一、火山氣體與微量氣體成份之定期採樣分析 (一) 採樣目的與區域
火山噴氣氣體成分的變化常用來作為探討岩漿活動與監測火山活動最有效的 方法之一。藉由火山噴出的氣體變化可以推斷出此一火山的岩漿性質和活動性。
許多研究指出在火山噴發前，噴氣中的某些氣體成份會突然增加或是減少，或是 同位素值會有所改變等等。因此調查火山的氣體成分及同位素變化可以監測火山 運動，並可以進一步預言即將到來的爆發。
大屯火山地區有相當多處的噴氣孔以及溫泉地熱區，本研究團隊自 1999 年起 便定期於地熱谷、硫磺谷、龍鳳谷、中山樓、小油坑、冷水坑、馬槽、大油坑、
八煙、四磺坪、焿子坪、大埔等處收集火山噴氣和溫泉氣泡，分析其氣體成份。
採樣地點分別如圖 2-1 所示。去年度定期採樣位置為小油坑、大油坑、以及八煙，
今年度定期採樣位置除了延續過去的三個採樣點外，另新增了四磺坪及硫磺谷。
採樣時間最少維持約每月一次。今年度採樣地點經緯度及採樣日期如表 2-1 所示。
圖 2-1：大屯火山噴氣分布圖。本計畫氣體採樣位置為小油坑、大油坑、八煙、四 磺坪及硫磺谷。
12
(二) 採樣與分析方法
14
真空體積的消耗，以及 CH4、N2、He、Ne、Ar 等難溶氣體對鹼液上部真空體積的 消耗。鹼液主要的缺點是任何過多的 NaOH 鹼液都會與一氧化碳反應，且速率與 鹼液濃度成正比：
dPco / dt = k Pco [OH-] (1)
室溫下，瓶中一氧化碳與 1 N NaOH 接觸反應，半衰期為 20 天。所以只有盡 快分析氣樣或藉由調整到最適合的 NaOH 濃度來減少鹼液對 CO 的損耗。
除此之外，吉氏瓶在收集火山氣體中的硫化物時，只能告訴我們總硫量為多 少，而無法將 H2S 和 SO2個別的量分離出來。Montegrossi et al. (2001) 提出使用 Cd(OH)2 來收集不同的硫化物種類。但是在製造 Cd(OH)2 時需要使用有毒的 CdCO3， 所以我們使用碘液來代替，但如此一來也使得整個分析時間加長。
圖 2-2A：噴氣孔採樣示意圖。如果溫度過高則必須以冷水使之降溫。
圖 2-2B：溫泉氣泡採樣示意圖。
(三) 氣體樣品分析結果
自 2013 年 1 月至 12 月，於大油坑、小油坑、八煙、四磺坪及硫磺谷之採樣 點的樣本分析結果如下。
16
表 2-2: 小油坑採樣點之氣體成分組成。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130110-SYK 96.8 2.42 526 - 642 2.34 - - - - 0.44 3543 1.32 65682 929599
130206-SYK 96.6 2.81 715 0.04 805 4.06 0.46 0.06 16.4 1.03 0.75 2970 40.0 116707 878734
130306 SYK 98.0 12.7 1627 - 457 1.00 - - 8.26 281 6.22 3302 25.0 57673 936604 空氣混染
130416-SYK 96.7 1.56 459 - 369 1.41 0.14 0.01 11.4 - 1.07 916 7.04 48111 950121 130508 SYK 98.2 15.5 1674 - 722 2.68 0.16 0.09 13.8 - 4.00 3700 3.10 91817 902045 130625 SYK 98.3 1.28 366 - 396 0.89 - 0.17 11.3 - 5.00 2501 4.76 50413 946298
130731 SYK 96.1 1.44 544 - 660 0.10 - - 8.42 - 10.0 2729 4.41 52218 943823
130823 SYK 96.1 - 506 - 633 2.78 - - 8.88 - 2.00 2901 5.23 52237 943701
130923 SYK 96.1 2.30 506 - 488 2.03 0.11 0.27 11.3 6.98 40.0 2351 4.66 44279 952306 131014 SYK 96.2 2.34 509 - 591 2.49 0.15 0.20 15.9 - 9.00 2613 3.15 43230 953021 131112 SYK 96.4 1.98 390 - 548 2.15 0.12 - 7.59 - 14.0 2734 7.69 48443 947849 131203 SYK 96.3 3.37 572 - 555 2.17 0.19 0.14 12.2 4.56 - 2700 - 38760 957387 單位：(mol/mol); -：not detected.
