1、區域地質

大甲斷層是中部地區褶皺-逆衝斷層帶最前緣的斷層，也是最近期形成的逆斷層。由於大甲斷層朝西逆衝作用，於斷坡上形成大肚背斜構造，地形上形成大肚台地（圖1）。至今尚未有任何研究明確指示大甲斷層跡位置，大都研究是依據地形特徵推測位於大肚背斜西翼坡崖與平原的交會處。另外，大甲斷層是否屬於盲斷層有不同看法。本研究利用斷層兩側的大甲1、2號鑽井岩芯紀錄，明顯發現大甲斷層已經截切至地表。大甲斷層上盤大肚台地地形呈現東側坡面較緩，西側坡度較陡（圖1）；台地東翼斜面與地層的傾角朝東約6º；西翼岩層傾角朝西約10º，但斷層尖端岩層傾角則呈現高角度朝西傾斜約50-60º。從岩層位態變化來看，斷層尖端頭嵙山層的傾角突然變陡，呈現高角度位態，推測斷層尖端可能已經在向斜軸部截穿至地表。

 圖1、后里台地與大肚台地的階地分布以及相關構造線。

河階的定年與變位可以估算大甲斷層的長期變動速率，因而經航照判讀將大肚台地階地群與后里台地階地群詳細劃分為13階（圖1）。大肚台地階地群分布在大肚台地，由大甲溪與大肚溪（烏溪）的侵蝕與沉積作用所產生；后里階地群則分佈在大甲溪至大安溪之間。晚期更新世，大肚台地隆起形成台地，過程中受到大安溪、大甲溪與大肚溪侵蝕，因此現今大肚台地面呈現複雜的多重河階面。台地面除了保存局部原始地形面之外（H1階面，圖1），其餘階地面都是在台地隆起過程中受到大安溪、大甲溪與大肚溪侵蝕堆積產生的河階。H與M階地（紅土化階地）屬於早期形成的階地，之後受到大肚背斜的褶皺作用呈現饒曲地形面。由於H與M階地形成同時持續受到抬升作用，階面形成之後還受到河流切割侵蝕，因此現今地形還保存有四處的風口地形。L階地面（未紅土化階地）屬於較晚期形成的階地，僅呈現向東傾動現象。

2、斷層特性

地質調查所於95年度在鐵鉆山北側的大安溪南岸進行兩口鑽井，大甲1號井位於大甲斷層下盤，大甲2號井位於大甲斷層上盤。本研究亦針對此兩口井進行岩芯紀錄，顯示斷層下盤的大甲1號井的地層角度近乎水平，沒有受到擾動，僅在井深250-340公尺之間具有數個水平剪切面構造。大甲2號井地層受到構造的變動較大，157公尺以上地層傾角約呈現40-60º，與地表露頭的地層傾角相似，157公尺以下地層傾角近乎水平（圖2）。剪切面在150公尺以上傾角約30-50º；以下剪切面傾角近乎水平，與層面幾近平行，呈現層間滑移構造；由此兩口井的地層結構研判主斷層應位於157公尺處。

圖2、鐵鉆山北側的大甲1號與大甲2號井剖面圖，推測斷層跡位於崖坡下側。

此外，大甲斷層沿線尚有其他的鑽井，計有華龍井、三光井、清水井、忠和井、大肚井與國聖井，因此針對鄰近大甲斷層的鑽井岩芯進行討論。

忠和井與清水井位於大甲斷層下盤，國聖井與大肚井位於大甲斷層上盤。由碳十四年代與古環境推估清水井在全新世的變動速率，屬於些微抬升或沒有變動。忠和井的沉降速率約為1.3-2.9 mm/yr。大肚井的抬升速率約0.5-2.6 mm/yr。沙鹿5號井的抬升速率約0.4 mm/yr。國聖井的抬升速率約2.1-2.3 mm/yr（圖3，4）。由大甲斷層兩側分析獲得的垂直變動速率，是代表各鑽井地點相對某一基準點（海水面）的變動速率，而不是斷層的滑移速率；斷層垂直滑移速率應是斷層上盤相對下盤地殼的變動速率，因此大甲斷層的垂直滑移速率應為1.7-6.5 mm/yr（相對忠和井）。

圖3、大肚台地南段區域鑽井剖面圖。

圖4、大肚台地南段區域的大甲斷層兩側地殼垂直變動速率。