利用重力與地震資料探討雪山山脈之地下構造

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姓名

許峻瑋(Chun-Wei Hsu) 查詢紙本館藏

畢業系所

地球科學學系

論文名稱

利用重力與地震資料探討雪山山脈之地下構造

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摘要(中)

台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的碰撞帶，地震活動頻繁，對於研究造山過程具有重要價值。觀測這幾年來的地震目錄的地震分布後發現在雪山區域存在無震帶。
這項研究旨在利用地震和重力資料的聯合反演來探究台灣雪山地區的速度構造。利用中央氣象署的長期觀測資料以及國立中央大學臨時地震站所獲得的資料，來探究雪山地區的速度構造。考慮到地震波在淺層的解析度有限，應用了重力資料為淺層模型提供較好的控制。通過結合重力和速度逆推，得到了研究區域的速度和密度模型。
結果顯示重力改變區域在20公里內且在此深度內的速度逆推中具有良好的解析度。對台灣雪山山脈的地殼構造進行了詳細分析。結果顯示，重力逆推顯著提高了地殼構造模型的解析度，尤其在西部麓山帶、中央山脈和雪山山脈區域。此外，速度模型顯示不同深度的地殼速度特徵和與重力資料一致的地質構造，並與前人研究結果進行對比，揭示了模型解析度和精度的提升。這些研究成果對理解區域地殼構造提供了重要的地球物理學參考。
本研究展示了雙差分層析法和重力逆推方法在地震與重力資料整合中的有效性，能夠建立出更準確的地下模型，深化了對雪山地區地質構造的認識。這些結果對於理解臺灣的地質構造和地震活動分佈特徵具有重要意義，並為後續的地質和地球物理研究提供了有價值的參考資料。

摘要(英)

Taiwan is located at the collision zone between the Eurasian Plate and the Philippine Sea Plate, making it active and valuable for studying orogenic processes. Observing the earthquake distribution over recent years reveals a seismic gap in the Hsuehshan area. This study aims to explore the velocity structure of the Hsuehshan area in Taiwan using joint inversion of seismic and gravity data. Observation data from the Central Weather Administration and temporary seismic station data from National Central University are utilized to investigate the velocity structure of the Hsuehshan area. Considering the limited resolution of seismic waves in shallow layers, gravity data is applied to control the shallow model. By combining gravity and velocity inversion algorithms, velocity and density models of the study area are obtained.
Results show that the gravity anomaly region changes within 20 km and that the velocity inversion within this depth has good resolution. Through gravity inversion and velocity model reconstruction, a detailed analysis of the crustal structure of the Hsuehshan Range in Taiwan is conducted. The results indicate that gravity inversion significantly improves the resolution of the crustal structure model. Additionally, the velocity model shows different depth crustal velocity characteristics and geological information consistent with gravity data. Comparing these results with previous studies reveals an enhancement in model resolution and accuracy. These findings provide important geophysical insights into the regional crustal structure.
This study demonstrates the effectiveness of the double-difference tomography and gravity inversion methods in integrating seismic and gravity data, enabling the creation of more accurate subsurface models. It deepens the understanding of the geological structure of the Hsuehshan area. These results are significant for understanding the structure and earthquake distribution in Taiwan, offering reference data for future geological and geophysical research.

關鍵字(中)

★ 地震
★ 重力
★ 地震層析成像

關鍵字(英)

★ seismic
★ gravity
★ seismic tomography

論文目次

目　錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌　謝 III
目　錄 IV
圖目錄 VII
一、緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 前人研究 2
1-3 本文內容簡介 3
二、研究區域概述 7
2-1 研究區域位置概述 7
2-2 地質分區 7
2-2-1 雪山山脈 7
2-2-2 西部麓山帶 9
2-2-3 脊樑山脈 10
三、研究方法與資料處理 12
3-1 研究方法 12
3-1-1 雙差分層析法 13
3-1-2 重力逆推 15
3-1-3 逆推流程 16
3-2 使用資料 17
3-2-1 地震資料 17
3-2-2 重力資料 18
3-3 資料處理 18
3-3-1 地震資料整合 18
3-3-2 參數設定 19
四、結果與討論 27
4-1 速度逆推解析度測試 27
4-2 重力逆推改變量 27
4-3 速度結果 28
4-3-1 水平速度剖面 29
4-3-2 深度速度剖面 30
4-4 與前人研究差異 31
五、結論 52
附錄測站表 54
參考文獻 56
圖目錄
圖1.1 台灣板塊構造及弧陸碰撞立體示意圖 5
圖1.2 中央氣象署2012~2024年間所收到規模>2的地震事件分布圖 6
圖2.1 各地質年代分布與研究區域圖 11
圖3.1 逆推流程圖 20
圖3.2 使用到的地震事件與測站分布圖 21
圖3.3 使用到的重力資料分布圖 22
圖3.4 地震資料整合流程圖 23
圖3.5 VIEWSAC示意圖 24
圖3.6 L-CURVE測試之SMOOTH圖 25
圖3.7 L-CURVE測試之DAMP圖 25
圖3.8 不同重力逆推次數前後標準差圖 26
圖4.1 研究區域內剖面之P波棋盤方格圖 34
圖4.2 研究區域內剖面之S波棋盤方格圖 35
圖4.3 研究區域內沿緯度剖面之P波棋盤方格圖 36
圖4.4 研究區域內沿緯度剖面之S波棋盤方格圖 37
圖4.5 重力逆推前後的模型變化圖 38
圖4.6 初始計算重力異常圖 39
圖4.7 重力逆推後模型的計算重力異常圖 40
圖4.8 研究區域模型擾動圖(1、3KM) 41
圖4.9 研究區域模型擾動圖(5、7KM) 42
圖4.10 研究區域模型擾動圖(9、11KM) 43
圖4.11 研究區域模型擾動圖(15、21KM) 44
圖4.12 剖面位置圖 45
圖4.13 A-A′剖面圖 46
圖4.14 B-B′剖面圖 47
圖4.15 C-C′剖面圖 48
圖4.16 地殼岩石的P波速率(VP)與VP/VS比值圖 49
圖4.17 (A) YAO-WEN KUO ET AL. (2016)剖面的位置 50
(B) FJ1T6剖面中位於台灣區域的P波波速模型 50
圖4.18 速度模型比對圖 51

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

2024-7-23

推文