進階搜尋


下載電子全文  
系統識別號 U0026-0309201410041900
論文名稱(中文) 利用台灣東北部GPS連續站資料分析與模擬2009年慢地震事件
論文名稱(英文) Analysis and simulation of the 2009 slow slip event in northeast Taiwan using continuous GPS data
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 地球科學系
系所名稱(英) Department of Earth Sciences
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生(中文) 陳一成
研究生(英文) Yi-Cheng Chen
電子信箱 dragon8147@hotmail.com
學號 l46011104
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 89頁
口試委員 口試委員-景國恩
口試委員-樂鍇‧祿璞崚岸
指導教授-饒瑞鈞
中文關鍵字 慢地震  隱沒帶  時間序列  空間濾波 
英文關鍵字 slow slip event  subduction zone  time series  spatial filtering 
學科別分類
中文摘要 根據前人的研究,在全球各大隱沒帶,大多有發現一次性甚至週期性的慢地震事件,而台灣東部外海菲律賓海板塊隱沒至歐亞板塊所產生的隱沒帶,是否也有慢地震的發生為本研究的重點。台灣東部以及東部外海為地震頻繁的區域,相關研究顯示地震發生的原因有些是受到海槽擴張的影響,有些是隱沒帶的影響,而慢地震和這些一般地震的關聯性也是很重要的研究課題。本研究蒐集並分析台灣東北部地區,北到頭城鎮,南到新城鄉,東到龜山島,共19個GPS連續觀測站的資料,我們運用GAMIT進行解算,再利用每日解繪製時間序列,然後利用空間濾波技術(spatial filtering)來改進時間序列的準確度,並繪製擬合線,以利於觀察慢地震事件的時間始末以及位移。本研究在各測站的時間序列上2009年6月到10月間發現了座標的變動,各站位移介於1~11 mm之間,NAAO有最大值11 mm,方向大多往東南與震間速度場方向一致。根據時間序列所得到的位移量值,進行斷層錯位模型作反演,得到的斷層走向為260.5°,傾角為11.2°,而主要滑移量集中在台灣東部外海隱沒帶地區,深度為4-7 km,並分析了慢地震事件時間段前後一般地震的變化,發現在慢地震事件發生的時間段內一般地震有較頻繁發生的現象,並有群震的發生。
英文摘要 According to previous studies, there are aperiodic or periodic slow slip event in the world's major subduction zones. The subduction zone is generated by the Philippine Sea plate subduction to the Eurasian plate at eastern Taiwan. The focus of the study is that whether there are slow slip events in this area. The eastern Taiwan is seismically frequent, and the relevance between slow slip event and regular earthquake is an important study. This study collected and analyzed 19 continuous GPS stations data in northeast Taiwan. We used GAMIT to solve, and produce time series. We use spatial filtering to improve the accuracy of the time series, and draw the fit line to check the time and displacement of slow slip event. We found the displacement at time series in 2009-June to 2009-October, the biggest displacement is 11 mm at NAAO, and most of the direction is in accord with the interseismic velocity field. The result of dislocation model shows the fault geometry that dip is 11.2°, strike is 260.5°, the depth of main slip distribution on the fault is between 4-7 km. And we analyze the relevance between slow slip event and regular earthquake, then we found cluster earthquake occurred.
論文目次 目錄
摘要 I
致謝 VIII
目錄 IX
圖目錄 XI
表目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究內容 2
1.3 前人研究 3
第二章 研究區域 9
2.1 台灣東北構造特性 9
2.2 大地測量之結果 11
2.3 斷層與地層分布 14
2.4 地震與應力分布 16
第三章 研究方法 20
3.1 GPS資料來源及解算流程與策略 21
3.1.1 GPS資料來源 21
3.1.2 GPS解算流程 23
3.1.3 GPS解算策略 26
3.2 時間序列分析方法 29
3.2.1時間序列之擬合 29
3.2.2空間濾波 30
3.3斷層錯位模型(dislocation model)理論與方法 31
第四章 研究結果 33
4.1 時間序列之結果 33
4.2 慢地震位移之結果 49
4.3 同震模型之結果 52
第五章 討論 55
