109 高普考高考三級 地質 地形學 考古題詳解

核心觀念

海階是海浪侵蝕或堆積作用形成的階梯狀地形。海階面通常代表過去的海岸平台或近岸堆積面；其後因陸地抬升或海面下降，舊海岸面離開現今海浪作用範圍，保存於陸地上。若能判定海階形成時的年代，以及其相對於當時海平面的高度，就能估算形成以來的平均垂直抬升速率。

本題考查的是以海階作為長期地殼垂直運動的地形指標，並結合地形測量、地質判釋與年代測定，推算長期平均抬升速率。

剖面示意圖

以下以海岸山脈東側一處虛擬海階為例。剖面為示意，非按比例繪製：

海拔
 ↑
80 m ───────────────────── 海階面 T3（約 80 ka）
 舊海崖 海階面
 \_____________
40 m ────┘ \____________ 海階面 T2（約 40 ka）
 舊海崖 \
 \________ 海階面 T1（約 10 ka）
0 m ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 現今海平面
 陸側 海側 → 近岸／海洋

海階面高度應以可代表原始海岸位置的地形或地質標誌量測，例如海蝕平台、海蝕凹壁、古海灘沉積層或其界線；不宜只量測階地最高點，因其未必對應原始海平面位置。

解題方法與抬升速率推導

1. 劃分並測量海階

利用地形圖、航空影像與野外調查，辨認不同高度的海階面、海崖與海階沉積物，並以 GPS、水準測量或高解析度地形資料測定各海階面的高度。

例如，某海階的海蝕平台標誌位於現今海平面以上 $40$ 公尺。

2. 判定海階形成時的年代

採集與海階形成有關、且地層關係明確的材料進行定年，例如珊瑚、貝殼或海相沉積物。定年時須確認樣本未被再搬運，且其年代確實代表海階形成或近岸沉積的時間。

假設該海階形成於約 $40{,}000$ 年前，即 $40$ ka。

3. 校正形成時海面的高度

海階形成時的海平面不一定等於現今海平面。應依據全球或區域古海平面資料，估計當時海面相對於現今海面的高度。若海階保存的是當時海平面附近的海岸標誌，則抬升量為：

核心觀念

草嶺崩塌是大型岩層滑動，常以「岩層滑動型山崩」或「岩石滑動（rockslide）」描述；其崩塌物沿著具有利於滑動的地質弱面，大量向下移動。九二一地震誘發的草嶺崩塌，主體由順向坡上的砂岩、頁岩互層沿層面滑動，滑動後形成巨量堆積體，並堵塞清水溪河谷。

本題要求掌握兩個層次：

1. **崩塌如何發生：**崩塌類型，以及地質構造、岩性、坡向與地形條件如何共同促成滑動。
2. **崩塌後留下什麼：**大型岩屑堆積體及其地貌、地質特徵，包括堵河、堰塞湖與後續侵蝕改造。

解題方法

以「坡體為何失穩 → 崩塌物如何運移 → 堆積後形成什麼地貌」作答。先辨認草嶺坡面的岩層與坡向關係，再交代地震如何觸發原已不穩定的坡體，最後說明崩塌體的堆積和河谷效應。如此可避免只寫成「地震造成山崩」，而漏掉題目特別要求的地質、地形條件與崩塌後特徵。

草嶺崩塌的類型

草嶺大型崩塌屬於順向坡岩層滑動型崩塌，崩塌物以岩體、岩屑及土石混合物為主。滑動面沿岩層層面或其他弱面發展，坡體整體大規模向下移動；移動過程中岩體破碎，崩塌物進入河谷後形成厚大的堆積體。

「順向坡」是指岩層傾向與坡面大致同向，且岩層傾角小於坡面傾角。當層面向坡外傾斜並出露於坡面時，層面便可能成為坡體向下滑動的潛在滑動面。

發生的地質與地形條件

地質條件

• **層狀岩性與弱面：**草嶺地區岩層以砂岩、頁岩互層為主。砂岩較堅硬，頁岩及砂頁岩接觸面相對較弱，層面可成為滑動面的控制構造。
• **順向坡構造：**岩層傾向與坡向大致一致，層面向河谷方向傾斜並在坡面出露，具備沿層面滑動的幾何條件。
• **裂隙與風化：**節理、裂隙及風化作用使岩體完整性降低，也讓雨水較容易入滲，增加坡體的不穩定性。
• **地震動觸發：**九二一地震的強烈震動增加坡體慣性力，削弱岩體與滑動面的穩定，使原已受地質構造和風化控制的坡體迅速失穩。

