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保育研究

委託研究

計畫期限 2016-12-01 ~ 2017-12-31
研究名稱 東沙環礁構造研究
受託單位 財團法人國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心
計畫主持人 林佩瑩
協同主持人
計畫顧問
參與計畫人員 陳建勳、陳鼎仁、沈宗甫、余尚學、吳書恒 、張家溥、張旭光、陳柏棋、宋雨霖、林聖心、謝宗霖、黃俊傑、郭道仁
關鍵詞 東沙環礁、速度構造、海底地震儀、底質剖面儀
摘要 計畫緣起 東沙環礁座落於南海北緣的和緩大陸斜坡上,呈現一個直徑約25公里的巨大圓形礁體,東沙環礁的成因一直是科學家所探究的議題,是南海擴張活動所形成的火成構造隆起亦或為海底火山構造所組成,尚無法定論。本研究調查計畫應用海底地震儀與底質剖面儀,兩項海洋地球物理探勘觀測儀器,目的是探勘東沙環礁下方的地層構造,探討東沙環礁形成的可能機制。 研究方法 本計畫將搭配淺部底質剖面與深部地層速度構造兩種研究方法,研究東沙環礁不同空間尺度構造。淺部海床底質剖面使用底質剖面儀配合水下攝影機,提供4千赫茲至24千赫茲的海床底質聲波訊號與高解析度海床光學影像照片,對海床特徵訊號點位進行辨識。深部地層速度構造研究,佈放4台海底地震儀,記錄120-180天地振動訊號,經過資料檢測與品管流程,並加上東沙島上中央研究院寬頻觀測網地震測站連續資料,使用接收函數法以及周遭噪訊法,計算與疊加地震波資料得到地殼中速度不連續面深度與地層速度構造模型。 研究成果 1. 考量環礁淺海潟湖地形,客製化海底地震儀,並將海底地震儀埋設固定於環礁潟湖塊礁底部沙地內。本計畫之儀器設計改良與佈放作業調整,成功在淺海域架設地震儀且改善海底地震儀兩個水平方向分量的資料品質。 2. 本計畫分析東沙島上中央研究院寬頻觀測網資料,利用遠震P波接收函數法,觀察速度不連續面相關反射波及轉換波到時,推估東沙測站底下地殼內速度不連續面深度大約是9公里,與前人研究一樣觀測到東沙附近下部地殼存在速度高速帶層,因此推論東沙成因可能為火成岩體入侵而非火山基底上發育形成。 3. 本計畫利用4台海底地震儀與東沙島上地震站共5個測站,組成孔徑約16公里的地震儀陣列,利用噪訊所導出的表面波訊號,分析週期大約0.8-5秒表面波在兩測站之間經由地下介質傳遞之群速度,推估環礁潟湖下方地層速度隨深度變化,從速度構造結果顯示在東沙潟湖區域下約1公里內呈現低速異常,1~1.5公里深有一速度分層界面與前人震測研究觀測到中生代不整合面Tg層面相符,本計畫地震儀資料提供東沙島正下方10公里內速度構造,填補震測資料無法解析的東沙環礁下淺部地殼區域。 4. 本計畫執行底質剖面儀於東沙環礁內施測東西向及南北向測線各一條。東沙環礁海床表層主要由生長中之珊瑚、珊瑚礁、珊瑚碎屑所組成,受到地質環境限制,本計畫所執行之底質剖面儀探勘,其聲波訊號無法有效穿透地層獲得淺部沉積層剖面資料,僅能觀察到海床表層的訊號。 5. 本計畫在進行海床底質剖面探測時,同時以單音束聲納探測東西向及南北向測線的海床深度資訊,亦於底質剖面儀拖魚底部安裝GoPro水下攝影機,用以拍攝海床表面照片。 6. 探討底質剖面聲波訊號型態與海床表面地形地貌之關聯性,歸納出3種底質剖面聲波訊號型態,分為 (1) 強反射、(2) 訊號不集中之強反射、(3) 峰狀訊號。透過上述3種底質剖面聲波訊號型態,能夠粗略辨別出相對應之海床表面特徵:遍佈珊瑚碎屑之海床、柱微孔珊瑚 (Porites cylindrica) 生長環境、團塊微孔珊瑚 (Porites lobate) 生長環境。
檔案1 東沙環礁構造研究摘要  DOC 下載次數 221
檔案2 東沙環礁構造研究全文  PDF 下載次數 252
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