111 年 國立臺灣大學地質科學系碩士班地質組《地質科學》

此題為名詞解釋題，主要在考驗考生對冰河沉積物相關術語的理解。

Terminal moraine 是冰河作用的產物，指的是冰河在其前緣（末端）堆積下來的冰磧物（moraine）所形成的壟脊或堆積體。

此題為名詞解釋題，主要在考驗考生對岩石變形（應變）基本概念的理解。

Strain 是指物質在受到外力作用（應力，stress）後，其形狀或體積發生的改變。在地質學中，Strain 描述的是岩石或地層在構造應力作用下所發生的變形，包括伸長、縮短、剪切或體積變化。

此題為名詞解釋題，主要在考驗考生對穩定大陸地殼區域的理解。

Craton（克拉通）是指一個穩定且古老的大陸地殼區域，通常位於大陸板塊的內部，遠離板塊邊界。

此題為名詞解釋題，主要在考驗考生對重力驅動的沉積過程的理解。

Gravity flow（重力流）是指由重力驅動，在坡度上向下移動的流體（包括水、泥漿、岩屑等）所造成的沉積過程。

此題為名詞解釋題，主要在考驗考生對利用生物化石進行地層劃分和定年的理解。

Biostratigraphy（生物地層學）是地質學的一個分支，它利用岩層中出現的生物化石來劃分地層、確定地層的相對年代，並研究地層的沉積環境。

此題考驗考生對地球內部結構的認識，以及不同區域（海洋與大陸）地殼的差異性。

地球的主要分層由外向內可分為地殼（Crust）、地幔（Mantle）和地核（Core）。

1. 地殼 (Crust)：

   • 組成與特性：是地球最外層的固體岩石圈，主要由矽酸鹽礦物組成。
   • 海洋地殼：
     • 厚度：較薄，平均約 5-10 公里。
     • 密度：較高，主要由玄武岩（basalt）組成，密度約 2.9-3.0 g/cm³。
     • 年齡：相對年輕，因為不斷有新的海洋地殼在洋中脊生成，舊的則在海溝被俯衝消滅。
     • 構造：結構相對簡單，以洋中脊和海溝為主要特徵。
   • 大陸地殼：
     • 厚度：較厚，平均約 30-70 公里，在山脈下方可達 70 公里以上。
     • 密度：較低，主要由花崗岩（granite）及其他較輕的矽酸鹽岩石組成，密度約 2.7-2.8 g/cm³。
     • 年齡：相對古老，包含非常古老的岩石（如克拉通）。
     • 構造：結構複雜，包含高山、高原、盆地、平原等多樣地形，以及複雜的造山帶。

2. 地幔 (Mantle)：

   • 組成與特性：位於地殼之下，地核之上，是地球體積最大的一層。

此題考驗考生對地震災害的全面認識，包含直接與間接影響。

地震災害可分為直接災害（Primary Hazards）和間接災害（Secondary Hazards）。

一、直接災害 (Primary Hazards)：
地震發生的當下，地表直接受到震動或斷裂所造成的影響。

1. 地表震動 (Ground Shaking)：

   • 產生：地震波（P波、S波、表面波）傳遞至地表，引起岩石和土壤的搖晃。震動的強度（規模，magnitude）和持續時間是主要影響因素，同時也受地質條件（場址效應，site effect）影響，軟弱的沉積物會放大震動。
   • 影響範圍：主要集中在震源附近，但震波可傳播數百甚至數千公里，影響範圍廣泛。

2. 地表變形 (Ground Deformation)：

   • 產生：
     • 斷層錯動 (Fault Rupture)：在活躍斷層面上，地殼岩塊發生相對滑動，導致地表出現明顯的錯動、隆起或沉降，形成斷層崖或地表裂縫。
     • 地面沉降/隆起 (Subsidence/Uplift)：非斷層錯動，但地表因地震能量釋放而發生大範圍的垂直變動。
   • 影響範圍：主要沿著斷層線或地震影響區域，範圍相對局限於斷層帶本身。

二、間接災害 (Secondary Hazards)：
地震直接影響後，由地震引發的一系列連鎖反應造成的災害。

1. 土壤液化 (Soil Liquefaction)：
   • 產生：在飽和的砂質土壤中，地震的快速震動會增加孔隙水壓力，降低土壤的有效應力，使其失去承載能力，表現得像液體一樣。
   • 影響範圍：發生在有特定地質條件（鬆散飽和砂土）的區域，常與填海造地、河流沖積平原等有關。

