台灣西南部泥岩車瓜林斷層之岩石特徵與隱示

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陳新翰(Hsin-Han Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

應用地質研究所

論文名稱

台灣西南部泥岩車瓜林斷層之岩石特徵與隱示
(Rock Characteristics of the Chegualin Fault Zone in Mudstone Area, Southwestern Taiwan and their Implications)

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摘要(中)

泥岩為軟弱岩體，在受大地應力作用時會產生與堅硬岩體不同的變形行為。本研究以車瓜林斷層為例，對其進行野外地表地質調查、地質剖面清理以及岩心分析，透過由公釐至公里不同等級的中視尺度觀察，紀錄跨泥質斷層帶的構造變化及岩石特徵。車瓜林斷層位於台灣西南部的泥岩區，斷層上下盤皆為古亭坑層，是一條東北-西南走向且現今活躍的左移逆斷層，總長約22公里。經野外地表地質調查發現，車瓜林斷層自大廍亭山至千秋寮一帶可以於野外良好追跡約5公里，斷層上盤為厚層泥岩偶夾薄層至中層砂岩；下盤則多為巨厚泥岩。斷層帶出露寬度約10-30公尺，產狀為黃褐色與深黑色泥質條帶所交織的寬帶，顏色上與斷層帶兩側的灰色泥岩有所差異。然而斷層帶中的細部組構在泥岩表面清理的前後有顯著的差異，因此，本研究選定車瓜林斷層的兩個露頭分別進行地質剖面及鑽井的施作，以剔除斷層帶受地表風化的因子。地質剖面及岩心分析的結果顯示，於斷層露頭上的泥質岩多具鱗片狀裂理，裂面帶有擦痕且破裂面的方向具有一致性，數十公尺的斷層帶中主要有兩種岩體單元：含砂質角礫泥岩及含黑色條帶泥岩。含砂質角礫泥岩中，砂質碎屑呈數公分至公釐的角礫或透鏡狀被泥質基質包夾；泥岩中則出現數公釐寬的密集黑色條帶狀構造並常夾有角礫狀泥質碎屑，且碎屑長軸具方向性的排列。前人對於黑色條帶的成因主要為純粹碎裂作用細粒化所致或同時有黏土礦物相的轉變，本研究所觀察到的黑色條帶常伴有擦痕及雷德剪切構造出現，故推測其為斷層作用下的產物，可作為應變集中的指標及車瓜林斷層活動的證據，亦可藉此觀察到泥岩斷層帶中應變集中的現象。然而本研究在缺少微觀的觀察狀況下，難以確定其完整的變形機制及礦物組構以探討斷層演育，仍需後續的研究使泥岩斷層帶中的構造意義更加完備。

摘要(英)

Fault zones tend to have different architectural characteristics in different protoliths. Mudstone, as an incompetent rock, usually deform in a different way compare to competent rocks during faulting. This study focus on the Chegualin active fault which mainly appears in the argillaceous Gutingkeng formation in the southwestern Taiwan. We have conducted surface geology survey, fault zone scraping and core analysis to document fault zones at mesoscopic scale. The Chegualin fault can be well traced for 5 km long from Mt. Dabuting to Cheinchouliao in the field. The fault ranging from 10 to 30 meters wide are seemingly composed of yellowish brown and darkly black intertwined stripes distinguished from the adjacent host rocks in grey. Commonly, massive mudstone occasionally intercalated with thinly to medium bedded sandstones occurs in the hanging wall while very thickly bedded mudstone in the footwall. The result from the outcrop section mapping and core analysis indicate that there are two major rock units in the fault zone, which are sandy breccia and black gouge bands. The black bands are centimeter to millimeter in thickness and contain clasts with prefer orientations. The fault outcrops and rock samples with black bands also show scaly fabric, slickenside and Riedel shear structure. Previous studies have shown that black bands in argillaceous fault zone may be attributed to grain size reduction or clay mineral phase change along with cataclasis. Based on our observation and literature review, we infer that black bands form under the low-rate, progressive deformation of faulting and can be considered as the strain localization indicators. However, it’s difficult to completely determine the deformation mechanism and mineral assemblage because relevant microscopic observations are lacking. A further study at microscopic scale is necessary in order to resolve how a fault zone in argillaceous rock may evolve.