續表 2-2: 小油坑採樣點之氣體成分組成(除水)。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130110-SYK 96.8 34.3 7473 - 9126 33.1 - - - - 100 50232 18.5 932981 130206-SYK 96.6 23.1 5898. 0.30 6646 33.5 3.80 0.51 135 8.46 3.04 24497 330 962418
130306 SYK 98.0 201 25679 - 7218 15.7 - - 130 4433 13.1 52172 395 909740 空氣混染 130416-SYK 96.7 31.2 9210 - 7400 28.2 2.79 0.28 228 - 34.5 18356 141 964565
130508 SYK 98.2 159 17095 - 7376 27.3 1.63 0.90 141 - 44.0 37769 31.6 937351 130625 SYK 98.3 23.8 6826 - 7376 16.6 - 3.15 210 - 50.4 46632 88.6 938771 130731 SYK 96.1 25.5 9685 - 11758 1.79 - - 149 - 97.2 48660 78.5 929542 130823 SYK 96.1 - 9003 - 11254 49.3 - - 157 - 188 51380 92.9 927873 130923 SYK 96.1 48.1 10613 - 10234 42.6 2.35 5.63 238 146 34.5 50118 97.7 928417 131014 SYK 96.2 49.8 10850 - 12598 53.1 3.14 4.36 338 - 933 54892 67.0 920208 131112 SYK 96.4 37.9 7496 - 10508 41.3 2.28 - 145 - 180 52522 147 928917 131203 SYK 96.3 79.2 13435 - 13034 50.9 4.35 3.27 286 107 - 63070 - 909605 單位：(mol/mol); -：not detected.
18
表 2-3：八煙採樣點之氣體成分組成。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130110-BY 97.3 4.18 864 - 837 4.52 - - - 12.2 1022 460 0.85 60820 935976 130207-BY 98.3 5.72 999 0.33 966 7.16 0.93 0.16 0.72 36.2 242 46 6.13 31828 965862 130304 BY 96.4 5.47 1406 - 1558 6.80 - - - 13.6 1521 278 1.52 100984 894226 130411-BY 98.0 1.89 377 - 300 1.84 0.19 0.03 0.05 8.73 177 243 14.7 69525 929351 130508 BY 99.4 2.54 459 0.26 494 3.42 0.26 0.11 - 13.1 1047 306 6.18 95504 902165 130625 BY 97.1 2.26 445 0.20 426 1.99 - 0.39 0.10 10.8 670 573 5.64 49864 948001 130731 BY 97.6 2.00 685 - 812 4.93 0.28 - - - 1890 524 4.41 50738 945339 130823 BY 97.0 2.31 713 3.56 847 5.09 0.46 - - 9.18 675 575 1.69 54581 942586 130923 BY 97.4 17.0 1913 - 657 4.03 0.26 0.51 0.14 131 775 475 5.82 42639 953382 131011 BY 98.2 2.39 644 - 737 4.77 0.32 0.56 0.35 19.1 707 589 3.69 44733 952559
131118 BY 97.6 124 13132 - 6943 41.1 3.12 - - 731 5573 3817 30.2 355663 613941 空氣混染 131203 BY 97.8 3.99 723 - 1117 8.71 0.66 0.25 0.08 22.1 - 259 - 36839 960089
單位：(mol/mol); -: not detected.
