114 年 國立臺灣大學地質科學系及海洋研究所聯合招生《地質科學》

此題要求解釋「洋中脊」的定義。

此題要求解釋「遺跡化石」的定義。

遺跡化石（Trace Fossil）是指生物體在活著的時候，其活動所留下的痕跡，而非生物體本身的遺骸或遺物。這些痕跡可以包括足跡、爬痕、鑽孔、排泄物（糞化石）、巢穴、胃石等。

此題要求解釋「解理」的定義。

解理（Cleavage）是礦物學中一個重要的物理性質，指的是礦物晶體在特定方向上，由於原子排列的規則性，使得其在受到外力時容易沿著這些平面破裂或劈開的現象。

此題要求解釋「枕狀熔岩」的定義。

枕狀熔岩（Pillow Lavas）是一種特殊的火山岩形態，通常在地質學上與海底火山噴發有關。

此題要求解釋「載 bed load」的定義。

載 bed load，或稱「滾動或跳躍搬運」，是指河流或風在搬運沉積物時，顆粒較大、密度較高的物質，主要在河床或地表上滾動、跳躍或滑動前進。

此題要求解釋「化學風化」的定義。

化學風化（Chemical Weathering）是指岩石和礦物在地球表面或接近地表，受到地球化學作用（如水、氧氣、二氧化碳、酸等）影響而發生化學成分改變、分解或溶解的過程。

此題要求解釋「前陸盆地」的定義。

前陸盆地（Foreland Basin）是一種構造盆地，通常形成於造山帶（Orogenic Belt）的前緣，緊鄰一個正在隆升或已經隆升的山脈。

此題要求解釋「震央」的定義。

此題要求解釋「碳捕捉與封存」的定義。

碳捕捉與封存（Carbon Capture and Sequestration, CCS）是一系列旨在減少大氣中二氧化碳（CO₂）濃度的技術和方法。它包括三個主要步驟：首先是「碳捕捉」，即從大型排放源（如發電廠、工業設施）或直接從空氣中分離出 CO₂；

此題主要探討臺灣發展地熱能源的地質背景、潛在地點以及面臨的挑戰。

臺灣發展地熱能源的地質背景：
臺灣位於環太平洋火山帶，是歐亞板塊與菲律賓海板塊碰撞擠壓的結果，地殼活動劇烈。

1. 板塊碰撞與斷層活動： 臺灣位處於板塊碰撞帶，地殼受到強烈的擠壓變形，產生密集的斷層。斷層的錯動會引起地熱的釋放，使得地下溫度升高。
2. 火山活動遺址： 雖然臺灣目前沒有活躍的現代火山，但過去的火山活動在某些區域留下了高溫的岩漿庫或熱源，這些殘餘熱能可以加熱地下水，形成地熱。
3. 地熱水循環： 斷層和裂隙提供了地下水循環的通道。當雨水滲入地下，在深處被地熱加熱後，再藉由斷層或裂隙上升至地表，形成溫泉或蒸氣。

臺灣本島區域有機會發展地熱能源的地點 (舉出3個)：

1. 大屯火山群地區： 這是臺灣最著名、地熱活動最活躍的區域，有豐富的蒸氣和熱水資源。例如：馬槽、大油坑、小油坑等地。
2. 蘭嶼（東清灣、野銀）： 蘭嶼地區有明顯的火山活動遺址，地熱潛力高，也已有相關的探勘和開發計畫。

此題要求說明影響河口三角洲發育的三個主要因子及其作用。

河口三角洲是河流在注入海洋或湖泊時，由於流速降低，攜帶的沉積物在此堆積而形成的扇形或三角形的陸地。其發育受多種因素影響，其中最主要的有三個：

1. 沉積物供應量 (Sediment Supply)：

   • 影響： 這是三角洲發育最根本的因素。河流流域內的地形、氣候、植被覆蓋、岩性以及上游的侵蝕作用和搬運能力，都決定了河流能攜帶多少沉積物到河口。沉積物供應量越大，三角洲的堆積速率越快，面積擴張越顯著。
   • 型態影響：
     • 高沉積物供應： 當沉積物供應量極大時，沉積物堆積速度遠大於海水的侵蝕和搬運能力，三角洲會快速向前推進，形成較為寬廣、典型的扇形或三角形。例如，尼羅河三角洲、密西西比河三角洲。
     • 低沉積物供應： 當沉積物供應量不足時，三角洲的堆積作用不明顯，甚至可能被海水侵蝕後退。

