利用重力資料探討台北盆地之地下構造

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姓名

余承峰(Chen-fong Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

地球物理研究所

論文名稱

利用重力資料探討台北盆地之地下構造
(Subsurface Structures of the Taipei Basin from Gravity Data)

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摘要(中)

在台灣本島布蓋重力圖中，重力異常值的走向趨勢和地質構造有一定的關係；如台中盆地和屏東地區皆因為沉積層而呈現重力低區，而台北盆地是一明顯的沉積盆地，上覆鬆軟的第四紀沉積層，根據鑽井資料顯示其沉積層厚度在數十公尺到七百公尺之間，但在重力異常圖中並未表現出此低區，為了探討此現象，本研究利用觀測重力資料所得的重力異常值與重力初始模型所得的理論重力值比對，以期得到一合理的地下密度構造。
在初始模型的假設方面，利用了此地區現有速度構造，並使用速度和密度的轉換關係式（Barton,1986），將速度構造轉換成密度構造，加上此地區的震測資料及鑽井資料，來建立重力初始模型，最後利用初始模型順推出理論重力值。
不論是觀測重力資料得到的剩餘重力異常，還是在深度1公里的模型所順推出的理論重力值，其重力效應都很小，可見盆地內沉積層不是影響重力的主要原因，而是來自於深部地層的效應。於是進一步將深度加深，使用深度6公里的模型順推出的理論重力值來與觀測值比對，得到較合理的密度模型。
台北地區的重力異常圖可從模型剖面的結果配合地質環境來解釋，林口台地相對來說密度較低且地層較連續，台北盆地的沉積層較薄且底下為不整合的第三紀地層，相對來說密度較高，而大屯火山群由於火成岩分佈的關係，相對來說密度也較高，造成台北地區的重力值大致上東高西低，但在等值線進入盆地後有向北轉折的情形。另外盆地本身的沉積層很薄，底下為不整合的第三紀地層，且盆地的範圍太小，加上周圍地質環境的影響，使得盆地無法表現出一重力低區。

摘要(英)

In the gravity anomaly map of Taiwan, the isogals trends are generally in consonance with the structural trends. The gravity lows are usually found in sedimentary basin like Taichung basin and Pington area but the Taipei basin is a conspicuous sedimentary basin over by late Quaternary sediments in north Taiwan, without presenting a gravity low in gravity anomaly map. In order to understand the cause, we use the gravity anomaly values modeling substructure to get the reasonable
and reliable subsurface density structure.
About the assumption of the initial density model, we use the converted formula (Barton, 1986) converting the tomography model in north Taiwan by Kim et.al (2005), seismic reflection record and well drilling log.
After preliminary modeling, the shallow sediments only show the weak gravity anomaly and the major gravity anomaly effects are caused by the influence of deeper layers.

關鍵字(中)

★ 密度構造
★ 台北盆地
★ 重力

關鍵字(英)