續表 2-3：八煙採樣點之氣體成分組成(除水)。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130110-BY 97.3 65 13488 - 13074 70.6 - - - 191 15960 7179 13.2 949959 130207-BY 98.3 168 29263 9.80 28309 209 27.2 4.77 21.0 1062 7103 1336 179 932309 130304 BY 96.4 52 13290 - 14733 64.3 - - - 129 14378 2627 14.3 954713 130411-BY 98.0 27 5342 - 4245 26.0 2.64 0.36 0.68 124 2501 3433 208 984091 130508 BY 99.4 26 4695 2.61 5049 34.9 2.61 1.17 - 134 10699 3125 63.1 976167 130625 BY 97.1 44 8554 3.92 8200 38.3 - 7.47 1.98 208 12878 11014 108 958941 130731 BY 97.6 37 12528 - 14860 90.2 5.04 - - - 34585 9595 80.6 928219 130823 BY 97.0 40 12413 61.9 14761 88.5 8.01 - - 160 11765 10018 29.3 950655 130923 BY 97.4 367 41031 - 14093 86.5 5.56 10.9 3.06 2813 16622 10188 124 914654 131011 BY 98.2 50 13574 - 15526 100 6.84 11.9 7.35 404 14900 12408 77.8 942932
131118 BY 97.6 322 34016 - 17985 106 8.08 - - 1895 14435 9887 78.2 921267 空氣混染 131203 BY 97.8 100 18126 - 27991 218 16.6 6.25 1.96 554 - 6483 - 923026
單位：(mol/mol); -: not detected.
20
表 2-4：大油坑採樣點之氣體成分組成。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130115-DYK 98.2 22.2 2061 - 5.18 - - - - 168 330 1746 8.55 33041 962618 130220 DYK 101.2 10.9 1309 - 8.18 - - - - 212 394 1414 32.5 37958 958660 130306 DYK 111.0 16.6 1662 - 6.61 0.10 - - - 293 497 1150 1046 34279 961048 130320-DYK 112.8 108 11877 1.89 77.1 3.64 - 0.24 0.82 204 272 1982 332 41845 943296 130416-DYK 122.7 2.16 287 0.37 4.75 - - 0.01 - 14 519 1029 372 32738 965034
130523 DYK 91.0 40.2 3640 0.65 531 6.56 0.63 0.26 0.37 314 332 1829 6.89 57531 935766 空氣混染 130613 DYK 98.7 19.9 1693 0.21 4.14 - - 0.09 0.07 84 199 1296 548 31551 964604
130802 DYK 99.8 1.62 309 - 13.2 - - - - - 439 1257 1.98 23549 974429 130827 DYK 99.1 37.0 3035 2.26 4.66 - - - 0.05 213 160 1140 458 26219 968730 130927 DYK 112.0 1.03 278 - 9.91 0.02 - 0.18 0.04 2 264 1558 126 23694 974066 131014 DYK 113.0 1.69 255 - 9.02 - - 0.11 0.16 9 283 1633 128 23137 974543 131118 DYK 99.3 8.83 941 - 13.1 - - - - 114 354 1917 89.6 29721 966842 131212 DYK 113.0 9.54 1032 - 8.37 - - 0.13 0.08 61 - 2010 301 51553 944646 單位：(mol/mol); -: not detected.
