計 畫 名 稱:臺灣北部火山地區背景環境資料監測(3/4)
主管單位:經濟部中央地質調查所
執行單位:財團法人台慶科技教育發展基金會
執行期間:103年01月~103年12月
年度:103年
核定經費:2,760仟元
計畫主持人:宋聖榮
中文摘要:摘要
 
  大屯火山群由於地緣上與大台北都會區的關係非常密切,因此其地質上的活動往往備受關注。由於大屯火山已被定義為休眠中的活火山,在完善保障人民的生活安全前提下,增設多元的監測方法以達成有效的監測工作是必要的。

  火山噴氣氣體和溫泉水氣成分的變化和火山活動有重大的關連,藉由火山噴出氣體可以推斷出此一火山的岩漿性質和活動性。許多國外研究都指出在火山噴發前,其噴發之氣體成分會有明顯的異常變化。1940 年在夏威夷的Mouna Loa 噴發前的一個月,Payne and Ballard 便觀察到火山噴氣中增加了大量的H2S;Casadevall et al.(1983) 發現Mt. St. Helens 在噴發前,噴氣中的CO2 含量減少;而根據對Ohshima火山噴氣中的SO2 連續監測的結果,Noguchi and Kamiya (1963) 在火山噴發前的三個月,發現噴氣中的SO2 明顯增加。由以上的各個研究都顯示火山噴氣與溫泉水氣的變化與火山活動有明顯的關係,因此火山噴氣和溫泉水氣中之成份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ㄧ。而往往各個地區的火山活動,皆有不同的氣體成份異常變化;也因此要先了解一個地區噴氣氣體和溫泉水氣成分的來源與變化,才能用以作為往後長期監測火山活動的重要資訊。

  在火山噴氣氣體的部份,大油坑在本研究中有最高的氦同位素比值,已經非常接近(甚至超過)鄰近地區(如日本、菲律賓)現生火山地區噴氣的氦同位素比值,顯示出本研究區域中,大油坑含有較多岩漿系統來源之噴氣。同時大油坑在本研究採樣點中顯示出含有最高的氦氣濃度比值,也同時印證了上述所推論之結果,證明了相較於其餘採樣區域,大油坑地區的噴氣有相當程度的岩漿源噴氣混染其中。唯各地區之氦同素比值成份,以及主要火山氣體成分隨時間的連續觀測結果,大致上都未隨著時間有顯著的變化,表示在過去數年來,本地區底下的逸氣系統相當的穩定。

  八煙土壤氣體連續監測站是繼小油坑地熱區後在大屯火山群內第二座監測站,自2012 年底起開始累積連續資料,至今二氧化碳逸氣濃度峰值平均約為30 %,與世界上其他活火山地區之分析結果相當;值得配合其他監測結果持續觀察其變化。

  針對大屯火山群中四個溫泉連續監測點,進行每天最少四次的連續長期監測研究,監測溫泉的水質,以及氯離子,硫酸根離子和碳酸氫根離子,結果顯示其顯現相對穩定,無明顯火山流體向上增加的趨勢。

  本委託案為監測大屯火山區菁山、擎天崗和龜山島地溫井之井內溫度變化,監測結果發現菁山站各深度的溫度都有長期下降的趨勢,從2006 至今各深度溫度下降0.05-1.38℃不等,井下0-100 公尺的溫度受到降雨影響變化較大,地溫梯度以深度100 公尺為界主要可分成兩段,上段0-100 公尺約2.1 ℃/100m,下段100-190 公尺約0.5 ℃/100m。擎天崗站各深度溫度與前一年相比,溫度增加0.01-0.68℃,深部的溫度增加較大,地溫梯度於井下0-200 公尺約3.5℃/100m,200-470 公尺約29.1℃/100m,井下10 公尺的溫度是所有觀測溫度中,唯一具明顯年變化週期,振幅約0.05℃,此外,亦具有更長週期之趨勢,2007 年至2012 溫度下降約0.85℃,其原因有待進一步討論,470 公尺的溫度有長期上升趨勢, 2009-2014 年累計上升約1.83℃,後續需加以注意。由菁山和擎天崗兩測站之地溫梯度推測此區域地下水可能有一個厚度約200 公尺的對流包。龜山島測站是3 個測站中同深度溫度最高者,顯示龜山島的熱源可能比大屯山淺,深度210-240 公尺的地溫呈顫抖現象,可能跟該深度的地層裂縫發生變化有關。地溫梯度於井下0-100 公尺約-1.5℃/100m,100 公尺以下的梯度約9.7℃/100m。本站在2004-2009 年夏季期間發現數個與颱風有關的熱脈衝事件,是否颱風的低氣壓影響龜山島岩石的應力,進而造成地層中孔隙水發生位移,導致地溫產生細微的變化,值得進一步討論。

關鍵詞:火山地質、監測、地質圖、火山氣體、溫泉 地熱監測
重要工作項目:1. 持續性火山環境背景資料調查及收集,包含火山氣體、火山溫泉及火山地溫,並配合微震資料評估火山活動特性。
預期具體成果及效益:1. 持續記錄火山活動徵兆與背景值,提供安全評估、國土規劃及土地利用管理之依據,以減低火山災害之威脅。
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