車籠埔斷層(英語:Chelungpu Fault)位於臺灣西部,為一條南北走向的東傾逆衝斷層。在921大地震尚未發生前,已經有地理學者前往當時之臺中縣太平市車籠埔地區進行實地勘察,位置約在光興路以東的沿山地區,於冬瓜山附近發現斷層崖而故名。此斷層在1999年9月21日的錯動,是造成921大地震之主因,但是某些研究指出,集集地震造成的地震斷層並不完全依循車籠埔斷層的斷層面滑動。
車籠埔斷層位於臺灣西部麓山帶,在斷層西側即臺中盆地、八卦臺地、斗六丘陵,有清水斷層、彰化斷層、桐樹湖斷層;在斷層線東側即豐原丘陵、南投丘陵、竹山丘陵,有大茅埔斷層、雙冬斷層、鳳凰山斷層。
在集集大地震中,車籠埔斷層在地表產生了達百公里的破裂面,北起苗栗縣卓蘭鎮內灣、雙崎,南至南投縣竹山鎮桶頭,最大水平和垂直位移量達9公尺和6公尺。在斷層的東側是上新世錦水頁岩和卓蘭層;西側則是更新世頭嵙山層和沖積層。斷層的主要滑動面在近地表大致沿著錦水頁岩或卓蘭層,東側的岩層向西北逆衝。
在臺中市東勢區埤豐橋以北,斷層分叉成數條大致平行的小斷層,走向呈現東西向和東北向,傾角大約在40-50度之間,主要型態為走向滑移伴隨逆衝。在埤豐橋以南,斷層逐漸由東北-西南向轉為南北向,地表破裂帶主要沿著麓山帶前緣,斷層依然以走向滑移伴隨逆衝的型態為主。到臺中市霧峰區以南,斷層型逐漸轉變為以逆衝為主,沒有明顯的走向滑移分量,此段斷層傾角在25-80度之間。
在南投以南,斷層的走向滑移分量逐漸出現,斷層傾角在30-60度之間。到南投縣竹山鎮瑞竹以南,斷層型態改以走向滑移為主,傾角大於70度,位移量也逐漸縮小,在南投竹山鎮桶頭逐漸失去明顯的地表變形。
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