關鍵字(中)

★ 車瓜林斷層
★ 斷層帶
★ 活動斷層
★ 古亭坑層
★ 中尺度地質構造

關鍵字(英)

★ Chegualin fault
★ fault zone
★ active fault
★ Gutinkeng formation
★ mesoscopic geological structure

論文目次

中文摘要 i
Abstract iii
致謝 v
目錄 vi
圖目錄 ix
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的 5
第二章研究區域概述 6
2-1地形 6
2-2地質概況 8
第三章前人文獻回顧 11
3-1車瓜林斷層地表地質調查 11
3-2車瓜林斷層活動性研究 13
3-3斷層在泥岩中的特性 16
第四章研究方法 21
4-1斷層沿線地質調查與追跡 21
4-2地質剖面開挖 26
4-2-1剖面選址 27
4-2-2開挖流程 29
4-3鑽井及岩心分析 31
4-3-1鑽井選址及設計 31
4-3-2鑽井流程 32
第五章結果 35
5-1地表地質調查 35
5-1-1半天寮 35
5-1-2大廍亭山 38
5-1-3高40公路 40
5-1-4國道三號南北兩側 47
5-1-5南勢湖 51
5-1-6雞冠山 56
5-2地質剖面清理 57
5-3岩心分析 75
第六章討論 85
6-1車瓜林斷層帶中的岩體特徵 85
6-1-1泥岩斷層帶中的岩體單元 85
6-1-2車瓜林斷層帶與其他泥質斷層帶之特徵比較 87
6-2泥岩斷層帶中的黑色條帶 89
第七章結論與建議 92
7-1結論 92
7-2建議 93
參考文獻 94
附錄一鑽井岩心照片 101
附錄二口試委員建議 105