續表 2-4：大油坑採樣點之氣體成分組成(除水) 。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130115-DYK 98.2 593 55136 - 138 - - - - 4484 8836 46713 229 883870 130220 DYK 101.2 265 31662 - 198 - - - - 5129 9542 34214 787 918201 130306 DYK 111.0 426 42666 - 170 2.68 - - - 7519 12764 29532 26876 880045 130320-DYK 112.8 1913 209447 33.3 1360 64.1 - 4.24 14.4 3596 4789 34955 5868 737956 130416-DYK 122.7 61.8 8196 10.6 136 - - 0.25 - 402 14851 29421 10646 936276
130523 DYK 91.0 627 56670 10.1 8276 102 9.83 4.12 5.77 4888 5173 28478 107 895649 空氣混染 130613 DYK 98.7 563 47819 6.04 117 - - 2.59 1.94 2374 5621 36610 15506 891378
130802 DYK 99.8 63.3 12084 - 519 - - - - - 17175 49146 77 920934 130827 DYK 99.1 1184 97061 72.1 149 - - - 1.45 6805 5119 36464 14672 838473 130927 DYK 112.0 39.8 10729 - 382 0.65 - 7.02 1.63 73 10198 60073 4878 913618 131014 DYK 113.0 66.5 10032 - 354 - - 4.33 6.26 350 11129 64157 5038 908863 131118 DYK 99.3 266 28369 - 396 - - - - 3446 10682 57808 2703 896330 131212 DYK 113.0 172 18643 - 151 - - 2.29 1.42 1110 - 36307 5455 931340 單位：(mol/mol); -: not detected.
22
表 2-5：四磺坪採樣點之氣體成分組成。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130115-SHP 97.8 6.89 688 - 160 0.37 - - - - 0.34 1982 2.53 40971 956189 130206-SHP 100.3 6.91 596 0.03 204 1.99 - 0.06 1.04 5.42 1.80 2227 16.8 107660 889279
130306 SHP 90.6 94.9 11635 - 2731 8.63 - - - 624 88.1 22021 62.6 519628 443106 空氣混染 130411-SHP 99.9 8.26 1044 - 263 1.21 0.10 0.06 1.17 - 18.1 3681 6.05 82728 912248
130515 SHP 97.3 5.15 577 - 163 0.41 0.06 0.08 0.44 - 15.0 2915 4.68 69988 926332 130613 SHP 97.9 2.65 224 - 38 0.10 0.12 0.09 0.20 10.6 20.0 1351 2.38 41201 957149 130731 SHP 99.8 2.43 349 - 114 0.15 - - - - 14.0 1287 6.08 27410 970817 130826 SHP 97.2 5.70 587 - 223 0.89 - - - - 12.0 1993 5.04 66581 930592 130923 SHP 97.3 5.37 579 - 199 0.53 0.01 0.34 0.62 4.91 7.00 2204 3.81 47563 949433 131011 SHP 97.3 7.43 740 - 274 0.64 0.05 0.37 1.06 7.48 20.0 2838 3.85 56398 939710 131112 SHP 93.7 4.99 415 - 154 0.43 - - - - 28.0 2022 3.15 33184 964188 131203 SHP 97.4 11.5 1033 - 231 0.61 0.01 0.17 0.93 37.7 - 2634 - 34394 961627 單位：(mol/mol); -: not detected.
續表 2-5：四磺坪採樣點之氣體成分組成(除水)。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130115-SHP 97.8 157 15698 - 3655 8.46 - - - - 100 45150 57.7 935174 130206-SHP 100.3 62.4 5382 0.31 1844 18.0 - 0.57 9.41 49 3.48 20129 152 972349
130306 SHP 90.6 170 20892 - 4903 15.5 - - - 1122 32.0 39669 112 933083 空氣混染 130411-SHP 99.9 94.1 11898 - 3003 13.7 1.17 0.66 13.3 - 168 41992 68.9 942748
130515 SHP 97.3 69.8 7830 - 2210 5.53 0.80 1.15 6.00 - 195 39572 63.5 950046 130613 SHP 97.9 61.9 5225 - 890 2.44 2.72 2.20 4.57 249 163 31833 55.4 961511 130731 SHP 99.8 83.3 11968 - 3906 5.15 - - - - 650 43934 208 939245 130826 SHP 97.2 82.1 8463 - 3210 12.8 - - - - 310 28579 72.6 959270 130923 SHP 97.3 106 11448 - 3927 10.4 0.25 6.74 12.2 97 261 43462 75.3 940593 131011 SHP 97.3 123 12273 - 4544 10.6 0.89 6.07 17.6 124 150 47254 63.8 935433 131112 SHP 93.7 139 11589 - 4313 12.1 - - - - 400 56833 87.8 926626 131203 SHP 97.4 301 26915 - 6031 15.8 0.20 4.35 24.1 983 - 68471 - 896307 單位：(mol/mol); -: not detected.