★ Taipei basin
★ Gravity
★ Density structure

論文目次

目　　錄
頁數
論文提要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目 Ⅵ
表目 Ⅷ
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 前人研究 2
1.3 本文內容...................................................................................3
第二章研究區域概述 8
2.1 研究區位置概述 8
2.2 研究區域地質概述 8
2.2.1 台北盆地晚第四紀地層 8
2.2.2 台北盆地第三紀基盤面 10
2.2.3 台北盆地主要斷層 10
2.2.4 台北盆地周圍地質 12
2.2.5 台北盆地演化過程 12
2.3 重力資料來源 13
2.4 初始模型資料來源 14
第三章重力資料處理與重力異常 23
3.1 重力修正 23
3.1.1 緯度修正(Latitude Correction) 23
3.1.2 自由空間修正(Free-air Correction) 24
3.1.3 布蓋修正(Bouguer Correction) 24
3.1.4 地形修正(Terrain Correction) 25
3.2 重力異常 26
3.2.1 自由空間異常(Free-air Anomaly) 26
3.2.2 布蓋異常(Bouguer Anomaly) 26
3.2.3 區域重力異常(Regional Gravity Anomaly)…………...27
3.2.4 剩餘重力異常(Residual Gravity Anomaly)……………28
3.3 重力資料處理流程 28
3.4 重力異常圖 29
第四章地下構造模擬 36
4.1 三維地下構造推演 36
4.2 密度模型建立 37
4.3 密度模型處理流程 38
4.4 密度模型測試 38
4.4.1 密度模型：深度1公里 38
4.4.2 密度模型：深度6公里 39
4.5 模型調整 39
4.5.1 模型調整(人為修改) 40
4.5.2 模型逆推 40
4.5.3 模型調整(人為&逆推) 41
4.6 三維模型密度剖面(深度1~6公里) 41
4.7 速度構造變化 42
第五章討論與結論 61
5.1 綜合討論 61
5.2 結論 64
參考文獻 67
圖　　目
頁數
圖1.1 台灣及其附近區域板塊構造圖(何春蓀，1997) 4
圖1.2 台北盆地地質圖及主要斷層位置(修改自中央地調所網頁) 5
圖1.3 台灣地區重力異常圖 (Yen et al.,1998) 6
圖1.4 台北盆地附近地質及其布蓋重力異常圖 (孟昭彝與潘玉生，1963) 7
圖1.5 新莊地區剩餘重力異常圖 (孟昭彝與潘玉生，1963) 7
圖2.1 台北盆地附近地質圖 (修改自中央地調所網頁) 17
圖2.2 台北盆地第四紀沉積層及其地質年代對照表 (Teng et al.,
2001) 18
圖2.3 台北盆地第三紀基盤面等深線圖(陳怡伶，2004) 19
圖2.4 台北盆地地質及斷層分佈圖 (Chou,2004) 20
圖2.5 台北盆地演化過程(Chou,2004) 21
圖2.6 重力測點分佈圖 22
圖3.1 地形修正示意圖 31
圖3.2 漢默環帶示意圖 31
圖3.3 Griffin的八點平均法 32
圖3.4 重力資料處理流程 33
圖3.5 布蓋重力異常圖 34
圖3.6 區域重力異常圖 34
圖3.7 剩餘重力異常圖 35
圖3.8 區域重力異常圖套上盆地等深線圖 35
圖4.1 三維重力公式示意圖 45
圖4.2 速度構造範圍 46
圖4.3 模型處理流程圖 47
圖4.4 深度為1公里的密度模型所計算出的理論重力圖 48
圖4.5 模型深度1公里理論重力圖(套上DTM地形圖) 48
圖4.6 深度為6公里的密度模型所計算出的理論重力圖 49
圖4.7 觀測重力值與模型理論重力的差異量 49
圖4.8 北部地區地質圖(取自中央地質調查所網頁) 50
圖4.9 北部地區觀測重力點分佈圖(4365個測點) 51
圖4.10 區域重力異常圖(4365個測點) 51
圖4.11 模型深度6公里逆推所得的理論重力圖 52
圖4.12 觀測重力值與模型逆推所得理論重力值的差異量 52
圖4.13 模型經由人為調整配合逆推所得的理論重力圖 53
圖4.14 觀測重力值與理論重力值的差異量 53
圖4.15 台北盆地剖面範圍 54
圖4.16 深度1~4公里密度剖面圖 55
圖4.17 深度5、6公里密度剖面圖 56
圖4.18 速度構造範圍 57
圖4.19 深度1、2公里速度構造剖面圖 58
圖4.20 深度3、4公里速度構造剖面圖 59
圖4.21 深度5、6公里速度構造剖面圖 60
圖5.1 盆地內主要斷層套疊至剩餘重力異常圖 66
圖5.2 盆地內主要斷層套疊至觀測值與理論值的差異量圖 66
表　　目
頁數
表2.1 台北盆地之井位資料 15
表4.1 三維模擬初始模型所用的速度構造 44

參考文獻

參考文獻
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指導教授

顏宏元(Horng-Yuan Yen)

審核日期

2008-7-13

推文