參考文獻

Beynon, S. J. and Faulkner, D. R., "Dry, damp, or drenched? The effect of water saturation on the frictional properties of clay fault gouges", Journal of Structural Geology, Vol. 140, pp. 104094, 2020.
Caine, J. S., Evans, J. P. and Forster, C. B., "Fault zone architecture and permeability structure", Geology, Vol. 24(11), pp. 1025-1028, 1996.
Casciello, E., Pappone, G. and Zuppetta, A., "Structural features of a shear-zone developed in an argillaceous medium: the southern portion of the Scorciabuoi fault (southern Apennines)", Bollettino della Società Geologica Italiana, Volume Speciale, Vol. 1(2), pp. 659-667, 2002.
Casciello, E., Cosgrove, J. W., Cesarano, M., Romero, E., Queralt, I. and Vergés, J., "Illite-smectite patterns in sheared Pleistocene mudstones of the Southern Apennines and their implications regarding the process of illitization: A multiscale analysis", Journal of Structural Geology, Vol. 33(11), pp. 1699-1711, 2011.
Chan, C.-H., Ma, K.-F., Shyu, J. B. H., Lee, Y.-T., Wang, Y.-J., Gao, J.-C., Yen, Y.-T. and Rau, R.-J., "Probabilistic seismic hazard assessment for Taiwan: TEM PSHA2020", Earthquake Spectra, Vol. 36(1_suppl), pp. 137-159, 2020.
Chang, C.-P., Angelier, J., Lee, T,-Q., Huang, C.-Y., "From continental margin extension to collision orogen: structural development of the Hengchun Peninsula and tectonic rotation, southern Taiwan.", Tectonophysics, Vol.361, pp.61-82, 2003.
Chang, C.-P., Angelier, J., Huang, C.-Y., "Evolution of subductions indicated by mélanges in Taiwan" Subdiction zone geodynamics, Springer, Berlin, Heidelberg, pp207-225, 2009.
Chiarelli, A.-S., Ledesert, B., Sibai, M., Karami, M. and Hoteit, N., "Influence of mineralogy and moisture content on plasticity and induced anisotropic damage of a claystone; application to nuclear waste disposals", Bulletin de la Société géologique de France, Vol. 171(6), pp. 621-627, 2000.
Ching, K.-E., Gourley, J. R., Lee, Y.-H., Hsu, S.-C., Chen, K.-H. and Chen, C.-L., "Rapid deformation rates due to development of diapiric anticline in southwestern Taiwan from geodetic observations", Tectonophysics, Vol. 692, pp. 241-251, 2016.
Choi, J.-H., Edwards, P., Ko, K. and Kim, Y.-S., "Definition and classification of fault damage zones: A review and a new methodological approach", Earth-Science Reviews, Vol. 152, pp. 70-87, 2016.
Hirono, T., Asayama, S., Kaneki, S. and Ito, A., "Preservation of amorphous ultrafine material: A proposed proxy for slip during recent earthquakes on active faults", Scientific reports, Vol. 6(1), pp. 1-9, 2016.
Ishii, E., "Microstructure and origin of faults in siliceous mudstone at the Horonobe Underground Research Laboratory site, Japan", Journal of Structural Geology, Vol. 34, pp. 20-29, 2012.
Jaeggi, D., Laurich, B., Nussbaum, C., Schuster, K., and Connolly, P., "Tectonic structure of the “main fault” in the Opalinus Clay, Mont Terri rock laboratory (Switzerland)", Swiss Journal of Geosciences, Vol. 110, pp.67-84, 2017.
Kaneki, S., & Hirono, T., "Blackening of fault gouge by comminution and pyrolysis of carbonaceous materials during earthquake slip", Tectonophysics, Vol. 677, pp. 160-170, 2016.
Lao, H., Shan, Y., Wang, Y. and Wu, Z., "Characteristics of growth fault architecture and its evolution in mudstone strata: Evidence from the core of Bohai Bay basin", Marine and Petroleum Geology, Vol. 119, pp. 104503, 2020.
Lao, H., Wang, Y., Shan, Y., Wu, Z. and Li, Q., "Architectural characteristics of the normal-dextral fault in mudstone strata: Anatomy based on the cores from the Bohai Bay basin", Marine and Petroleum Geology, Vol. 119, pp. 104502, 2020.
Laurich, B., Urai, J. L., Vollmer, C. and Nussbaum, C., "Deformation mechanisms and evolution of the microstructure of gouge in the Main Fault in Opalinus Clay in the Mont Terri rock laboratory (CH)", Solid Earth, Vol. 9(1), pp. 1-24, 2018.
Lee, H.-K. and Kim, H. S., "Comparison of structural features of the fault zone developed at different protoliths: crystalline rocks and mudrocks", Journal of Structural Geology, Vol. 27(11), pp. 2099-2112, 2005.
