盲斷層

何謂盲斷層？

2013年3月27日在南投縣發生芮氏規模6.1的地震，中央氣象局研判跟「盲斷層」活動有關，究竟什麼是「盲斷層」？

由美國地質調查所(U.S. Geological Survey, USGS)的定義，盲斷層(blind fault)是指地表下岩體受到大地應力擠壓產生斷層，但並未發展至地表上的斷層，無法從地表露頭觀察判斷，故稱盲斷層，如圖一所示，斷層錯動僅造成上部覆岩產生背斜摺曲(folding)，未產生斷裂，故人們無法直接從地表上觀察到地底下是否有斷層存在。而又因為盲斷層大多屬於逆斷層(reverse fault)或稱逆衝斷層(thrust fault)，故盲斷層原文大多稱blind thrust fault(盲逆衝斷層)。

圖一 盲斷層示意圖(資料來源：USGS, 2013)

盲斷層能不能被觀測到？

美國加州在1987年發生規模6.0的Whittier Narrows 地震，以及1994年發生規模6.7的北嶺地震(Northridge earthquake)，地質學家們便懷疑洛杉磯可能存在一條盲斷層，地質學家便利用石油專油井進行震波測勘，成功偵測到洛杉磯都會區東方的Puente Hills有一條盲斷層存在，如圖二所示，該斷層破裂帶僅延伸到地表下4公里處，而是在地表下4公里至地表面形成摺曲構造，因此，在地表面便無法得知該斷層的存在。地質學家便能根據斷層的形態與長度，推測該斷層發生規模6.5~6.6地震重現期約為250~1,000年，規模7.0的強震重現期約為500~2,000年。

該項研究顯示盲斷層可能藉由現在地球物理方法偵測，並且研判可能產生的地震規模，作為該地區地震災害防治重要資訊。

南投327地震是否由盲斷層引起的？

近日發生在南投縣發生的地震就竟是不是由盲斷層所引起的？目前學界仍抱持不同的看法。有一說法表示該地震震央(epicenter)位在車籠埔斷層42km處，且震央並非位於目前我們所知任何斷層上，因此推測該地區可能有一條我們未知的盲斷層。

事實上，震央並非發生在目前我們所知任何斷層上並不代表該斷層一定是盲斷層。由圖三所示，地震的震央、震源與斷層關係是一個三維空間分布，當斷層錯動產生地震波的位置稱為震源(hypocenter)，地震震源向上垂直投影到地面的位置則稱為震央，可以知道震央並非地震發生的真正位置。此外，而我們常見的臺灣斷層分布圖，也是將三維分佈的斷層投影到地表上。因此，震央並非發生在目前我們所知任何斷層上並不代表該斷層一定是盲斷層。

故臺灣大學地質系陳宏宇教授由地質剖面圖推測該地震是由「大茅埔-雙冬斷層」所引起的，未必是盲斷層。若要進一步確認該地震是由哪個斷層所引起的，則需要更多現地調查、鑽探或地球物理探測的證據才能確定。

圖三 地震的震央、震源與斷層關係(資料來源：中央氣象局，2013)

參考資料

1. USGS (2013) http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=blind%20thrust%20fault
2. Shaw, J.H. and Shearer, P.M. An Elusive Blind-Thrust Fault Beneath Metropolitan Los Angeles Science 283, 1516-1518 (1999).
3. 中央氣象局 (2013) http://scman.cwb.gov.tw/eqv5/eq100/100/013.HTM