臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究利用高解析度反射震測法與透地雷達探測法，進行豐原以北地區在921集集地震後的地表下斷層構造研究，期能對豐原以北地區地表下斷層模式及可能的古地震斷層活動作進一步了解。
另本研究在霧峰鳳梨園三號坑槽溝，亦利用透地雷達探測法進行了近地表面下(約4m深)的斷層研究；藉由透地雷達的高解析能力，對近地表面下斷層現象進行檢測。期能利用本研究結果，做為槽溝挖掘工作進行前的地質調查工作參考。
經由研究結果，在豐原以北震測剖面中，於集集地震斷層的上下盤地層，均可分析出斷層現象。本研究分析石岡及校栗埔測區震測剖面，於兩測區集集地震斷層下盤各發現向南傾與向北傾的老斷層，由此得知此次集集地震斷層在石岡-雙崎斷層區域，造成東勢背斜南北翼向南傾及向北傾(見圖4.49集集地震地表破裂模式)的斷層破裂模式並非為新形成的破裂面，而是沿續舊斷層構造再次產生破裂。
本研究石岡震測線與大安溪北岸震測線分別位於東勢背斜(見圖4.49東勢背斜位置)北方與南方，於兩測區震測剖面分別分析出集集地震斷層的主逆衝斷層與主背衝斷層。本研究推論東勢背斜地表下可能存在thrust與backthrust fault的斷層構造。中油大安溪深層震測剖面中可見東勢背斜東南翼地表下存在一向北傾的斷層(見圖4.47(a))，但其於東勢背斜西北翼則無清楚標示出斷層，但本研究經石岡及大安溪北岸之高解析度淺層反射震測資料分析結果推論東勢背斜地表下很可能存在thrust與backthrust fault 的斷層構造。
本研究由集集地震斷層北段主斷層區域之東陽路、大甲溪南岸、中正公園、頂埔震測剖面斷層分析結果，發現斷層沿著滑脫面(約地表下250m~320m)向上逆衝，並衍生出許多分支斷層或背衝斷層，由此可知在集集地震斷層北段主斷層區域中，層面是重要的滑脫面，即岩層走向位態很可能是控制北段集集地震斷層軌跡的重要因子。
本研究主斷層測區與石岡-雙崎斷層測區近地表下斷層構造相似，於兩測區皆分析出逆衝斷層衍生背衝斷層(中正公園、頂埔、石岡、校栗埔、大安溪北岸等測區)及主斷層衍生分支斷層(東陽橋、大甲溪南岸)的斷層構造，但石岡-雙崎斷層測區地表破裂模式卻複雜許多。推測原因為集集地震斷層在豐原以北產生的破裂係發生在一向斜構造(Pliocene syncline)之上，集集地震斷層在向斜兩側出露至地表，石岡-雙崎斷層地區位於此向斜構造軸部之上，應力在曲面發展時隨著彎曲弧度產生壓縮作用，造成嚴重地表破裂。
在霧峰鳳梨園三號坑槽溝的斷層調查研究中，槽溝第二、第三及第四層各GPR描線剖面分析之斷層位置與現場出露面肉眼判斷之斷層位置皆相當符合，但槽溝現場有些斷層兩側的地質材料相同，因此肉眼不易發現其錯動量，而將這些微小的錯動量忽略。但由於地層遭斷層錯動後，錯動面可能被填充水或黏土，形成錯動面與圍岩的介電常數不同，在GPR剖面中斷層錯動處即產生反射層的側向不連續性，因此本研究在槽溝第二層、第三層及第四層利用GPR高頻電磁波在地層中的反射情形，可偵測出槽溝現場肉眼無法清楚判識的斷層。又GPR 經Hilbert處理後反射強度剖面則可獲知遭斷層擾動及風化的沉積砂粒層、砂礫層與錦水頁岩位置之界線。根據透地雷達霧峰槽溝鳳梨園三號測線施測分析結果，藉由GPR描線圖及EM反射強度剖面圖可偵測地表下斷層位置或破裂帶。由此證實透地雷達應用在斷層研究上正確性。

目 錄
第一章 ……. 序論……………………………………….……………….. 1-1
1.1 ………… 震前車籠埔斷層相關研究………………………………… 1-1
1.2 ………… 震後車籠埔斷層相關研究………………………………… 1-1
1.3…………. 地表下與本研究相關的地球物理調查…………………... 1-3
1.4…………. 研究區域地質與構造概述……………………………….. 1-4
1.5…………. 本研究中心目標與論文文章組構………………………… 1-5
第二章…….. 研究方法……………………………………………………. 2-1
2.1…………. 前言…………………………………………………………. 2-1
2.2…………. 高解析度反射震測法……………………………………… 2-1
2.2-1………. 施測原理……………………………………………………. 2-1
2.2-2……….. 野外施測…………………………………………………… 2-2
2.2-3………… 測線選取…………………………………………………… 2-3
2.2-4……….. 反射震測資料處理………………………………………… 2-3
2.3………….. 透地雷達探測法…………………………………………… 2-6
2.3-1………… 透地雷達施測原理………………………………………… 2-6
2.3-2………… 野外施測幾何參數………………………………………… 2-7
2.3-3………… 透地雷達資料處理…………………………………………. 2-9
第三章……… 霧峰鳳梨園三號坑槽溝……………………………………. 3-1
3.1………….. 前言………………………………………………………… 3-1
3.1-1………… 研究動機與目的…………………………………………… 3-1
3.1-2………… 研究價值…………………………………………………… 3-2
3.2………….. 霧峰鳳梨園三號坑槽溝…………………………………… 3-3
3.2-1………… 野外施測方法…………………………………………….. 3-3
3.3………….. 結果分析與討論…………………………………………… 3-7
3.3-1………… 槽溝第二層走道測線-GPR 1085剖面…………………….. 3-7