24
表 2-6：硫磺谷採樣點之氣體成分組成。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130109-LHK-1 100.3 - 340 - 120 - - - - - 9.26 3287 3.52 45157 951083 130219-LHK-1 98.9 4.27 688 0.03 227 0.91 0.17 - 0.11 21.1 0.54 2482 1.90 36529 960045 130312 LHK-1 96.7 2.55 546 - 240 0.30 - - - 2.55 1.55 2407 1.49 42355 954445 130410-LHK-1 101.5 1.91 688 - 260 1.33 0.13 0.02 0.12 - 20.8 5660 80.5 82176 911111 130515 LHK-1 98.0 3.97 628 0.06 189 0.39 0.05 0.05 0.07 4.62 16.0 2715 2.43 60652 935789 130614 LHK-1 101.4 2.35 521 - 193 0.51 - 0.07 0.16 - 21.0 6351 5.36 98565 894340
130802 LHK-1 98.5 158 13732 - 516 0.76 - - - 1016 10.0 6901 8.63 113359 864298 空氣混染 130828 LHK-1 99.4 23.1 2984 - 455 - - - - 1.38 25.0 6703 3.44 100506 889299
130924 LHK-1 98.3 4.06 1396 - 637 1.33 0.06 0.57 0.30 7.63 20.0 6171 3.77 102613 889146 131011 LHK-1 98.5 89.6 10571 - 1606 2.68 0.30 1.50 1.11 17.9 51.0 18365 5.35 246282 723006 131101 LHK-1 93.7 55.8 6291 - 1163 1.15 - - - 39.3 25.0 6263 1.94 91435 894725 131212 LHK-1 97.8 7.90 1569 - 808 1.65 0.03 0.17 0.19 44.6 - 6731 6.01 84363 906441 單位：(mol/mol); -: not detected.
續表 2-6：硫磺谷採樣點之氣體成分組成(除水) 。
Sample Name T Ar N2 CO CH4 C2H6 C3H8 He H2 O2 SO2 H2S HCl CO2 H2O note
130109-LHK-1 100.3 - 6952 - 2453 - - - - - 189 67202 71.8 923131 130219-LHK-1 98.9 106 17229 0.78 5676 22.7 4.22 0.05 2.81 530 13.6 62127 47.5 914240 130312 LHK-1 96.7 56.0 11989 - 5261 6.59 - - - 55.9 34.0 52830 32.6 929735 130410-LHK-1 101.5 21.4 7736 - 2929 14.9 1.48 0.26 1.38 - 234 63674 906 924480 130515 LHK-1 98.0 61.8 9777 0.93 2936 6.03 0.78 0.81 1.16 72.0 249 42287 37.8 944569 130614 LHK-1 101.4 22.2 4936 - 1823 4.82 - 0.69 1.47 - 198 60111 50.7 932852
130802 LHK-1 98.5 1168 101191 - 3803 5.60 - - - 7487 73.6 50856 63.6 835352 空氣混染 130828 LHK-1 99.4 208 26952 - 4108 - - - - 12.4 225 60555 31.1 907907
130924 LHK-1 98.3 36.2 12591 - 5750 11.9 0.55 5.15 2.68 68.8 180 55666 34.0 925653 131011 LHK-1 98.5 323 38163 - 5799 9.68 1.08 5.41 4.02 64.7 184 66301 19.3 889125 131101 LHK-1 93.7 530 59758 - 11043 10.9 - - - 373 237 59496 18.4 868532 131212 LHK-1 97.8 84.0 16770 - 8632 17.6 0.35 1.86 2.05 477 - 71945 64.2 901705 單位：(mol/mol); -: not detected.
