台湾历史断层概观
(中国台湾省中央地质调查局，信箱968号)
新程楠叶延添
(中国台湾省科学院地球科学研究所，邮政信箱1-55，台北南康)
为了解释历史地震与伴随地震的断层之间的关系，重新研究了有关的地震资料。利用蒙特卡罗算法，根据仪器记录的历史地震的P-S波旅行时差，重建缺乏现有地震记录的历史地震的震源参数。将等震线图和地表断层轨迹与重新定位的震中进行比较，可以发现这一研究结果比以前的结果更合理。本研究的主要结论是:①台湾西部沿海平原和山前有四个地震破裂带，另外四个地震破裂带出现在台湾省东部的纵谷；(2)各种特征表明，池上断层和赤眉断层在地震时被活化，但以前从未报道过；③1935地震的新岗山断层和1972地震的瑞穗断层不是地震地表破裂的痕迹，而是地震引起的滑坡；④根据这些地震断层的应力分析，主压应力轴为NW-SE向。
关键词历史地震；蒙特卡罗算法；重定位断层面解；台湾省
1简介
台湾历史上大地震时造成地表破裂的活动断层，都位于台湾西部的沿海平原和丘陵地区，以及台湾省东部的花莲和台东纵谷。在中央山脉，通过地表勘探或地球物理勘探方法，尚未发现计算地震走时的活动断层和地壳速度模型[10]。
3结果和讨论
1906 ~ 1972期间，台湾省共发生6次大地震，地震时地面被断层活动错动，位移1 ~ 3m。台湾西部沿海平原和山前发生4次断裂；其他四个发生在台湾省东部的垂直山谷。有一些不确定的证据表明断层上发生了蠕变，但根据1975以来的测量工作，尚未报告蠕变。下面按地震发生的时间顺序描述这些断层。
3.1 1906 3.17地震
台湾西部梅山附近的地表破裂与1906年3月7日M=7.1地震有关，地震造成1258人死亡，6000间房屋倒塌。断层的总体走向为NE80，但向西为NE50，并延伸至闽雄附近。在1906的映射中没有完全找到故障轨迹。由新港延伸至梅山、塔湖，长约13km，为右旋走滑断层。这条断层造成了断崖，在断层东端附近截顶阶地沉积物的最大位移(右旋走滑)为2.4m，在断层东端有1.2m的垂直位移。在这里和断层的西南方向，断层的北侧相对下降，而在该点东北方向的短断层段，断层的南侧相对下降。在东北端附近，最大垂直位移为2.1m，也有1.8m的右滑。在梅山附近，1906还能看到一些1906的崖壁，但由于挖掘，只剩下1906崖壁高度的一半[8]。
重新定位后，震中位于北纬23.585度，东经120.535度，震源深度为15公里。这次地震与走向为NE80的右旋走滑有关。若从梅山地区地表估算，断层倾角约为-65438°+044°。假设地球物理学家提出的倾角为90°，断层面解的应力轴为131 ∠ 25。本次地震最大压应力轴为NW-SE向，与区域构造应力一致[13]。
3.2 1935 4月2 1地震
台湾省西北部的两条断层发生了地表破裂。地震造成3000多人死亡，17000间房屋倒塌。断层分别称为石滩断层和屯子角断层。
石滩断层位于苗栗东部，形成于4月21935地震。石滩断裂或北断裂上的地表破裂长达15km，其中北段5km由小型间歇性破裂组成。断层倾角80 W，为逆掩断层。西侧隆起比东侧高出3m，断层局部有小的右行走滑分量。
几乎沿整个断层，石滩地震断层相互平行，但位于石滩断层以东0.5km处。只有1.5km的北段与地图上的断层几乎一致。该地区的褶皱由背斜和向斜组成，并带有东北方向的轴向逆断层。石滩断裂的逆掩性质与形成屯子角断裂的应力场一致，表明两条断裂都是由深部构造应力形成的[2]。
南部的断裂称为屯子角断裂，延伸约12km，由一系列长短不一的雁形断裂组成。右行走滑约1.5m，垂直位移约1m。除东北端1km的路段外，西北侧普遍下沉，东南侧相对较低。该断层为右旋走滑断层，走向NE60，全长约20公里。穿过阶地沉积物和冲积层的最大水平和垂直位移分别为200厘米和60厘米[2]。
第二次地震震中位于北纬24.600，东经120.900，深度2km，可能与石滩断裂有关，该断裂为逆掩断层，走向NE67，倾角SE85，倾角90。断层面解显示应力轴为112 ∠ 8。第一次地震重新定位在北纬24.600，东经120.900，深度5公里，可能与屯子角断裂破裂有关。它是一条右旋走滑断层，走向NE23，倾角NW50，倾角80°。断层面解显示应力轴为112 ∠ 5。这两次地震的最大压应力轴为NW-SE向，与区域构造应力方向一致[13]。
3.3 1946 65438+2.5地震
1946断层活动发生在台南东北约10公里的滨海平原和山前地带。随着6.1级地震，74人死亡，3577间房屋被毁。断层表现为右行走滑，其东南侧相对下降，痕迹确切清晰。断层类型定义为右旋凹弧转换断层。此时最大右滑为2m，最大斜滑为0.76m，确切清晰的地表破裂延伸至少6km，走向NE80，断层总地表痕迹为12km。全新世台南建筑错位。在距地表断层西南约6公里的一条线性带中，发现了飞裂缝、翘曲群和小的垂直位移。震中位于北纬23.075度，东经120.325度，深度为5公里。这次地震与走向NE80的右旋走滑断层有关。从露头的断层擦痕面估算，平均倾角约为-65438°+052°。假设倾角垂直，如地球物理学家提出的90°，断层面解显示应力轴为129∠20°，本次地震最大压应力轴为NW-SE，与区域构造应力方向一致[13]。