2. 海平面變化與海水侵蝕/搬運能力 (Sea Level Change & Marine Processes)：

   • 影響： 海平面的升降以及海浪、潮汐、洋流等海洋動力作用，對三角洲的侵蝕、搬運和沉積有重要影響。
   • 型態影響：
     • 海平面穩定或緩升： 在海平面相對穩定或緩慢上升的時期，河流的沉積物可以有效地在河口堆積，形成三角洲。若上升速度過快，則可能淹沒部分三角洲。
     • 強烈的海浪與潮汐： 沿海地區若海浪和潮汐作用強烈，會將河口堆積的沉積物重新分散、侵蝕，並將其搬運至沿岸或近海區域。這會使得三角洲的邊緣不規則，甚至形成沿岸砂洲或島嶼，限制三角洲的向前伸展，也可能影響其前端的水下坡度。例如，某些受強勁海浪影響的三角洲可能呈現較尖銳的邊緣。

這題主要考驗學生對岩石三大分類、野外辨識特徵以及臺灣地區岩石分布的基礎知識。其中，辨識岩石的野外特徵是關鍵，需要結合地質學的觀察技巧。

(a) 岩石的三大類

岩石根據其生成方式，可分為三大類：

1. 火成岩 (Igneous Rocks)：由岩漿或熔岩冷卻凝固而成。
2. 沉積岩 (Sedimentary Rocks)：由沉積物（如碎屑、化學沉澱物、生物遺骸）經過壓密、膠結作用而形成。
3. 變質岩 (Metamorphic Rocks)：由原有的火成岩、沉積岩或變質岩，在壓力、高溫或化學作用下發生變質作用而形成。

【答案】

(b) 野外辨識三大類岩石的特徵

在野外，我們可以透過觀察岩石的質地（texture）、構造（structure）以及礦物組成等特徵來快速辨識這三大類岩石：

• 火成岩 (Igneous Rocks)：

  • 質地：
    • 結晶質：通常由相互嵌合的礦物晶粒組成，晶粒大小依冷卻速度而異。快速冷卻形成細粒（如玄武岩），緩慢冷卻形成粗粒（如花崗岩）。
    • 玻璃質：冷卻極快時，礦物來不及結晶，形成玻璃狀質地（如黑曜岩）。
    • 斑狀質地：大型晶粒（斑晶）嵌在細粒或玻璃質基質中，顯示兩階段冷卻過程。
    • 多孔質：例如浮石（pumice）或玄武岩，有許多氣孔。
  • 構造：塊狀（massive）是常見構造，但也可能出現柱狀節理（columnar jointing）或流紋（flow banding）。
  • 礦物組成：常見礦物如石英（quartz）、長石（feldspar）、雲母（mica）、角閃石（amphibole）、輝石（pyroxene）、橄欖石（olivine）等。

• 沉積岩 (Sedimentary Rocks)：

  • 質地：
    • 碎屑質：由顆粒狀的碎屑組成，顆粒大小、形狀和分選性是重要指標。例如砂岩（sandstone）由砂粒組成，礫岩（conglomerate）由礫石組成。
    • 化學質/生物質：通常為緻密、塊狀，可能含有化石或呈現層狀結構。例如石灰岩（limestone）可能由貝殼堆積而成，或由碳酸鈣沉澱形成。
  • 構造：
    • 層理 (Bedding)：最典型的特徵，岩石呈現一層一層堆疊的構造，不同層次的顏色、顆粒大小或成分可能不同。
    • 交錯層理 (Cross-bedding)：在層理之上，呈現斜向的層理，指示沉積物搬運方向。
    • 波痕 (Ripple marks)：水流或風吹形成的表面起伏。
    • 裂縫 (Mud cracks)：泥質沉積物乾燥收縮形成的裂縫。