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研究生：	余竑旻 Yu, Hung-ming
論文名稱：	竹山車籠埔斷層極淺層反射震測之可能頻譜建構 Spectral implications of ultra-shallow seismic reflection surveys in the Chelungpu fault, Chu-San
指導教授：	鄭懌 Jeng, Yih
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	地球科學系 Department of Earth Sciences
論文出版年：	2003
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	83
中文關鍵詞：	可能頻譜建構、反射震測、極淺層、斷層、車籠埔、竹山、立體頻譜圖
英文關鍵詞：	spectral implications, seismic reflection, ultra-shallow, Chelungpu, fault, Chu-San, tridimensional spectrum
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：183 下載：17
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摘要
最近二十年，反射法震波測勘發展到足以探測淺層地下地質構造，到了近幾年，儀器、電腦與技術的長足進步，更可進一步探測地表下兩公尺以內極淺層(ultra-shallow)的地下地質形貌。
在資料處理流程上，淺層測勘已有一固定且通用的處理法則；而極淺層震測因為極接近地表，故相參性、非相參性雜波干擾更嚴重，且在資料處理時，必須將既有的處理流程做試誤性排列組合分析，處理流程也會因各施測地點地質狀況不同而變得無法找到一個通用的資料處理法則。本研究分析原始震測資料不同集聚之頻譜，並將每條波跡之頻譜圖參照野外的幾何佈線位置重新排列，以立體的方式展現頻譜在測線集聚上之變化，以期望從空間中迅速地在水平方向上探測出地層的不連續面，並展示地下異常體或特殊地質構造的位置。
研究地區為造成921集集大地震之車籠埔斷層南段的竹山槽溝，震源選用7.5公斤之重鎚敲擊鋼板，受波器使用自然頻率40Hz之P波受波器，近支距為0.75公尺，測線總長度為24.5公尺。此外，採樣間距0.00025秒、採樣長度0.5秒，炸射方法分別為走離雜波炸射法及共深點炸射法。
資料處理上先以震測軟體取得個集聚之頻譜，然後輸出到Matlab數學程式軟體中做進一步的運算。由於減少極多傳統淺層震測資料處理步驟，相對地減少了許多人工信號參與分析，故可信度較高、可作為疊加震測剖面圖解釋之旁證。兩種炸射方法及其適用的集聚，經立體頻譜圖呈現都能清楚地與地下地層剖面作對比。本研究中只要選取最佳支距集聚分析即可將地滾波影響降到最低，為了減少主觀之人工干預，所有資料皆儘可能減少濾波的處理。
研究結果以速度推算探測深度約3至7公尺左右，與地層剖面在比對上很接近。若再將三種共支距集聚其地下覆蓋面都校正至相同佈線幾何之相對位置，會發現地下覆蓋點能量最高峰值不在同一處，以等同於NMO修正計算之會發現非常吻合於斷層面高程差，故可認定其為斷層面所造成的能量高區，並由此說明三種支距集聚之立體波譜會有差異是因為不同支距所引起的支距效應所造成。另外，以移動平均處理可解決只切某一固定頻率解析不夠客觀之問題，處理過後之切片圖也比處理前與地層剖面對比更具說服力。未來如果儀器幾何尺度之極限可以改善，則解析度可以更高，且此法處理過程迅速，對地質及考古研究來說應不失為一個好方法。

目錄 Index
誌  謝  ACKNOWLEDGMENTS ……………………………………………… i
摘  要  ABSTRACT  ……………………………………………………… ii
目  錄  INDEX …………………………………………………………… iii
圖  目  FIGURE LIST …………………………………………………… vi
表  目  TABLE LIST  …………………………………………………… x
第一章 緒論  INTRODUCTION………………………………………………1
1.1 前言 …………………………………………………………… 1
1.2 文獻回顧 ……………………………………………………… 1
第二章 研究原理與方法  STUDY FUNDAMENTS AND METHODS ………… 3
2.1 研究動機 ……………………………………………………… 3
2.2 原理與方法 …………………………………………………… 3
2.3 研究貢獻 ……………………………………………………… 8
第三章 地質背景狀況  BACKGROUND AND GEOLOGICAL SETTING………10
3.1 測區位置與地形 ………………………………………………10
3.2 地質概況 ………………………………………………………15
    3.2.1 地質背景 ………………………………………………15
    3.2.2 構造 ……………………………………………………19
第四章 震測儀器與野外測勘  INSTRUMENT AND FIELD SURVEY………22
4.1 儀器 ……………………………………………………………22
    4.1.1 介紹 ……………………………………………………22
    4.1.2 參數設定 ………………………………………………22
    4.1.3 資料格式 ………………………………………………25
4.2 佈線幾何與位置 ………………………………………………27
    4.2.1 走離雜波炸射法 ………………………………………30
    4.2.2 共深點炸射法 …………………………………………30
第五章 資料分析與處理  DATA ANALYSIS AND PROCESSING …………36
5.1 資料處理流程 …………………………………………………35
5.2 使用軟體 ………………………………………………………36
5.3 挑選集聚 ………………………………………………………36
5.4 信號分析 ………………………………………………………37
5.5 時間域加窗(scaling)…………………………………………41
5.6 頻譜分析 ………………………………………………………42
5.7 切除 ……………………………………………………………45
5.8 頻率濾波 ………………………………………………………46
5.9 立體頻譜圖展現 ………………………………………………47
