首頁 > 探索大地的能量–臺灣車籠埔斷層鑽井計畫
:::
探索大地的能量–臺灣車籠埔斷層鑽井計畫
1999年9月21日,臺灣集集發生規模7.6的大地震,引發車籠埔斷層破裂,要了解地震的能量變化與生成機制,必須深入地底直接採取「岩心」加以分析。
 
 
 
1999 年 9 月 21 日,臺灣集集發生規模 7.6 的大地震,引發車籠埔斷層破裂,使得豐原附近地表上下錯動高達 8 公尺,地下破裂甚至達 14 公尺。如此巨量的錯動景象,世所罕見,引起國際科學界的重視。

要了解地震的能量變化與生成機制,必須深入地底直接採取「岩心」加以分析。於是在國科會支持下,中央大學及臺灣大學研究團隊策劃「臺灣車籠埔斷層深井鑽探計畫」,與美、日、德等國學者合作,展開地下 2 公里的鑽探工程。這項工程從震測找井位、鑽井及岩心取樣,都由國內公司負責,震測值誤差僅 10 公尺,岩心採樣成功率高達 99.9 %,顯示我國鑽井相關研究技術精良,讓各國學者刮目相看。

計畫主持人之一中央大學地球物理研究所王乾盈教授表示,歷經湧水、崩井等危機,研究團隊終於深入地底 1,111 公尺取得車籠埔斷層帶岩心,更繼續深入至 1,720 公尺處取得三義斷層帶岩心。車籠埔斷層帶是研究的重點,也是各國學者積極爭取的研究樣本。為使各國各項研究都能分得重要的斷層帶岩心,研究團隊試圖「一箭三鵰」,在距離A井 40 公尺外開鑽B井,並在B井中加取一段側鑽C井,於是 3 口井共取出了「3 段」車籠埔斷層帶岩心,讓各國學者各取所需。

此外,鑽探留下的A、B兩井還可進行「雙井實驗」。雙井實驗是把鹽水灌入B井,量測其到達A井的情況,藉此研究雙井間的滲透率、孔隙度等重要參數。除雙井實驗外,研究團隊還安裝 7 個井下地震儀,進行為期 4 年的斷層帶微小地震(規模小於 0)長期觀測,探討大地震後斷層面上殘留應力釋放的情形。

研究團隊進行岩心分析後有 4 個重要發現:(1)12 公分厚的「主要滑移帶」至少滑過 33 次,每一層形貌非常類似,代表地震行為是會重複的;(2)由斷層帶岩石磨碎顆粒大小計算出只有 6% 滑移量導致錯動,其餘都反應在熱及震波釋放上;(3)由黏土礦物分析得知地震斷層發生時的溫度超過 1,100 度,把斷層帶岩石融熔成假玄武玻璃;(4)斷層泥滲透率比一般低 1 至 2 個數量級,且化石材料有分解現象,顯示地震時引發溫度遽增,造成超高壓流體暴增甚或汽化,快速弱化斷層帶,導致巨量錯動。

就全世界地震斷層研究而言,這些發現都相當獨特,深具意義。王乾盈教授表示,以往地震學家沒有實證資料,只能假設地震會重複發生,車籠埔斷層研究則提供了準確、直接的數據。「The data cannot predict, but the model can.」王教授謹記這句名言,認為藉由「地震震源區鑽探」可以獲得正確且豐富的地震資料,並藉此建立地震破裂模型,對了解地震與地震預測研究都相當重要,希望國人能持續給予支持與鼓勵。

深度閱讀
  1. 中央大學地球科學系暨地球物理研究所:臺灣車籠埔斷層深井鑽探計畫:http://www.gep.ncu.edu.tw,4/25/2007
  2. K.F. Ma, H. Tanaka, S.R. Song, C.Y. Wang, J.H. Hung, Y.B. Tsai, J. Mori, Y.F. Song, E.C. Yeh, W. Soh, H. Sone, L.W. Kuo, H.Y. Wu. (2006) Slip zone and energetics of a large earthquake from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project, Nature, 444, 473-476.
推薦文章

TOP