3.3-1.1…….. GPR1085描線圖…………………………………………… 3-7
3.3-1.2…….. GPR1085EM能量圖…………………………………………. 3-10
3.3-2……….. 槽溝第三層出露面測線GPR1095剖面……………………. 3-12
3.3-2.1……… GPR 1095描線圖………………………………………….. 3-12
3.3-2.2…….. GPR 1095 EM能量圖………………………………………. 3-18
3.3-3……….. 槽溝第四層出露面測線-GPR 1100剖面…………………. 3-20
3.3-3.1…….. GPR 1100描線圖………………………………………….. 3-20
3.3-3.2…….. GPR 1100EM能量圖……………………………………….. 3-25
3.4………….. 結論………………………………………………………… 3-26
第四章……… 豐原至內灣地區之震測及透地雷達研究…………………. 4-1
4.1………….. 震後豐原至內灣地區前人相關研究………………………. 4-1
4.1-1………… 研究目的與價值……………………………………………. 4-2
4.2………….. 測線配置…………………………………………………… 4-5
4.3………….. 結果與討論…………………………………………………. 4-7
4.3-1……….. 車籠埔斷層北段的東陽路-頂埔區域……………………… 4-7
4.3-1.1…….. 東陽橋測區………………………………………………… 4-12
4.3-1.1.1….. 東陽橋測線震測剖面解釋…………………………………. 4-12
4.3-1.1.2….. 豐原井與東陽橋震測剖面………………………………… 4-14
4.3-1.2…….. 中正公園…………………………………………………… 4-20
4.3-1.2.1….. 中正公園測線震測剖面解釋………………………………. 4-20
4.3-1.2.2…… 沉積震測相層序面分析…………………………………… 4-25
4.3-1.2.3….. 結論與未來研究建議………………………………………. 4-35
4.3-1.3…….. 大甲溪南岸測線……………………………………………. 4-36
4.3-1.3.1….. 大甲溪南岸震測剖面斷層分析…………………………… 4-36
4.3-1.3.2….. 沉積震測相層序面分析……………………………………. 4-40
4.3-1.3.3….. 古地震斷層錯動演變………………………………………. 4-41
4.3-1.3.4….. 大甲溪南岸透地雷達剖面…………………………………. 4-48
4.3-1.3.5…… 大甲溪南岸透地雷達剖面斷層分析……………………… 4-48
4.3-1.3.6….. 大甲溪南岸震測剖面與透地雷達剖面之比對……………. 4-54
4.3-1.3.7….. 結論及未來研究建議……………………………………… 4-55
4.3-1.4…….. 頂埔測線……………………………………………………. 4-58
4.3-1.4.1….. 頂埔地區震測剖面斷層分析……………………………… 4-58
4.3-1.4.2….. 頂埔地區透地雷達剖面斷層分析………………………… 4-60
4.3-1.4.3….. 頂埔地區震測與透地雷達剖面之比對…………………… 4-65
4.3-1.5…….. 東陽路-頂埔震測結果綜合討論………………………….. 4-73
4.3-2……….. 集集地震斷層北斷之石岡-內灣斷層區域……………….. 4-77
4.3-2.1…….. 石岡…………………………………………………………. 4-77
4.3-2.1.1….. 石岡震測剖面分析…………………………………………. 4-79
4.3-2.1.2….. 沉積震測相層序面分析……………………………………. 4-81
4.3-2.1.3….. 石岡透地雷達剖面………………………………………… 4-82
4.3-2.1.4….. 石岡震測投影剖面與透地雷達剖面之比對……………… 4-82
4.3-2.1.5….. 結論及未來研究建議……………………………………… 4-87
4.3-2.2…….. 校栗埔測區…………………………………………………. 4-91
4.3-2.2.1….. 校栗埔測線之震測剖面…………………………………… 4-91
4.3-2.2.2…… 校栗埔測線之震測剖面解釋……………………………… 4-91
4.3-2.2.3….. 校栗埔透地雷達剖面……………………………………… 4-99
4.3-2.2.4….. 校栗埔震測與透地雷達剖面之比對………………………. 4-102
4.3-2.3…….. 大安溪北岸測區……………………………………………. 4-103
4.3-2.3.1….. 大安溪北岸測線之震測剖面………………………………. 4-103
4.3-2.3.2…… 大安溪透地雷達剖面………………………………………. 4-105
4.3-2.3.3….. 大安溪透地雷達解釋剖面…………………………………. 4-106
4.3-2.3.4….. 大安溪震測及透地雷達剖面之比對……………………… 4-112
4.3-2.4…….. 石岡-大安溪北岸震測結果綜合討論…………………….. 4-119
第五章………. 結論…………………………………………………………. 5-1

參 考 文 獻
英文部分：
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