第六章 結果與討論  RESULTS AND DISCUSSIONS………………………48
6.1 原始資料(raw data) …………………………………………48
6.1.1 走離雜波炸射法 ………………………………………48
6.1.2 共深點同支距集聚 ……………………………………50
6.2 切除 ……………………………………………………………54
6.3 頻率濾波 ………………………………………………………56
6.4 時間域加窗以判別深度差異 …………………………………58
6.5 測區地層剖面探討 ……………………………………………65
6.6 移動平均 ………………………………………………………69
第七章 結論  CONCLUSIONS………………………………………………73
參考文獻  REFERENCES ……………………………………………………78
圖目 FIGURE LIST
圖2-1  震測數位資料經快速傅氏轉換為頻率域之頻譜示意圖 ……… 5
圖2-2  比較三種炸藥震源能量衰減之振幅譜 ………………………… 7
圖2-3  通過斷層面頻譜有明顯變化之示意圖 ………………………… 7
圖3-1  車籠埔斷層沿線地表破裂帶五千分之一地形圖 ………………10
圖3-2  921地震斷層帶 …………………………………………………11
圖3-3  濁水溪南岸地形 …………………………………………………12
圖3-4  (上)測區槽溝地形圖(下)示意圖 ………………………………13
圖3-5  測區槽溝鳥瞰圖 …………………………………………………14
圖3-6  車籠埔斷層竹山段附近區域地質圖 ……………………………15
圖3-7  車籠埔斷層南段地質簡圖 ………………………………………16
圖3-8  測區南牆剖面地層與斷層位置圖 ………………………………18
圖3-9  測區南牆剖面構造圖 ……………………………………………20
圖4-1  測線與槽溝相對位置示意圖 ……………………………………29
圖4-2  走離雜波炸射法示意圖 …………………………………………31
圖4-3  走離雜波地下覆蓋面與剖面之關係圖 …………………………32
圖4-4  共深點炸射法示意圖 ……………………………………………33
圖4-5  共深點炸射法地下覆蓋面與剖面之關係圖 ……………………34
圖5-1  資料處理流程圖 …………………………………………………35
圖5-2  走離雜波走時曲線 ………………………………………………38
圖5-3  2公尺共支距集聚 ……………………………………………… 38
圖5-4  3.5公尺共支距集聚 …………………………………………… 39
圖5-5  5公尺共支距集聚 ……………………………………………… 39
圖5-6  第54炸射集聚 ………………………………………………… 40
圖5-7  走離雜波頻譜圖 …………………………………………………43
圖5-8  同支距2公尺頻譜圖  ………………………………………… 43
圖5-9  同支距3.5公尺頻譜圖  ……………………………………… 44
圖5-10 同支距5公尺頻譜圖  ………………………………………… 44
圖5-11 經切除後的走離雜波走時圖 ……………………………………45
圖5-12 CDP同支距2公尺集聚第16炸點波線頻譜圖  ………………46
圖6-1  走離雜波炸射集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………49
圖6-2  CDP 2公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………51
圖6-3  CDP 3.5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………52
圖6-4  CDP 5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………53
圖6-5  已切除之走離雜波炸射集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………55
圖6-6  已濾波之CDP 2公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率777Hz之切片圖 …………57
圖6-7  時間域10~60ms之2公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………59
圖6-8  時間域60~110ms之2公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………60
圖6-9  時間域10~60ms之3.5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………61
圖6-10時間域60~110ms之3.5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………62
圖6-11時間域10~60ms之5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………63
圖6-12 時間域60~110ms之5公尺共支距集聚
(a)立體頻譜圖(b)等值圖(c)頻率766Hz之切片圖 …………64
圖6-13 已切除之走離雜波頻譜切片與地層剖面對照圖 ………………65
圖6-14 已濾波2公尺共支距集聚頻譜切片與地層剖面對照圖 ………66
圖6-15 3.5公尺共支距集聚頻譜切片與地層剖面對照圖 ……………67
圖6-16 5公尺共支距集聚頻譜切片與地層剖面對照圖 ………………68
圖6-17 已做切除、移動平均處理之走離雜波頻譜
(a)等值圖(b)切片圖與地層剖面對照圖 …………………… 70
圖6-18 已做濾波、移動平均處理之2公尺共支距集聚頻譜
(a)等值圖(b)切片圖與地層剖面對照圖 …………………… 71
圖6-19 已做移動平均處理之5公尺共支距集聚頻譜
(a)等值圖(b)切片圖與地層剖面對照圖 …………………… 72
圖7-1  5公尺共支距集聚立體頻譜切片圖
(a)原始資料(b)已高程修正資料 …………………………… 76
表目 TABLE LIST
表4-1  本研究儀器之參數設定值 ………………………………………25
表4-2  本研究之野外佈線參數 …………………………………………28
                                

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