地質學研究發展及推動小組

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行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

地質學研究發展及推動小組

計畫編號：NSC

89-2114-M-002-007-執行期限：89 年 1 月 1 日至 89 年 12 月 30 日

主持人：羅清華 國立台灣大學地質科學系

一、摘要 地球科學是一具有地域特性的基礎科 學，由區域性的地質研究，推演出全球性 的地質理論。台灣位於活動的造山帶上， 是研究造山作用及地震活動最理想的地 區。我國之地球科學研究，近年來已大幅 拓展研究範疇；目前除進行本土性研究 外，也積極進行兩岸及國際雙邊地球科學 合作等合作研究工作，使我國地球科學研 究掌握國際重要研究趨勢，逐步邁向新的 里程碑。 關鍵詞：地質學、地球科學、專題研究計 畫 二、地球科學研究成果綜述 89 年度申請專題研究計畫共 392 件， 通過補助研究計畫 257 件，通過率約為 65.5%。主要的研究成果包括： 1. 利用衛星影像、GPS 衛星測量以及沈積 地層與古生物、地質構造等資料，並藉 數值與實體模型分析研究台灣及鄰近 地區弧陸碰撞作用的過程，建立台灣及 鄰近地區弧陸碰撞的動力模式，並探討 台灣地震的發生與震源機制等。 2. 由地下水化學、水文地質、介質輸送、 地電阻及海岸變化等資料，建立台灣西 南海岸地區之海陸作用及環境變遷。 3. 由花粉、樹輪、古土壤及珊瑚 Sr/Ca 高 解析度溫度計，建立台灣地區之古環境 氣溫變遷史，並討論其在全球環境變遷 之角色。 4. 分 析 新 中 橫 公 路 沿 線 地 質 災 害 與 岩 性、植被、構造、雨量、地下水等因素 間的關連性。 5. 由台灣各地區地形及斜坡演化歷史，配 合放射性同位素定年資料，利用擴散觀 念來建立地形定年之數理模式，了解台 灣新期構造運動，進而運用於地震研究 工作上。 6. 進行西藏高原、中南半島地區之火成岩 與變質岩之地球化學與定年學研究，探 討西藏高原新生代的抬升機制，新生代 大型斷層錯移的活動歷史，以及南海張 裂演化之板塊重建。 7. 由祈連縫合帶火成岩及變質岩的礦物 學、岩石學、地球化學及定年學，推斷 當時地體構造作用及與南極大陸的關 係。 8. 整合沈積盆地，火成岩特性及區域構造 資料，探討華南地區大地構造演化及其 與台灣古、中生代演化間的關係。 9. 台灣中央山脈地區上升機制與斷層活 動及其與區域應力演變間的相關性。 10. 建立台灣西部麓山地區層序地層，大地 構造與石油蘊藏間之可能關係。 11. 由有機物質之穩定同位素組成探討生 態與環境的改變過程與機制。 12. 利用鑽石砧、拉曼光譜、紅外光譜，探 討含水鎂矽酸鹽礦物及鐵鎳合金在高 溫、高壓條件下的基本物理性質。 13. 西藏地區超高壓礦物的鑑定，並探討其

