為探測台灣北部火山活動岩漿熱液之存在及活動範圍及行為，本計畫在台灣 北部利用大地電磁法（圖 87），收集深部電阻率資料，解釋深部電阻率構造，推 估岩漿庫或殘餘的岩漿位置，因為大地電磁法對深部岩層流體與溫度極為靈敏，
可以幫助我們了解火山或地熱區由淺而深部地殼的熱水分佈、地下火成岩體的範 圍、以及岩漿庫之存在與否。本期末報告展示最近一年 （2011/07/01 ~ 2012/07/30）
利用大地電磁法監測大屯火山群附近與蘭陽平原地區地下深部之流體變化之初 站後之維護等等，選擇大屯火山群附近大油坑（E121°35＇20＂；N25 °10＇16＂）
與宜蘭清水地熱地區（E121°35＇20＂；N25 °10＇16＂）為主（圖 89）。理由是 大屯火山附近地區的後火成活動明顯，包括噴氣規模大，噴氣與溫泉氣仍有大於 60％源於深部地函源的氣體組成（楊燦堯，1999），暗示台灣北部地底下仍有非 常大可能性有岩漿庫的存在。而宜蘭平原鄰近龜山島，三星、清水地區之地表地 熱徴兆明顯，且位置菲律賓海板塊隱沒處，是台灣北部火山活動地區是否有岩漿 庫存在之理想的實驗地點。地電監測主要採用的儀器設備是由 Phoenix Geophysics Ltd., Canada 所製造之 MTU-5 2000 系列大地電磁測深儀（圖 88），儀器接收訊號 頻寬範圍約 0.0000129Hz～384Hz，採 24 小時整天連續紀錄。以下先個別敘述清
水與大油坑兩監測站之 MT 結果，再綜合比較兩者間之異同。
清水地區大地電磁監測站，最近一年（2011/07/01 ~ 2012/07/30）之視電阻率 與相角記錄共計 70 餘筆監測紀錄（圖 90a）。大致而言，視電阻率變化在 20%而 解，此制約條件包括最少層次以及層間平滑化等（Constable, et al., 1987），電磁 波資料較之地震波更容易滿足這些制約特性，因為電磁波反應區域性之平均效應 TM mode（電流東西向）示於圖 93a。大致而言，紀錄呈現高視電阻率（與大油 坑圖 93b 比較），視電阻率微小呈現長波週期性變化，相角變化較視電阻率變化
之。逆推後的最佳模型計算值符合大部分觀測資料。圖 94a 顯示在清水地下約 5km 處最近一年來電阻率呈漸減變化。電阻率變化原因極可能與流體有關，因為大地 電磁法對深部岩層流體與溫度較其他物理參數為靈敏，包括地熱水之棲移（高溫 因素可以排除，因非屬火山區），不只是經由垂直裂隙也可能經由岩層之裂隙網 路側向溢散。
大油坑地區大地電磁監測站，最近一年（2011/07/01 ~ 2012/07/30）之視電阻 率與相角記錄共計 80 餘筆監測紀錄（圖 90b），大致而言，資料品質較清水站佳。 TM mode（電流東西向）示於圖 93b。大致而言，視電阻率呈減小變化，而相角 變化增大，呈反相變化，此為大地電磁資料特性，亦說明資料品質優良。為求得 深度之訊息，進行二維逆推，求得電阻率變化之深度訊息（圖 94b），逆推後的最 佳模型計算值符合大部分觀測資料。圖 94b 顯示在大油坑地下約 1～2 km 處最近 一年來電阻率呈漸減變化。電阻率變化原因極可能與流體有關，包括入侵之岩漿 氣體或地下水等，以致反應地電阻變化，此發現也可以推論火山氣之棲移不只是
經由垂直氣孔也可能經由岩層之裂隙網路側向溢散。
圖87 大地電磁法原理圖。以天然交變電磁場為場源，量測此電磁場進入地層後之 感應訊號,在地面上一點或多點同時觀測此互為垂直的電磁場水平分量，可以 測獲地球深部的電性構造。
圖88 大地電磁儀系統。MTU-5A，包括主機其收訊頻寬範圍約0.0000129Hz至 384Hz，電場感測器，磁場感測器以及衛星全球定位系統（GPS）。
圖89 本研究之大地電磁監測站位置。大屯火山群大油坑（E121°35’20”；N25
°10’16”）與宜蘭清水地熱區（E121°35’20”；N25°10’16”）。
（a） 清水站
圖90(a) 清水大地電磁監測站最近一年（2011/07/01～2012/07/30）之視電阻率與相 角記錄圖。橫軸代表週期（s）；縱軸（上）代表視電阻率（ohm-m），縱軸（下）
代表相角（度）；紅色為南北向記錄；藍色為東西向記錄。
（b） 大油坑站
圖90(b) 大油坑大地電磁監測站最近一年（2011/07/01～2012/07/30）之視電阻率與 相角記錄圖。橫軸代表週期（s）；縱軸（上）代表視電阻率（ohm-m），縱軸
（下）代表相角（度）；紅色為南北向記錄；藍色為東西向記錄。
圖91 大地電磁監測站代表性之視電阻率曲線、相位角曲線（觀測資料點與擬合線）
及極化圖（TE與TM合相向量）。（a）清水站（日期2011/10/25）記錄；（b）
大油坑站（日期2011/09/20）記錄。紅：TE mode，南北向電流；藍：TM mode，
東西向電流。
（a）
（b）
（a）
（b）
圖92 大地電磁監測站代表性之視電阻率曲線（幾何平均）、相位角曲線（圖左）
及其一維反演（紅線：平滑反演；綠線：層狀反演）（圖右）。（a）清水站
（日期2011/10/25）；（b）大油坑站（日期2011/09/20）。
（a） 清水站
（b） 大油坑站
圖93 大地電磁監測站最近一年（2011/07/01～2012/07/30）TM mode（電流東西向）
之視電阻率及相角圖。（a）清水站；（b）大油坑站。影像圖黑點為資料點，
圖上方橫軸數字表觀測日期，各圖之縱軸為週期（s）。由上而下圖序為觀測 視電阻率、逆推視電阻率、觀測相角和逆推相角圖。
（a） 清水站
（b） 大油坑站
圖94 大地電磁監測站最近一年（2011/07/01 ~ 2012/07/30）TM mode（電流東西向）
之電阻率時間變化。（a）清水站；（b）大油坑站。二維逆推後之深度與電阻 率圖顯示監測站下電阻率呈現隨時間漸減小趨勢。圖之縱軸為標高（m），圖 上方橫軸數字表觀測日期。
（a）宜蘭雨量記錄圖
0 20 40 60 80 100 120 140
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day
mm
（b）清水電阻率時間變化圖
（c）宜蘭地震深度－規模圖
圖95 清水大地電磁監測站周邊約50km之雨量、電阻率與地震比對圖。（a）宜蘭雨 量記錄（中央氣象局）；（b）最近一年TM mode（電流東西向）之電阻率時間 變化；（c）有感地震深度－規模圖，相對規模以星號大小表示。
（a）竹子湖雨量記錄圖
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day
depth(km)
肆、結果
形，必須對火山地下做長期的監測，從監測資料的變化趨勢才能進一步推斷地下
伍、參考文獻
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附件一：期末綜合審查意見
附件二：期中綜合審查意見