第五章 討論
5.3 長微震之孕震機制
5.3.3 長微震震源區域環境
將研究區域切五個剖面如圖5.3.5 所示,黑色圓圈標示長微震,灰色圓圈為 M≦5 之背景地震,其大小反應規模,紅色星號為 M>5 的地震事件,虛線為引用 自 Huang et al(2014)的 Moho 面。注意到長微震震源區域向西部麓山帶的淺處 延伸,有一無震區(圖 5.3.5 的 D-D’),這個無震區與長微震震源區同樣具有 高地熱梯度(Hsieh et al., 2014),代表較為高溫的環境可能讓應變能的累積無 法進行(圖 5.3.9)。而淺部無震區具有異常低的地電阻,對應到流體含量約為 0.4~1.4% (圖 5.3.8, Bertrand et al., 2012)。與速度構造(Kuochen et al., 2012) 相比如圖5.3.5 和 5.3.6,我們發現長微震震源位於同深度上的低速區域,P 波 波速約介於5.7~7 km/s 之間、S 波波速則約在 3~4.5 km/s,這些事件深度略淺 於Moho 面(圖中虛線),然而考慮到定位的深度誤差大(標準差達 10 公里),長 微震群可能穿透Moho 面。其含水可能是由隱沒過程的變質作用脫水而來,例如
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長微震區域或更深部的變質作用脫水,流體的存在與周圍應力(和淺部比有較高 的圍壓)的相互作用,造成孔隙壓急遽變化,在這個過程可能有效的弱化岩石/
斷層面強度,產生長微震訊號。若對 20~50km 的深度做速度平面分布圖,如圖 5.3.9~11 所示,我們發現相對於中央山脈其餘地區,長微震震源區有相對高的 Vp/Vs 值,可能指示長微震區域含水量較中央山脈其餘地區高,這一點亦顯示在 地熱梯度的分布上(高值集中在長微震震源區),這說明了地熱梯度可能是造成局 部含水量高的原因,與我們推測在高溫下變質作用的脫水效應是一致的。
圖 5.3.5 長微震區域以緯度每 0.1 度垂直橫切的 P 波波速剖面。黑色圓圈標示 長微震,灰色圓圈為 M≦5 之背景地震,其大小反應規模,紅色星號為 M>5 的 地震事件,虛線為引用自Huang et al(2014)的 Moho 面。
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圖 5.3.6 長微震區域以緯度每 0.1 度垂直橫切的 S 波波速剖面。黑色圓圈標示 長微震,灰色圓圈為 M≦5 之背景地震,其大小反應規模,紅色星號為 M>5 的 地震事件,虛線為引用自Huang et al(2014)的 Moho 面。
圖5.3.7 長微震區域以緯度每 0.1 度垂直橫切的 Vp/Vs 剖面。黑色圓圈標示長 微震,灰色圓圈為 M≦5 之背景地震,其大小反應規模,紅色星號為 M>5 的地 震事件,虛線為引用自Huang et al(2014)的 Moho 面。
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圖5.3.8 Bertrand et al.(2012)地電阻研究中南部測線位置與其 2D、3D 逆推剖 面,紅色虛線標示出長微震發生位置。
圖5.3.9 從居禮溫度(580°C)估算之台灣地熱梯度分布(Hsieh et al.,2014)。
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圖5.3.10 台灣中南部 P 波波速分布圖,從 25 至 50 公里每 5 公里各一張切面。
長微震由空心圓圈標示,虛線框對應到長微震主要發生區域。
圖5.3.11 台灣中南部 S 波波速分布圖,從 25 至 50 公里每 5 公里各一張切面。
長微震由空心圓圈標示,虛線框對應到長微震主要發生區域。
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圖5.3.12 台灣中南部 Vp/Vs 比值分布圖,從 25 至 50 公里每 5 公里各一張切面。
長微震由空心圓圈標示,虛線框對應到長微震主要發生區域。
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1. 長微震主要發生於中央山脈南段120.8~121˚E,23.3~22.9˚N 呈現南北向狹長 分布,深度約15~50 公里深,大致呈現東北-西南走向並向東南方向傾沒之位