.
26
（四）氦同位素分析結果
因為氦同位素3He/4He 比值在大氣、地殼、地函物質中的差異極大，且氦氣 在空氣中的濃度低、溶解度極低且不易與其他物質產生化學反應，最能直接反映 出源自於地函的岩漿源組成訊號，因此我們希望能藉由連續監測氣體中氦同位素 比值成份，達到監測台灣北部大屯火山群底下之岩漿庫活動情形。
雖然運用了所有可能的方法盡量減少採樣時空氣的混染，由國外的採樣經 驗得知，要百分之百採得火山噴氣而完全沒有空氣的混染，幾乎是不可能的。幸 好我們可以經由所採集氣體的組成，預先判斷是否有大量的空氣混染。一般說來，
火山噴氣中所含的氧氣含量很低 （<1%），而 He/Ne 比值很高 （He/Ne >1000）；
反之空氣中的氧氣量極高，而 He/Ne 比值很低 （He/Ne ≒0.3）。所以，我們可 以透過氧氣含量與 He/Ne 比值，來判斷我們所採集的樣品是否受到空氣的混染。
將源自於空氣的部分組成予以扣除，而校正得到真正源自於火山噴氣的成 份。我們可以合理的假設，所採集的樣品中分析到的 Ne 皆來自於空氣（因為空 氣中的20Ne 含量遠遠高於火山噴氣含量），所以我們若是可以得知空氣的3He/4He 與 4He/20Ne 比值，我們就可以得到校正的3He/4He 比值 （Poreda and Craig, 1989）。
值得注意的是，若是空氣的混染太大時（He/Ne < 1），這樣的校正便沒有意義；
詳細校正公式推導已另撰文報導（楊燦堯，2000）。表 2-7 整理了到目前為止，
本計畫所分析的氦同位素比值結果。
表 2-7：氣體樣品之氦同位素比值分析結果
28
130802-大油坑 74.7 9.72E-06 6.99 7.02 0.12 9.33
30
示與大油坑相似，此地區亦有較高含量的岩漿性氣體加入，而較少受到熱水次級 反應影響。唯獨與大油坑不同的是，硫磺谷之氦同位素並不若大油坑如此接近岩 漿源噴氣，噴氣中亦不像大油坑長期含有高量之 HCl 氣體，表示此地區之含硫氣 體可能有其他來源加入，尚待我們更進一步的去釐清。
綜合各地區之氦同素比值成份，以及氣體成分上的連續觀測結果，其背景 值並未隨著時間有顯著的變化，縱使在小規模的時間尺度上有所改變，也仍在短 時間內回歸平穩，表示在過去數年來，本地區底下整體大的逸氣系統相當的穩 定。
32
圖 2-3：採樣點噴氣之氦同位素比值隨時間變化
續圖 2-3：採樣點噴氣之氦同位素比值隨時間變化
34
圖 2-4：大油坑噴氣孔氣體成份隨時間的連續變化圖。
圖 2-5：大油坑噴氣孔氣體成份來源分布圖。圖中顯示大油坑噴氣氣體相對含有 較高的含硫氣體以及氯化氫，指示了有相當部分的岩漿性來源逸氣混染其 中(from Giggenbath et al. 1990)。
36
圖 2-6：小油坑噴氣孔氣體成份的連續變化。
圖 2-7：小油坑噴氣孔氣體成份來源分布圖。圖中顯示小油坑噴氣中的火山氣體 成份落在火山-熱水區(volcanic-hydrothermal)的區間，顯示此地區受到熱水 環境的次級反應影響甚大(from Giggenbath et al. 1990)。而氣體成份主要以 二氧化碳以及含硫氣體（二氧化硫及硫化氫）兩者混合為主，幾乎沒有氯 化氫的出現。
38
圖 2-8：八煙噴氣孔氣體成份的連續變化。