此題考驗考生對臺灣地區新生代（Cenozoic Era，約過去 6600 萬年至今）岩漿活動與大地構造演變的理解。臺灣位於歐亞板塊、菲律賓海板塊和太平洋板塊的交界處，地質構造複雜，岩漿活動頻繁。

臺灣的新生代岩漿活動主要與板塊碰撞、俯衝及板塊邊界特徵的變遷有關。可大致分為幾個時期：

1. 漸新世-中新世早期 (Oligocene - Early Miocene, 約 33-17 百萬年前)：

• 成因：此時期臺灣地區主要處於西南向俯衝的太平洋板塊與歐亞板塊之間的潛在碰撞或俯衝環境。太平洋板塊向西俯衝至歐亞板塊之下。
• 大地構造環境：形成了一系列的火山弧（Volcanic Arc）和弧後盆地（Back-arc Basin）。早期可能在東側有弧火山活動，並伴隨弧後盆地的張裂。
• 岩漿類型：以安山岩（andesite）和閃長岩（diorite）為主的鈣鹼性（calc-alkaline）岩漿。例如，西部海岸山脈的部分早期岩石可能與此時期有關。

2. 中新世晚期-上新世 (Late Miocene - Pliocene, 約 17-2.6 百萬年前)：

• 成因：此時期是臺灣造山運動（Orogeny）的關鍵階段。菲律賓海板塊開始向北運動，並與歐亞板塊發生強烈的碰撞。碰撞作用導致了複雜的俯衝、擠壓和抬升。
• 大地構造環境：
  • 隱沒帶變遷：隨著菲律賓海板塊的擠壓，原先太平洋板塊的俯衝帶可能發生變遷，或形成新的俯衝帶。
  • 弧-陸碰撞：菲律賓海板塊的火山弧（如呂宋火山弧）開始與歐亞板塊的陸緣碰撞。
  • 變質作用與變質岩形成：碰撞擠壓導致岩石變形、變質，形成變質岩，其中部分岩漿活動伴隨產生。
• 岩漿類型：仍然以鈣鹼性岩漿為主，但可能出現更多樣的組成，包括玄武岩（basalt）到安山岩。

此題考驗考生對臺灣西部麓山帶至海岸平原區地質構造的理解，這是一個典型的陸緣前陸盆地（foreland basin）和沖積平原（alluvial plain）的地質構造區。

臺灣西部從東向西依序為：中央山脈（變質岩、沉積岩）、麓山帶（丘陵、斷層、褶皺）、西部麓山帶（或稱山麓丘陵帶）、平原區（沖積、海相沉積）以及海岸線。此區域的地質構造主要是由菲律賓海板塊與歐亞板塊碰撞所產生的擠壓應力所形成。

地質構造特性：

1. 褶皺 (Folding)：

   • 特性：區域內廣泛發育向斜（syncline）和背斜（anticline），岩層呈現波浪狀彎曲。這是由於水平擠壓應力導致岩層產生塑性變形。
   • 分布：在麓山帶地區較為明顯，越往東（越靠近中央山脈）褶皺越緊密，幅度越大。越往西（越靠近海岸平原）褶皺越緩和，幅度也減小。
   • 舉例：苗栗地區的火焰山（Huo-yan Shan）是著名的背斜構造，其陡峭的懸崖就是由向斜谷地（或背斜的翼部）的砂岩層被侵蝕而成。

2. 斷層 (Faulting)：

   • 特性：此區域有多條逆斷層（reverse fault）和衝上斷層（thrust fault），反映了強烈的擠壓和疊瓦狀的構造運動。斷層的活動也導致了地層的重複或遺失。
   • 分布：斷層線大致呈南北向延伸，與褶皺軸向大致平行。主要的斷層系統有：
     • 麓山斷層 (Foothills Faults)：分隔中央山脈與麓山丘陵。
     • 海岸山脈斷層：較複雜，但西部構造相對緩和。
     • 其他逆斷層：如頭嵙山斷層、觸口斷層等，這些斷層是造成地表高差和地形差異的重要因素。