利用2002-2013 GPS及水準資料探討台灣梅山斷層現今之地震潛能

Abstract

斷層破裂面積以及長度已經被認為是評估地震危險性的重要關鍵。1906年梅山大地震（MH 7 1） 伴生的梅山斷層為一右移斷層，呈東北東（85°）走向，該斷層破裂面從梅山往民雄向西南延伸約13 8公里，深度約10 0公里。根據地震規模與斷層破裂面積相關之經驗公式，推算梅山斷層之面積（138 0平方公里）只能產生規模MW 6 2的地震，與1906年梅山大地震規模相差甚遠，如果梅山斷層長度是13 8公里，則根據公式推得深度為22 0公里，由上述說明可知有必要對梅山斷層的長度與深度做更深入的研究。本研究首先以Bernese軟體進行2002年至2013年的155個GPS移動站與59個GPS連續站資料解算來獲得各測站之日座標時間序列，並採用最小二乘法計算水平速度場；垂直速度場則採用水準網內358個水準測站計算成果。所有地表速度場皆相對於中國大陸邊緣之澎湖白沙測站S01R。此地區水平速度場由梅山斷層以東278°方位角32 0 mm/yr 至梅山斷層以西297°方位角1 7 mm/yr 大致呈西北西方向。接著對垂直梅山斷層走向由西至東作六個長度45 0公里、半寬5 0公里相鄰的速度場剖面，初步結果分析，從平行斷層的GPS速度場分量梅山斷層地表破裂處的剖面南北長度32 0公里之間相差9 8 mm/yr，至梅山斷層西側15 0公里南北相差8 1 mm/yr，而至最西邊沿海地區之速度場卻沒有如此差異，明顯變化看出梅山斷層向西南西延伸約15 0公里。而向東延伸的速度場剖面也有南北相差22 4 mm/yr，也是明顯右移的趨勢，但由於此剖面處斷層構造複雜以及資料落差甚大，無法準確判斷梅山斷層是否向東延伸。從水平速度計算的主應變率表示：梅山斷層主要是右移斷層，在其原有的地表破裂處為壓縮分量，但至斷層向西延伸部分則為伸張分量。因此，梅山斷層的長度可以延伸向西15 0公里，並與先前存在的正斷層走向一致。本研究假設斷層長度為30 0公里，利用速度剖面資料去建立二維錯位模型，長期斷層滑移量由東至西從13 5 mm/yr遞減為8 2 mm/yr。在本研究中，藉由上述分析的結果以及前人文獻去建立三維同震斷層模型，並發現向西向東延伸的梅山斷層長度（共50 0公里），擬合出來的結果較原始的梅山斷層長度（13 8公里）佳。並根據地震規模與斷層破裂面積相關之經驗公式計算，將有可能產生的規模MW 6 5-6 7的地震。最後藉由滑移速率進一步估計斷層帶每年之能量累積約為1 07×10^24 dyne-cm，且預估之地震周期約為121 5年。

Date of Award	2014 Sept 2
Original language	Chinese
Supervisor	Ruey-Juin Rau (Supervisor)