圖 2-9：八煙噴氣孔氣體成份來源分布圖。八煙噴氣氣體成分落在火山-熱水區 (volcanic-hydrothermal)的區間，主要以二氧化碳為主，顯示此地區受到熱 水環境的次級反應影響甚大(from Giggenbath et al. 1990)。而與小油坑相比，
八煙噴氣中含有較少量的含硫氣體。惟兩區噴氣均同樣幾乎不含氯化氫。
40
圖 2-10：四磺坪噴氣孔氣體成份的連續變化。
圖 2-11：四磺坪噴氣孔氣體成份來源分布圖。四磺坪火山氣體成份亦主要落在火 山-熱水區區間(from Giggenbath et al. 1990)，僅於 2010 年有些許之 HCl 氣體 出現。
42
圖 2-12：硫磺谷噴氣孔氣體成份的連續變化。
圖 2-13：硫磺谷噴氣孔氣體成份來源分布圖。與小油坑、八煙、四磺坪相比，硫 磺谷之 Total S/CO2明顯高於其餘三個地區，顯示與大油坑相似，此地區亦 有較高含量的岩漿性氣體加入，而較少受到熱水次級反應影響(from Giggenbath et al. 1990)。
44
圖 2-14：本研究五個採樣點噴氣中氦氣、氮氣及氬氣之三成份比例圖。圖中可見 五個採樣點(大油坑：DYK, 小油坑：SYK, 八煙：BY, 四磺坪：SHP, 硫 磺谷：LHK)的氣體組成主要落在島弧型態氣體組成成分和空氣的混合區 間(from Giggenbach, 1996)。
二、土壤氣體連續監測站
et al., 1996; Klusman, 1993; Lombardi and Reimer, 1990; Schumacher, 1991）。在火山調 查與監測的應用方面：不論火山處於活動或休眠狀態，只要有岩漿活動，大量的 量 (Chiodini et al., 1998) 。本觀測站主要配置的儀器為英國 Edinburgh Instruments 公司所製造的二氧化碳分析儀，使用 NDIR 紅外線感測器，偵測範圍為 0-100 %，內建泵浦流速為 0.5 L/min。氣體可順著預埋的鐵桿更加順暢地由地底逸散至地表。
在地表上放置一個氣罩將逸散至地表的氣體富集其中，氣罩上有四個可供氣體進 出的連接孔，為了避免內部壓力過大而影響氣體通量的變化，於是我們加裝毛細
46
管以維持內外壓力平衡，免除壓力造成的影響。此外，由於二氧化碳密度較空氣 大，易沈降於低處而造成濃度不均勻，因此於容器內部裝置一轉速固定的風扇，
用以均勻混合空氣與二氧化碳。為防止水氣進入儀器造成損壞或誤差，容器管線 連接至儀器前加裝一組乾燥器，氣體在進入二氧化碳分析儀後，出氣端再將氣體 導回氣罩而形成一迴路。監測站除了分析二氧化碳外，也將分析氡氣；氡氣是火 山地區主要的放射性氣體之一，亦可作為監測火山活動的工具，且可與二氧化碳 資料比較並觀察之間的相關性。使用由德國 SARAD 公司所製造的可攜帶式之氡 氣濃度分析儀進行量測工作；氡氣是具有放射性的氣體，其半衰期約為 3.8 天，
在衰變的過程中會釋放出α粒子，本儀器即是利用估算α粒子再以計算氡氣的濃 度。在火山地區中，二氧化碳通量變化除了受到火山活動的影響，環境因子的影 響不容忽略。其中包含溫度 (土壤溫度和大氣溫度)、大氣壓力、雨量和風速風向 等，這些資料對於往後二氧化碳通量和氡氣濃度變化的結果討論與分析相信可以 帶來莫大的幫助，協助辨別火山活動的情況。
圖 2-15：火山土壤氣體監測站配置圖
圖 2-15：火山土壤氣體監測站配置圖