5.1 慢地震事件與其他地區之分析比較 55
5.2 慢地震事件與降雨分佈關係分析 59
5.3 慢地震事件與一般地震關係分析 61
第六章 結論 66
參考文獻 67
附錄一 71
圖目錄
圖1.1 Cascadia隱沒帶長微震活動度與GPS位移觀測值的關係圖 4
圖1.2 日本南琉球研究區域。 5
圖1.3 Hateruma 觀測站之時間序列 6
圖1.4 慢地震事件發生機制示意圖 6
圖1.5 地震地體與GPS測站分布圖 7
圖1.6 GPS連續觀測資料之時間序列 8
圖2.1 北台灣前陸逆衝變形帶之構造模型 9
圖2.2 台灣地區主應力場數值模擬之簡圖 10
圖2.3 宜蘭平原水準施測路線圖 11
圖2.4 宜蘭平原南北走向精密水準測量施測結果 12
圖2.5 北台灣彈性及塊體旋轉模型 13
圖2.6 宜蘭平原上之斷層分布 14
圖2.7 宜蘭平原南北向之地下構造圖 15
圖2.8 宜蘭區域地質圖 16
圖2.9 北台灣之構造示意圖 17
圖2.10 震源機制解分布圖 18
圖2.11 機制解所得之區域應力張量 19
圖3.1 GPS 衛星定位系統之分布與定位 20
圖3.2 GPS連續觀測站分布圖 21
圖3.2 選定作為參考站之14站國際IGS站分布圖 27
圖3.3 選定之25站國內核心站分布圖 28
圖3.4 每日坐標解之時間序列經處理成殘差(residual)之示意圖 29
圖4.1 GPS連續站ILAN去除三倍標準差之時間序列擬合 34
圖4.2 GPS連續站SLNP去除週期性訊號之時間序列 35
圖4.3 GPS連續站ILAN去除更換天線盤訊號之時間序列 36
圖4.4 GPS連續站ILAN去除震間速度之時間序列 37
圖4.5 GPS連續站ILAN進行空間濾波後之時間序列 38
圖4.6 GPS連續站LTUN進行空間濾波後之時間序列 39
圖4.7 GPS連續站經過空間濾波後南北方向之時間序列(1) 40
圖4.8 GPS連續站經過空間濾波後南北方向之時間序列(2) 41
圖4.9 GPS連續站經過空間濾波後東西方向之時間序列(1) 42
圖4.10 GPS連續站經過空間濾波後東西方向之時間序列(2) 43
圖4.11 GPS連續站經過空間濾波後垂直方向之時間序列(1) 44
圖4.12 GPS連續站經過空間濾波後垂直方向之時間序列(2) 45
圖4.13 2008年12月24號之水平位移場(1) 47
圖4.14 2009年2月15號之水平位移場(2) 47
圖4.15 2009年7月20號之水平位移場(3) 48
圖4.16 2009年8月11號之水平位移場(4) 48
圖4.17 慢地震事件之水平位移場。藍色箭頭為位移方向與大小 50
圖4.18 慢地震事件之垂直位移場 51
圖4.19 同震斷層錯位模型之反演結果(1) 53
圖4.20同震斷層錯位模型之反演結果(2) 53
圖4.21 同震模型反演之斷層在空間上的分布。 54
圖5.1 地震分佈圖 56
圖5.2 地震剖面與隱沒帶幾何形貌 57
圖5.3隱沒帶地區地震類型分佈示意圖 57
圖5.4 GPS連續站震間速度場 58
圖5.5 GPS連續站ILAN有週期性訊號之時間序列及降雨關係圖 59
圖5.6 GPS連續站ILAN去除週期性訊號之時間序列及降雨關係圖 60
圖5.7 慢地震事件位移與降雨總合關係圖 61
圖5.8 長時間之地震分佈圖 62
圖5.9 慢地震事件開始前半年之地震分佈 63
圖5.10 慢地震事件時發生時間內之地震分佈 64
圖5.11 慢地震事件結束後半年內之地震分佈 65
表目錄
表1. GPS連續站所屬單位與施測起始時間 21
表2 慢地震事件之位移值 49

參考文獻 江新春(1976),宜蘭平原之震測。礦業技術,第十四卷,第六期,第215-221頁。
林啟文、高銘健(1997),五萬分之一臺灣地質圖說明書,圖幅第十六號蘇澳,經濟部中央地質調查所出版。
許雅儒(2004),集集地震之震前、同震及震後變形模式研究,國立中央大學地球物理研究所博士論文。
詹新甫(1976),宜蘭地區第三紀之地質,礦業技術,第14卷,第7期,第252-257頁。
Ash, M. E. (1972), Determination of Earth Satellite Orbits, Lincoln Laboratory Technical Note 1972-5, Lexington, Massachusetts, April 19.
Blewitt, G. (1990), An automatic editing algorithm for GPS data, Geophys. Res. Lett., 17, 199-202.
Bock, Y., S. A. Gourevitch, C. C. Counselman III, R. W. King, and R. I. Abbot (1986), Interferometric analysis of GPS phase observations, Man. Geod., 11, 282-288.
Boehm, J., A. Niell, P. Tregoning, and H. Schuh (2006a), Global Mapping Function (GMF): a new empirical mapping function based on numerical weather model data, Geophys. Res. Lett. 33, L07304.
Chou, H. C., B. Y. Kuo, S. H. Hung, L. Y. Chiao, D. Zhao, and Y. M. Wu (2006), The Taiwan-Ryukyu subduction-collision complex: Folding of a viscoelastic slab and the double seismic zone, Journal of Geophysical Research, 111, B04410, doi:10.1029/2005JB003822.
Dong, D., T. A. Herring, and R. W. King (1998), Estimating regional deformation from a combination of space and terrestrial geodetic data, J. Geodesy, 72, 200–214,.