2 地質意義。 14. 建立各水資源區的地下水流模擬與地 下水資源開發技術。 15. 引進建立固態負離子源質譜儀技術，氧 同位素雷射分析技術及熱螢光定年計 與地質溫度計。 16. 利用美國哥倫比亞大學尤英號海洋研 究船在台灣東部及西南部海域實施海 陸聯合寬角震測資料，推求台灣地區深 部地殼構造。 17. 分析 PANDA II 高解析度地震網在台灣 南部蒐集之大量地震資料，反演三維地 下速度構造。 18. 結合地震波線型陣列觀測、電磁波勘測 及 地 殼 變 形 等 方 法 及 重 力 與 地 震 資 料，研究台灣西北部之地震地體構造與 震源特性。 19. 根 據 實 測 地 震 波 資 料 及 理 論 模 擬 計 算，推求震源參數，進行地震活動與震 源物理研究。 20. 分 析 強 震 儀 陣 列 和 應 變 計 之 觀 測 資 料，探討動態地變形特性，測試目前使 用之理論模擬方法的正確性。 21. 利用地表強震儀網與井下陣列之地震 記錄，建立非線性土層反應理論模擬之 方法及系統識別模式。 22. 由 Sd－SKS 差別走時逆推全球D 層的′′ 剪波速側向變化到球諧函數 6 度，並與 其他模型交叉比對。 23. 藉全球與台灣地震網及寬頻地震網資 料進行震源參數反演，獲知琉球島弧隱 沒帶、台灣碰撞帶和呂宋島弧隱沒帶之 間過渡地區的發震構造及其特徵。 24. 與大陸地質科學院合作在新疆塔里木 盆地及其邊緣進行古地磁學研究及寬 頻地震觀測，以瞭解該區之地震地體構 造 運 動 與 特 性 及 其 與 碰 撞 作 用 之 關 係。 25. 配合防災國家型科技計畫之執行，歸 劃、推行台灣活動斷層等相關研究，提 供產官學參考。並首先以車籠埔斷層與 嘉南地區活動斷層為示範研究區，結合 不同專長之研究人力，進行活斷層與震 源特性的整合研究。 三、1. 中美國際合作 自民國七十五年起，中美地球科學合 作持續推動多個五年期之科學合作研究計 畫，目前正進行第五個努年期計畫，重點 著重於活動構造與地震地質研究。近年 來，該合作計畫之合作工作內容包括台灣 弧陸碰撞帶之深部地震影像研究，台灣地 殼深部震測剖面研究，台灣地區高解析度 三維構造影像研究，台灣西南前麓構造與 地殼變形，中國大陸大蘇魯地區超高壓岩 石學與地體構造研究，東南亞地區地函動 力學及板塊運動研究，以及 1999 年台灣集 集地震相關研究工作。大部分的項目均為 數年來延續性的合作計畫，但特別值得一 提的是，近年中美合作計畫已將研究區域 推展至鄰近的國家，如中國大陸、中南半 島諸國、菲律賓、及日本。一方面希望藉 由台灣以往的研究成果來解釋區域性的地 質問題，另一方面亦期待由大區域的觀測 資料，對台灣的地質問題能有突破性的解 釋。近年研究成果豐碩，本年度分別於 1999、2000 年美國地球物理聯合會舉行三 項國際研討會專題。 2. 中法國際合作 自民國 83 年起，中法地球科學合作開 始推動五年期的「台灣活動碰撞與地體動 力研究計畫」，擬由地震、大地測量、地 形、構造地質、沈積環境、古地磁、震測、 物理模型、地球化學及數值模擬等各種方 法，進行台灣陸上與海域的地質與地球物 理觀測，以深入探討台灣地區弧陸碰撞及 板塊聚合的問題。民國 84 與 88 年，曾分 別於台灣與法國召開第三、四次中法地科 合作成果發表會；並於民國 89 年於台灣召

3 開『地質災害』學術研討會。基於以往良 好的合作成果，未來工作項目，將更擴及 至遙測技術及地質資料的地理資訊化等新 技術與新觀念的引進，以推展新的研究領 域。 3. 中英國際合作 主要合作議題在於「新地體構造與地 質災害」，工作項目著重於前陸帶的褶皺 與逆衝斷層作用、碰撞帶變形機制探討、 河流發育與河階地形研究、地殼構造、地 層下陷、地下水鹽化、山崩及土石流等問 題。此項合作，由於英方 Bromhead 教授的 熱心聯繫，亦有不少義大利學者陸續加 入，並擬於未來數年中與我方合作，針對 台灣新中橫及中橫公路沿線的地質災害作 一全面性的調查研究。合作研究成果已以 專刊形式分別發表於 1996 與 1997 年中國地 質學會會刊。 4. 中日國際合作 中日學者雖未正式簽署合作計畫，然 緣於同屬環太平洋活動構造帶與對地震相 關研究共同興趣之故，雙方學者合作進行 多項合作計畫，內容涵蓋：沖繩海槽之地 體構造演化、活動斷層與地震孕震研究、 活火山作用等多項計畫。 5. 國 際 海 洋 鑽 探 計 畫 (Ocean Drilling Project) 自民國八十七年起，我國正式加入國 際海洋鑽探計畫(Ocean Drilling Project)組 織，成為會員國之一，積極參與相關之學 術研究活動。截至目前，國內共有十數位 學者曾參與多次海洋深鑽航次，並藉由該 計畫取得多項深鑽岩心標本，進行全球變 遷、海洋地殼成份等多項研究計畫，獲致 成果。國內學者並積極提出海洋鑽探計畫 書，並獲得國際學者肯定，預計民國九十 年初將可執行我國首次主導之海洋深鑽計 畫，於南沖繩海槽進行深鑽，探究黑潮與 沖繩海槽之演化。 以往地球科學國際合作的主要對象為 美、法、英等國，近年因參與學者活動積 極，研究課題擴及東亞地區，故而與越南、 菲律賓、日本及中國大陸的合作日趨密 切。過去透過國際合作計畫，邀請美、法 研究船來台協助各項研究觀測，並對國內 地科人才的培育與國際地質交流合作計畫 （IGCP）、國際海洋鑽探計畫(Ocean Drilling Project)的參與，均有很大的幫助，今後應 更加積極推動這方面的工作，促進參與國 際合作研究事務。