臺灣集集地震震源機制

1、亓孝輝: 勘查技術與工程馬麗娜: 勘查技術與工程陳紅杰：勘查技術與工程高 馮：勘查技術與工程 1999年9月21日凌晨1時47分12.6秒，震級ML7.3級，震中北緯23.87度、東徑120.75度，位于臺灣南投縣集集鎮(zhèn)、車籠埔斷層上，約在日月潭西偏南12.5公里處，震源深約為7.0公里，主震持續(xù)102秒。 大震發(fā)生當日，余震頻繁。影響最大的一次是發(fā)生在主震之后不到1小時的凌晨2:16分，其震級達ML6.8級，這次余震是造成921大震房屋毀損的主要原因；之后的9月22日上午8:14分、9月26日早晨7:15分分別發(fā)生ML6.8級余震。臺灣的臺中、南投兩縣為921地震的重災區(qū)。地震發(fā)生次日有統(tǒng)計

2、數(shù)字表明：死亡人數(shù)逾2000人，上6534人，受困者2308人。臺北縣、臺北市、苗栗縣、臺中市、彰化縣、云林縣等地災情較為嚴重。三周后，臺灣官方公布：死亡2321人、失蹤39人、受傷8722人；死亡人數(shù)最多的是臺中縣石崗鄉(xiāng)（1138人）和南投縣中寮鄉(xiāng)（928人）。有40845戶（2.7萬東）房屋全部倒塌，41393戶（2.4萬棟）房屋半倒塌。地震造成臺灣島內火車全部停駛，核一、核二廠跳閘斷電、高壓輸電線塔毀損、臺灣全島停電。 臺灣921地震估計造成經(jīng)濟損失92億美元，約占年GDP的3.3。 這次地震還波及祖國大陸的福建、廣東、浙江和江西的部分地區(qū)，造成不同程度的影響。福建的福州、泉州、寧德等城

3、市震感強烈，廣東的廣州至汕頭、浙江的溫州、江西的南昌、九江等地均有不同程度的震感。 此次地震因車籠埔斷層發(fā)生錯動所致。地震發(fā)生后地表產(chǎn)生約100公里的地表破裂帶，斷層上下盤間錯動最大可達7-8米，地震斷層表現(xiàn)為由東向西的逆沖錯動；位于車籠埔斷層線以東約15公里的地盤整體向西北水平位移量達3-4米，最大在東勢達到8.5米，且隆起上升達0.5（南段）至9.8米（北段）。集集地震震源機制 1999年9月21日，臺灣中部山麓帶發(fā)生了M7.3的大地震，震源深度為8km，財產(chǎn)損失及人員傷亡是百年來臺灣許多地震中損失及傷亡最嚴重的一次，其震級也是臺灣本島陸上所發(fā)生的地震級別最大的。震源機制屬低角度逆沖斷層成

4、因，余震在平面上圍繞著北港高基底做半圓狀分布，在垂向上，則分布在逆沖斷層的上盤。9.21集集地震震源破壞過程 臺灣位于歐亞大陸板塊與菲律賓板塊的匯聚處，在臺灣東北外海的琉球島弧地區(qū)，菲律賓海板塊向北俯沖于歐亞大陸板塊之下，臺東縱谷代表兩個板塊的碰撞縫合線，其東側是海岸山脈及菲律賓海板塊前緣向西的第三紀島弧，西側為中央山脈、西部山麓帶以及濱海平原區(qū)。由于板塊的碰撞及俯沖作用，造山運動自上新世以來持續(xù)至今，山脈不斷上升，構造活動自東向西發(fā)展，西側較年輕的地層也受到波及。由于主要受到菲律賓海板塊向西北方向的推擠，整個島內地質構造呈北東走向，在西部麓山帶造成顯著的覆瓦狀、低角度的逆沖斷層。 地震產(chǎn)生地

5、面破壞而導致結構破壞，如斷層上盤發(fā)生向上的逆沖、扭曲、變形導致地面變形，表現(xiàn)為地表 的水平位移和垂直位移。 利用多種手段如全球衛(wèi)星定位、大地測量、從地震加速度計算地震位移、斷裂兩旁以及山區(qū)裂隙錯位的實測數(shù)據(jù)等綜合手段繪出圖1破壞特點 （1）地震產(chǎn)生的水平位移和垂直位移的數(shù)值，上盤遠遠大于下盤，下盤可以視作靜止盤，他處于逆沖斷層的被動盤上。 （2）水平位移的方向NW或NNW，與菲律賓海板塊運動方向相一致，特別是水平位移量以北端最大。水平量9.2m，垂直量2.2m，石岡水壩抬升達10m，而在震中區(qū)的位移量水平為5.0m，垂直2.3m，最大達3.4m。 這是因為地震破裂的撕裂過程，從震中開始沿著過去

