利用強震資料及荷重誘發地震活動度探討臺灣地震震源機制

Abstract

本論文包含兩篇地震震源之研究：其一為利用臺灣強震網(TSMIP)波形資料逆推地震震源參數；另一篇主要探討台灣草嶺堰塞湖區的誘發性地震。 在探討地震震源參數的研究中，地震矩張量是震源參數中最重要的，其可幫助我們瞭解孕震帶特性及應力場變化。研究中，我們利用1993年至2009年台灣強震網波形資料(TSMIP)逆推地震矩張量，進而分析地震震源機制序列。同時，我們測試了不同的速度模型及濾波頻寬，成功地反演107個規模(Mw)大於4.8的地震。為了提高結果之可信度，我們將研究中所逆推的震源機制解與區域地震網(BATS)及全球地震網(GCMT)作比較，成果有高度相似性，其表示我們可擴充及補齊地震震源參數資料庫。然而，針對規模(Mw)為5.0或更小的地震，我們所計算的規模仍有高估0.5至1.0誤差值。因此，除了利用速度波形逆推地震矩張量外，我們同時也測試了加速度波形逆推，其結果與速度波形計算相同。此外，在研究中我們特別針對臺灣梅山區域孕震帶特性作討論，發現其具有複雜右向滑移斷層系統。 地表外營力的改變，會致使地層負重改變，進而誘發地震；例如侵蝕作用會減弱垂直向的正應力，進而誘發逆衝斷層地震；相反地，沉積作用呢？是會抑制還是誘發地震的研究仍不明確，因此在本研究中，我們利用地震震源機制解及點荷重應力轉移模型來探討草嶺堰塞湖區的誘發地震特性。草嶺堰塞湖，為1999年集集地震(Mw7.6)誘發山崩，致使土石堵塞清水溪上游河道所形成。本研究中，我們發現在時間尺度上地震活動與堰塞湖存在週期相關，即地震個數隨著堰塞湖的成潭而增加，同時也隨堰塞湖消失而遞減；在空間尺度上，堰塞湖的地震活動個數與Boussinesq及Westergaard 的點荷重應力模型變化呈現相關性，其表示距離堰塞湖越遠，地震活動越少。此外，我們利用初動解及SH/P振幅比值推算該區域的震源機制解，並計算其庫倫應力，發現堰塞湖的荷重容易誘發走向滑移斷層及正斷層的錯動，且其區域地震也與集集餘震序列無相關。地震容易造成地形學變化，但相對地，其地形變化也會造成該區域荷重改變，進而誘發地震，草嶺堰塞湖即為一例。