探溝調查

2017-12-06

近三十年來地質學家都希望能經由槽溝挖掘來尋找古地震證據,從古代地震發生的時間與變動量,進一步了解地震的成因與斷層構造的關係,而以此推估大地震的發生週期或機率。因此,古地震研究是目前地震預測研究領域中最重要與最直接的方法。

  

槽溝開挖

利用槽溝挖掘方法開挖地下斷層剖面,藉由構造(斷層或褶皺)與地層的交集關係來認定斷層活動的年代(受到構造作用擾動的沈積層);最後利用碳十四或螢光定年方法測定受擾動地層的年代,來得知大地震發生的年代(古地震事件)。古地震包括利用槽溝開挖研究數百年至數千年期間斷層的活動性,以及利用河階地形與定年資料探討數千年至數萬年以來斷層長期的活動性。大致上可分為以下步驟:(1)場址調查(2)地表地形測量(3)槽溝挖掘(4)清理溝壁,採集定年標本(5)標定地層與斷層位置(6)設置網格線(7)拍照與描述剖面(8)電腦繪圖(9)定年(10)地震事件解釋(陳文山,2006)。

  

實例:竹山槽溝古地震研究

車籠埔斷層槽溝開挖及古地震調查中,開挖剖面狀況十分理想,因地層為細顆粒沈積物,層序清楚且構造完整,並可觀察到數次古地震事件,為一相當成功而難得的調查案例。竹山槽溝為南北剖面的構造,長期以來造成的變形型態有些微的差異,南牆剖面的變形,斷層兩側岩層被一主要的斷層截切,上盤的變形較小形成些微的褶皺。北牆上盤的變形則形成一倒轉褶皺,斷層兩側地層的錯移量似乎不大,但都以褶皺變形為主。從上述地層與構造關係,以及碳十四定年資料分析,大致可以解析出3次的古地震事件與發生年代。

   

竹山槽溝南牆剖面
 
 
竹山槽溝北牆剖面

   

南牆剖面,上盤主要隨著斷層向
西逆衝,褶皺變形較小。(引用
自陳文山,2006)

北牆主要的變形呈現倒轉褶皺。
(引用自陳文山,2006)

 

碳14定年法

利用碳十四法定年的樣本,必須是曾與大氣中二氧化碳充分交換後的含碳物質,所以地質工作上我們常用來定年的樣本是生物遺骸,生物活著的時候會藉著各種生化作用,與自然界作碳之交換,然而當生物死亡後停止與自然界作碳之交換,遺骸就成一封閉系統,因為碳十四是一個放射性核種,封閉系統中的碳十四總量會隨著時間進行衰變作用而減少,因此透過樣本中尚存碳十四的量,即可以換算出生物停止與外界碳交換的年代,如果這個時間與沈積時間沒有太大的差別,年代結果也可視作沈積年代,一般可用來測定年代的樣本包括動物之皮、毛、骨;植物之根、莖、種子、貝類殘骸…等,碳十四定年法因目前儀器的測定的限制,其年代上限約為五萬年。

 

參考資料:

陳文山(2006)槽溝開挖與古地震研究計畫總報告─新期構造、古地震與槽溝開挖研究,經濟部中央地質調查所報告。

陳文山、陳于高、楊小青(2014)斷層活動特性分析與評估(總報告)。經濟部中央地質調查所報告,共189頁。

經濟部中央地質調查所(2016)地質敏感區基地地質調查及地質安全評估手冊。