6、已經(jīng)存在的車籠埔斷裂向南特別是向北前進，在北端遇到了較大的深部構造的阻擋，而出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。至于北端的這個深部構造體，就是北崗高基底。這個突起的存在起了頂撞的作用，使得車籠埔斷裂發(fā)生轉向，由NS向轉為EW向，并產(chǎn)生了分支斷層，因而地震斷層橫切石崗大壩造成了嚴重的破壞。 （3）斷層兩盤的破壞程度相差很大。上盤（東南盤）遠遠大于下盤（西北盤），即斷層兩側的位移量是主動盤大于被動盤。凡地震斷層是逆沖斷層型，往往有這種表現(xiàn)。這個影響區(qū)長度是約80km，即大震時撕裂地表的長度，但其起破壞作用的寬度 很小。臺灣9.21集集地震震害綜述與強震發(fā)震斷層問題 9.21集集大震的震害特殊地方，最突出的特點是對結構

7、物破壞最嚴重處往往是：第一，地震斷層穿越地面處，跨在其上的結構物被切斷；第二，發(fā)震斷層上盤地基的扭曲、破壞、變形、抬升與運動而造成地基失效，致使結構物破壞，斷層下盤則相對穩(wěn)定，其位移量與沉降量極小，其上的建筑仍是完好的：第三,特殊的地質構造與地貌常常誘發(fā)地震；第四，如果發(fā)震斷層遇到了深部構造阻礙時，就可能發(fā)生轉向或生成分支斷層，如造成意外破壞的石岡水壩。臺灣9.21集集地震的地質構造特點 臺灣地震的原動力，主要是由于菲律賓海板塊向臺灣島作NNW向碰撞的緣故。臺灣海峽及周邊整個地區(qū)的地幔流應力場的計算表明，臺灣地區(qū)甚高階場（2630階）地幔流應力場指向臺灣本島的北半部，該區(qū)的歐亞板塊和菲律賓海板

8、塊在臺灣島北部相碰撞，這就是目前臺灣地震發(fā)生的主要動力源。（如圖）近斷層強地面運動分布特點1999年9月21日臺灣集集地震(Mw7.6)的近斷層強地面運動分布具有2個明顯特點:(1)地表水平峰值加速度、峰值速度和位移在斷層兩側的分布不對稱,上盤效應明顯; (2)加速度、速度和位移沿斷層方向分布特點不一致.在理論分析和對臺灣921集集地震的震源機制和斷層面的介質特性研究的基礎上,建立起一個簡化的有限移動源模型,用有限元方法對設計模型的地面運動進行了數(shù)值模擬,模擬結果與921集集地震觀測到地面運動分布特點相似,并得到如下結論:在不考慮場地條件等影響因素的情況下,斷層面的介質剛度在一定程度上影響近場

9、地震動加速度和速度的大小,地面峰值加速度近似與斷層面的介質剛度成正比,地面峰值速度近似與斷層面的介質剛度的平方根成正比.另外,與斷層面介質特性有關的斷層位錯量、斷層面的傾角、破裂方式和運動方向等震源機制參數(shù)對強地面運動分布特點也有很大的影響.過去的研究通常簡單地把近場地面運動分布不均勻性歸結為震源破裂過程的復雜性,研究結果進一步表明,震源機制和斷層面的介質剛度是造成近場強地面運動分布不均勻性的主要因素,震源的復雜性與震源機制和斷層面的介質剛度不均勻分布有關. 次生災害 集集地震引起的次生災害主要包括：崩塌、滑坡和堰塞湖； 集集地震對西部山麓區(qū)的地表破壞很大，特別是臺灣山區(qū)的組成巖石較軟弱，而且?guī)r層的構造層面和山坡同向，常常造成很多滑坡和崩塌。在云林縣的草嶺，崩塌、滑坡體將濁水河上游的清水河阻塞，形成了一個蓄水達千余萬方的“天然水庫”，即堰塞湖。這種堰塞湖的堆積“壩體”極易潰壩，潰決時將給下游帶來巨大的次生災害。不過因為臺灣工程界已作了預防措施，堰塞湖下游兩岸