Dragert, H., K. Wang, and T. S. James (2001), A silent slip event on the deeper Cascadia subduction interface, Science, 292, 1525–1528.
Feigl, K. L., D. C. Agnew, Y. Bock, D. Dong, A. Donnellan, B. H. Hager, T. A. Herring, D. D. Jackson, T. H. Jordan, R. W. King, S. Larsen, K. M. Larson, M. H. Murray, Z. G. Shen, and F. H. Webb (1993), Space geodetic measurement of crustal deformation in Central and Southern California, 1984–1992, Journal of Geophysical Research., 98, 21677–21712.
Heki, K., and T. Kataoka (2008), On the biannually repeating slow-slip events at the Ryukyu Trench, southwestern Japan, Journal of Geophysical Research., 113, B11402, doi: 10.1029/2008JB005739.
Herring, T. A., R. W. King, and S. C. McClusky (2008), Introduction to GAMIT/GLOBK, Mass Inst. of Technol., Cambridge.
Kao, H., S. S. Shen, and K. F. Ma (1998), Transition from oblique subduction to collision: Earthquakes in the southernmost Ryukyu arc-Taiwan region, Journal of Geophysical Research, 103, 7211-7229.
Hu, J. C., J. Angelier , J. C. Lee, H. T. Chu, and D. Byrne (1996), Kinematics of convergence, deformation and stress distribution in the Taiwan collision area: 2-D finite-element numerical modeling, Tectonophysics, 255(3-4), 243-268.
Hu, J. C., S. B. Yu, H. T. Chu, and J. Angelier (2002), Transition tectonics of northern Taiwan induced by convergence and trench retreat, Geol. Soc. Am. Special Paper 358, 149-162.
Huang, H. H., J. B. H. Shyu, Y. M. Wu, C. H. Chang, and Y. G. Chen (2012), Seismotectonics of northeastern Taiwan: Kinematics of the transition from waning collision to subduction and postcollisional extension, Journal of Geophysical Research, 117, B01313, doi: 10.1029/2011JB008852.
Liu, C. C. (1995), The Ilan plain and the southwestward extending Okinawa Trough, J.Geol. Soc. China, 38, 229-242.
Lu, C. Y., J. Angelier, H. T. Chu, and J. C. Lee (1995), Contractional, transcurrent, rotational and extensional tectonics: Examples from Northern Taiwan, Tectonophysics, 256(1-3), 129-146.
Miller, M. M., T. Melbourne, D. J. Johnson, and W. Q. Sumner (2005), Periodic slow earthquakes from the Cascadia subduction zone, Science, 295, 2423.
Nikolaidis, R. (2004), Observation of geodetic and seismic deformation with the Global Positioning System, Ph.D. dissertation, Univ. of Calif. San Diego.
Nishimura, T., T. Matsuzawa, and K. Obara (2013), Detection of short-term slow slip events along the Nankai Trough, southwest Japan, using GNSS data, J. Geophys. Res. Solid Earth, 118, 3112–3125, doi:10.1002/jgrb.50222.
Okada, Y. (1985), Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space, Bulletin of the Seismological Society of America, 75, 4, 1135-1154.
Rau, R. J., K. E. Ching, J. C. Hu, and J. C. Lee (2008), Crustal deformation and block kinematics in transition from collision to subduction: Global positioning system measurements in northern Taiwan, 1995–2005, Journal of Geophysical Research, 113, B09404, doi:10.1029/2007JB005414.
Rogers, G., and H. Dragert (2003), Episodic tremor and slip on the Cascadia subduction zone: The chatter of silent slip, Science, 300, 1942–1943,.
Schaffrin, B., and Y. Bock (1988), A unified scheme for processing GPS phase observations, Bull. Geod., 62, 142-160.
Segall, P. (1997), GPS Applications for geodynamics and earthquake studies. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 25, 301-336.
Tabei, T., and W. L. Amin (2002), Common-mode Errors in the GPS Coordinate Time Series-Application of Spatial Filtering Technique-, J. Geodetic. Soc., 48, 229-241.
Thatcher, W., J. B. Rundle (1984), A viscoelastic coupling model for the cyclic deformation due to periodically repeated earthquakes at subduction zones, Journal of Geophysical Research, 89, 7631-7640.
Vergnolle, M., A. Walpersdorf, V. Kostoglodov, P. Tregoning, J. A. Santiago, N. Cotte, and S. I. Franco (2010), Slow slip events in Mexico revised from the processing of 11 year GPS observations, Journal of Geophysical Research., 115, B08403, doi: 10.1029/2009JB006852.
Wdowinski, S., Y. Bock, J. Zhang, P. Fang, and J. Genrich (1997), Southern California Permanent GPS Geodetic Array: Spatial filtering of daily positions for estimating coseismic and postseismic displacements induced by the 1992 Landers earthquake, Journal of Geophysical Research, 102, 8, 18,057-18,070.
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2016-09-12起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2016-09-12起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw