◎ 研之有物
當地震波經過含有水的地層時，波速也會下降，故可以透過「震波測勘」調查地下構造也有助於找到水層。而中研院在此地的震波測勘研究運用到了三種技術，第一種是擺放多個小型地震站網路，以天然地震的方式來分析較深地下構造，觀測深度可達 5 公里以上。
第二種則是利用中油的震盪震源車製造人工地震來探測地層，但其產生的能量就較天然地震小，加上此地的地下為變質岩帶，故處理相關的資料也是極具挑戰性；當然，也可以用密集的小地震儀來收集人工地震，故第三種技術就是以多次的人工地震搭配密集接收器來增加資料量與觀測品質，而此方式雖然不能得到深部資料，但可以得到 1 公里深以內的高解析度地下構造。
震波成像結果，紅點處是員山一號井，可看到地圖上龜山島附近高度異常（黃色），有深處熱源，可能有熱水。蘭陽平原南側有低度異常（綠色），有深處熱源，可能有熱蒸氣。
圖｜中研院地熱研究團隊，研之有物重製 建立「地質模型」是一種專業
解析地下構造的「地質模型」，就是構造地質學的專業，聊到這個，李建成馬上眼神發亮的侃侃而談。在學習地質的一開始，最吸引他的不是礦物、也非化石，反而是結合數學、物理，並需要強大空間觀念的構造地質學。將野外調查的量測、繪圖資料整合成對於地質構造的理解，便是他最有樂趣的項目。
李建成舉例說明，隨著野外調查一天一天畫下局部的構造，最後不僅可以畫完整段地質構造，還對這整個地區有更宏觀的概念，而他也用直觀的比喻告訴我們何謂地質模型：
就像是地下有間看不到的房屋，但我們可以透過周遭的地質資料，先建立房屋樣貌的模型。
雖然宜蘭的平原地區沉積物讓我們看不到地下構造，但從北橫、太平山、頭城、蘇澳等周邊的地質構造，搭配前面提到的各項地球物理調查，我們可以先從大範圍的地質構造，逐步的縮小到我們的目標區紅柴林-員山地區附近。
地質模型圖，員山一號井近南北向剖面圖，未來目標是探測到更深的 4.5 公里處。
圖｜李建成提供，研之有物重製
地質模型圖，員山一號井底下的低電阻區（橘紅色），暗示可能有淺層的熱水儲存區。
圖｜李建成提供，研之有物重製2025 年中油在宜蘭紅柴林-員山地區剛完成了「員山一號井」的深層地熱探勘鑽井，發現資料上所謂的低電阻帶（橘紅色），正好就是四稜砂岩的構造，對應到已知的淺層熱水儲存層（0.6～2 公里）；而在更深的 3～4 公里處，發現了中嶺層板岩（或千枚岩），溫度上升很快，最高達 150°C。
跟鄰近的板岩相比，砂岩常會有較為均勻的裂隙，熱水較容易能流經，而高溫的水又有更低電阻，藉各種資料的分析，可以將這些特性連在一起，而且在預估有熱水存在的地方，同時也是區域構造地質所推論的斷層所在，所以這些斷層構造很有可能就是將深處熱水帶到地表的關鍵。
同時，地質模型也是為了先知道「熱水從哪裡來？」，利用地球化學的氫氧同位素分析，科學家可以回推水從天上落下到地層中時，是在海拔高度多高的位置。
以紅柴林四稜砂岩中的熱水為例，近地表附近的來源約為海拔 200 多公尺左右的高度，即鄰近四稜砂岩層出露地表的位置，代表水源有穩定來源，可以有適合的補注。同時科學家更希望未來在此地的鑽井可以取得水源來自更深處的同位素證據，以驗證或是修正地質模型。
近年的無人機技術蓬勃發展，讓科學家也可以利用新科技檢視地熱資源，在同所詹瑜璋研究員的協助下，研究團隊在紅柴林以搭載熱成像設備的無人機進行遙測，發現地表所在的熱源與地質模型所預估的熱水湧出位置有高度空間吻合的結果，也讓李建成對於紅柴林的地質模型更有信心。
無人機空拍區域的熱影像圖，紅柴林-員山地區附近，河床高溫區和地質模型預估的熱水湧出位置有高度空間吻合，並且都有斷層通過。
圖｜中研院地熱研究團隊，研之有物重製 本文經授權轉載自研之有物 臺灣地熱在哪裡？看科學家如何建模地下世界，探勘最深層的能源寶藏
編輯精選
自由評論網粉絲團
