於活動斷層時間的劃分略有不同。台灣位於西太平洋火山島弧與地震帶上，地震頻仍，根據經濟部中央地質調查所綜合歸納提出適合台灣區地體構造環境的活動斷層定義為：距今約十萬年前的更新世晚期以來曾經活動過的斷層，且不久的將來具有再活躍的隱憂。

　　岩體或地層一旦扯斷破裂產生斷層移動，將產生地震，並將造成岩盤的錯動擾亂，而導致山崩、土壤液化，對於建築結構物產生嚴重的破壞。由於人口的朝都市集中，建築工程的日益擴大，若發生地震斷層，所造成的傷亡與財力物力損失將更為嚴重。一般芮氏地震規模大於7以上，常有地震斷層伴隨發生的地震，其所產生的災害常較嚴重。二十世紀以來台灣地區共有6次地震有顯著的地震斷層伴隨發生，分別為1906年3月17日規模7.1之梅山地震與梅山、陳厝寮地震斷層；1935年4月21日規模7.1之新竹---台中地震與獅潭、屯仔腳地震斷層；1946年12月5日規模6.1之新化地震與新化地震斷層；1951年10月22日相繼發生三個規模7.3、7.1與7.1之花蓮地震與米崙地震斷層；1951年11月25日規模6.1與7.3之台東地震與玉里、池上地震斷層；1999年9月21日規模7.3之集集大地震與車籠埔斷層。

車籠埔斷層

　　921集集大地震係因北自大安溪與大甲溪流域，南至濁水溪流域，近八、九十公里長的車籠埔斷層作怪所造成。斷層東側上升數公尺。車籠埔斷層沿著台中盆地的東側邊緣南北向延伸，斷層面以約30°傾角向東傾斜。由雲林縣的桶頭開始，經竹山、名間、南投、中興新村、草屯、霧峰、車籠埔、太平、大坑到豐原。過了豐原、石岡轉為東北方向延伸，影響遠達卓蘭鎮內灣、食水坑及東勢鎮四角林與東勢林場。車籠埔斷層所經之處破壞嚴重（圖6），許多橋樑垮了。原為平坦的道路（圖7）或溪流河床（圖8）霎時成了階梯段塊。原經人工理平的棒球場、運動場，斷層歷歷在目（圖9與10）。當面對斷層，如何判斷為正斷層或逆斷層？仔細觀察追索，可窺堂奧（圖5，10～12）。如民間集集線鐵軌扭曲判斷為由東向西推擠隆起抬升；而光復國中運動場跑道外環白色標記之扭曲變形，亦彰顯斷層上盤上衝力道，而知為上盤逆勢上衝的逆斷層（圖2）。

圖5.逆斷層，車籠埔斷層於光復國中操場所留下的逆斷層痕跡。

圖6.豐原山坡地斷層切過，霎時高低分明。

圖7.石岡平整的街道已呈現2公尺以上的落差。

圖8.大坑仁友巷旁太平圳5公尺以上的落差

圖9.草屯棒球場斷層歷歷

圖10.光復國中運動場，斷層摧殘成了異形跑道。

圖11.民間集集線鐵路鐵軌逆衝變形

圖12.民間集集線鐵路鐵軌扭曲變形