Nussbaum, C., Bossart, P., Amann, F. and Aubourg, C., "Analysis of tectonic structures and excavation induced fractures in the Opalinus Clay, Mont Terri underground rock laboratory (Switzerland)", Swiss Journal of Geosciences, Vol. 104(2), pp. 187-210, 2011.
Orellana, L. F., Scuderi, M. M., Collettini, C. and Violay, M., "Do scaly clays control seismicity on faulted shale rocks?", Earth and Planetary Science Letters, Vol. 488, pp. 59-67, 2018.
Pei, Y., Paton, D. A., Knipe, R. J., Lickorish, W. H., Li, A. and Wu, K., "Field-based investigation of fault architecture: A case study from the Lenghu fold-and-thrust belt, Qaidam Basin, NE Tibetan Plateau", Geological Society of Amrica Bulletin, Vol. 132(1-2), pp. 389-408, 2020.
Rao, G., Lin, A., Yan, B., Jia, D., Wu, X. and Ren, Z., "Co-seismic Riedel shear structures produced by the 2010 Mw 6.9 Yushu earthquake, central Tibetan Plateau, China", Tectonophysics, Vol. 507(1-4), pp. 86-94, 2011.
Riedel, W., "Zur Mechanik geologischer Bruchersche-Inungen zentralblatt fur Mineralogie Geologie and Palaeontologie", Abhandlung B 354-368, 1929.
Rowland, S. M., Duebendorfer, E. M. and Schiefelbein, I. M., Structural analysis and synthesis: a laboratory course in structural geology, John Wiley & Sons, 2013.
Sibson, R., "Fault rocks and fault mechanisms", Journal of the Geological Society, Vol. 133(3), pp. 191-213, 1977.
Stow, D. A., "Laurentian Fan: morphology, sediments, processes, and growth pattern", AAPG bulletin, Vol. 65(3), pp. 375-393, 1981.
Sun, S. C., "On the occurrence of an unconformity in the Upper Miocene Wushan Formation and Kaitzuliao shale near Shengshui-tsun, Kaohsiung, Taiwan", In Proc. Geol. Soc. China, Vol. 8, pp. 100-101, 1965.
Sung, Q.-C., Chang, H.-C., Liu, H.-C. and Chen, Y.-C., "Mud volcanoes along the Chishan fault in Southwestern Taiwan: A release bend model", Geomorphology, Vol. 118(1-2), pp. 188-198, 2010.
Vrolijk, P. and van der Pluijm, B. A., "Clay gouge", Journal of Structural Geology, Vol. 21(8-9), pp. 1039-1048, 1999.
Wu, W. J., Kuo, L. W., Ku, C. S., Chiang, C. Y., Sheu, H. S., Aprilniadi, T. D. and Dong, J. J., "Mixed‐mode formation of amorphous materials in the creeping zone of the Chihshang Fault, Taiwan, and implications for deformation style", Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 125(6), pp. e2020JB019862, 2020.
吉田要，「高雄州旗山西南部油田調查報告及地質圖，比例尺三萬分之一」，台灣總督府殖產局出版第610號，37頁，1932。
李德河、楊沂恩、吳建宏、廖正傑和陳柏穎，「泥岩地區護坡工法研究」，地工技術，117期，35-47頁，2008。
李錫堤，變色山河看見台灣毒害Part 4 曾入鏡"看見台灣" 台南月世界變掩埋場?!"│60分鐘20170805，第6:58 ~ 7:39處，中視新聞，2017，https：//www.youtube.com/watch?v=_dT389k8oTs。
林啟文，「五萬分之一台灣地質圖說明書-旗山圖幅」，經濟部中央地質調查所，2013。
林啟文、游鎮源、洪國騰和周稟珊，「台灣南部台南-高雄泥岩區的地質構造研究」，經濟部中央地質調查所彙刊，25，143-174頁，2012。
徐慶雲，「台南縣及高雄縣龍船、坑內、小滾水構造地質圖，比例尺二萬五千分之一」，中國石油公司未出版報告，1975。
荊國彰，「監測車瓜林斷層西南端地表變形之研究」，高雄科技大學土木工程系學位論文，共135頁，2019。
張李群，「以大地測量資料進行龍船斷層與旗山斷層行為分析之研究」，成功大學測量及空間資訊學系學位論文，共110頁，2014。
許書琴，「泥貫入體與逆斷層活動在台灣西南部陸域造成之現今地表變形」，成功大學測量及空間資訊學系學位論文，共102頁，2012。
郭鶯萍，「探討泥岩區對臺灣西南部褶皺逆衝帶的高異常變形量之影響」，臺灣大學地質科學研究所學位論文，共137頁，2017。
陳文山、游能悌和楊小青，「重要活動斷層構造特性調查研究計畫-斷層活動特性分析與評估(2/4)」，經濟部中央地質調查所報告，101-109頁，2012。
陳松春，「臺灣西南海域上部高屏斜坡泥貫入體及泥火山之分布及相關海床特徵」，國立中央大學地球科學學系博士論文，共 116 頁，2013。
陳俊价，「古亭坑層泥岩含水量對力學特性影響之研究」，成功大學土木工程學系學位論文，共147頁，2008。
陳勇昇，「藉由大地測量資料探討龍船斷層與旗山斷層之間震變形特性」，成功大學測量及空間資訊學系學位論文，1-79頁，2015。
陳柏村，「旗山斷層南段變形特性之研究」，國立成功大學地球科學研究所碩士論文，共125頁，2005。
陳國隆、王吉杉、楊智、吳文隆和蕭秋安，「月世界地區隧道遭遇斷層之變位監測案例討論」，中華技術119，106-112頁，2018。
鳥居敬造，「臺南州新化油田調查報告及地質圖，比例尺三萬分之一」，台灣總督府殖產局出版第609號，29頁，1932。
景國恩，「台灣及鄰近地區地體動力學研究 II (GOTTA II)-探討台灣西南部，菲律賓中部與印度東北部主要都會區之震間期地表變形特性及其地震潛能」，2016。
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趙荃敏，「利用大地測量及 PSInSAR 技術探討鳳山斷層之運動特性」，成功大學地球科學系碩士在職專班學位論文，共89頁，2016。
劉彥求和林啟文，「臺灣南部車瓜林斷層的構造特性研究」，經濟部中央地質調查所特刊，第三十四號，53-82頁，2019。
霍亮、周雁、杨春和、冒海军、刘俊新和陈西磊，「不同沉积年代泥岩卸荷力学特性试验研究」，岩土力学，38，3，714-722頁，2017。
謝孟龍、謝凱旋、李元希、楊志成、石同生和陳政恆，「西南部泥岩區龍船斷層的構造特徵」，中央地質調查所年報，八十八下半年及八十九年度，16-17頁，2000。
謝承恩、范書睿、林彥廷、黃文正和羅偉，「無人飛行載具搭載數位相機於地質構造判釋之應用」，Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，21，4，257-269頁，2016。
謝尊堯，「利用 2016-2019 年之大地測量資料探討車瓜林斷層及其西延構造線形之間震變形特性」，成功大學測量及空間資訊學系學位論文，共104頁，2020。

指導教授

黃文正(Wen-Jeng Huang)

審核日期

2021-7-19

推文