3.4 10月22日1951 10地震。
这次地震，地表破裂发生在花莲附近的美仑断层，与7.1地震有关，45人死亡，522间房屋倒塌。断层的长度从5~7km到7km不等，可以认为是最小的，因为它的北端一直延伸到海底。
第一次地震发生在10月22日195115: 34，花莲以东。随着地表破裂，6小时后花莲以北不远处又发生了一次地震(1129)。这些地表断层靠近美伦断层。报道的最大位移在断层的东南侧，滑动量为2m，抬升量为1.2m，断层产状从明尼里测得，垂直位移从七星潭断层北端测得[514]。
重新定位后，第二次地震(11∶29)震中位于北纬24.075，东经65438+121.725，深度1公里。此次地震与美伦断裂的破裂有关，是一条左旋走滑断层，有逆掩成分，走向为北东向。断层面解显示应力轴为130 ∠ 38 [18]。
经重新定位，第一次地震(05∶34)位于北纬23.875，东经65438+121.725，震源深度4公里。地震与左旋走滑断层有关，有逆掩分量，走向NE25。根据花莲地区地表断层距离估算，断层倾角为31。假设倾角与第二次地震相同(11∶29)，即85 SE，断层面解显示应力轴为154 ∠ 18。这两次地震的最大压应力轴近NW-SE向，与区域构造应力方向一致[16]。
值得一提的是，台东台测得的第一次地震(05∶34)的P-S走时(5.8秒)太快了，如果地震波发源于美伦断层，向北穿过花莲，穿越整个纵谷，需要更长的时间。另外，仅一次美仑地震并不能解释昌平至城宽观测到的破裂情况。这些现象表明可能发生了另一次地震，即池塘上的断层被激活的同时引发的地震[17]。
3.5 1951 11.25地震
7.3级地震发生地表破裂，20人死亡，326人受伤，房屋倒塌1000间。因此，这次地震(02∶47)发生在池塘上断层的东面，三分钟后在尉犁断层附近又发生了一次地震(02∶50)。地表破裂的位置靠近水池上方的断层和尉犁境内的断层[11，17]。断裂长40公里，报道的最大位移为左旋反向倾斜滑动，位移达2.08米..次级断层发生在沿海山脉西缘的塔甫附近。据报道，倾斜运动在塔富附近的悬崖上造成了新的划痕。断层东侧隆起，倾滑131cm，向北挤压，走滑163cm。
用上述方法测定的第一次地震(02∶47)震中位于北纬23.125，东经65438+121.225，深度16km。地震由逆掩断层[15]引起，具有左旋走滑分量，走向NE32，倾角SE70，倾角S70。断层面解显示主压应力轴为137 ∠ 22 [3，11]。
第二次地震(02∶50)确定的震中位于北纬23.275°，东经65438+121.350°，深度36公里，可能与尉犁断裂破裂有关。该断层具有逆掩断层成分，为左旋走滑断层，走向为NE25。倾角(40°)是根据表面断层的擦痕估算的。假设倾角与池上方断层倾角相同，即SE70，则断层面解为149 ∠ 10。另外，两次地震均为NW-SE向，与区域构造应力[311]一致。
3.6 1972年4月24日地震
宗谷第三次地表破裂发生在6.7级地震期间，造成5人死亡，17人受伤，超过100间房屋倒塌。地表断层在丰滨[7，17]附近。重新定位后，地震位于北纬23.638，东经121.551，深度33公里，伴有逆掩断层，走向NE44，有右旋走滑分量。断层面解显示倾角为SE60，倾角为E62。证明了此解的主压应力轴是水平的，方向为NW-SE (108 ∠ 7) [4]。
地震发生后，台湾省中央气象局对震区进行了调查[9]，他们的观测结果显示，与1972地震有关的瑞穗断层没有出现地表破裂的迹象。原因是地震诱发滑坡[17]。我们发现赤美断层和尉犁断层的某些地段在地震时被活化了，这是以前从未报道过的。这说明瑞穗地震与右旋走滑的赤眉断层和左旋走滑的玉里断层有关[17]。
台湾历史上的地震地表断层数据列于表1和表2，以及图1、图2和图3。
表1地震断层最大位移
表2台湾历史地震断层的断层面解
图1台湾历史断层断层面解
台湾西部历史地震的地表断层。
台湾省东部历史地震的地表断层。
感谢台湾省中央地质研究所朱海涛教授，他对本研究提出了宝贵的建议。感谢台湾省中央大学地球物理研究所萧春丽小姐的协助，许天丽教授提供了花莲和台东地震1951的部分未发表数据，在此表示感谢。
(张明刚译，叶译)
参考
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