地形條件

核心觀念

河階是河流下切後，舊河床或河漫灘相對抬升，形成沿河谷分布的階梯狀地形。河階面通常較平坦，前緣則以陡坎與較低的河谷或新河床相接。辨認河階時，須觀察階面、階坎、河谷兩側的對應關係，並結合地層與沉積物判斷成因。

河階主要分為：

• 侵蝕階（基岩階）：階面主要由基岩構成，是河流下切後留下的舊谷底或岩石平台。
• 堆積階（沖積階）：階面覆有河流沉積物，代表舊河床或河漫灘曾經堆積，後因河流下切而高出現今河床。
• 嵌入階：新一輪沖積物在較早期的沖積層中切出較低的河床，形成高低相套的階地。
• 填積階（埋積階）：河谷先被沉積物填高，之後河流再下切，留下較高的填積層階面。

河階不是單一成因的地形。河流流量與輸砂量變化、基準面升降、氣候變遷，以及地殼抬升或斷層活動，都可能造成河流堆積與下切的交替。

解題方法

本題要同時完成「畫出地形概念」、「說明河階類型」及「指出河階的地形學意義」。作答可先畫橫切河谷的剖面，標出現今河床、河階面、階坎、基岩與沖積層；再依據階面材料分類，最後說明河階如何保存河流演變、古災變與構造活動的證據。

簡圖：河谷橫剖面示意

左側河谷坡 右側河谷坡
 河階面 T2 河階面 T2
───────────────┐ ┌──────────────
 沖積層或基岩 │階坎 階坎│ 沖積層或基岩
 └────── 河階面 T1 ──┘
 階坎
 ┌───────────┐
 │現今河床與 │
 │河漫灘 │
 └───────────┘
 ───────── 基岩河谷底 ─────────

圖中較高的 $T2$ 通常代表較早期的谷底或河漫灘位置；較低的 $T1$ 代表較晚期形成的階地。實際河階常呈不對稱分布，兩岸高度與保存狀況也可能不同。

河階類型與成因判讀

依階面材料分類

侵蝕階（基岩階）：階面以基岩為主，可能保留舊河谷底或河流侵蝕平台。若階面上只有薄層礫石，仍須辨認其主要地形基底是否為基岩。

堆積階（沖積階）：階面由河流礫石、砂或粉砂等沖積層構成。沉積層厚度、粒徑、磨圓度及層理可協助判斷其河流沉積環境。

依河流堆積與下切的先後關係分類

嵌入階：河流切入先前形成的沖積層，留下高低不同的沖積階。若多期下切反覆發生，河谷兩側可見階梯狀、相互套疊的階地。

填積階：河谷曾被大量沉積物填充，形成較厚的谷地堆積；之後河流下切，填積物上部成為階面。填積厚度可反映過去河谷的沉積與充填規模。

核心觀念

外傘頂洲是位於臺灣西南部近岸的潮汐沙洲，由河川輸送的砂質沉積物，經波浪、潮流與沿岸流搬運、堆積而成。沙洲的面積取決於沉積物收支：輸入與堆積增加沙洲，侵蝕與輸出則使沙洲縮小。

可用沉積物收支概念表示：

其中 $\Delta V$ 是沙洲沉積體積的變化；若長期 $\Delta V < 0$，沙洲體積與面積便會減少。面積縮小不是單一原因的必然結果，而是供砂、搬運、侵蝕及相對海平面變化共同作用的結果。

解題方法

本題要求以地質學、地形學說明沙洲面積縮小的成因，可從兩條主線作答：

1. **供砂端：**進入海岸系統的沉積物是否減少。
2. **搬運與保存端：**波浪、潮流、風暴及海平面變化是否加強沉積物移出或使沙洲更易受淹。

逐項說明每種作用如何改變沉積物收支，就能將成因和「面積縮小」連結起來。

成因分析

一、河川供砂量減少

外傘頂洲的砂質物質由河川輸送至海岸，再經海岸作用搬運、堆積。流域內興建水庫、攔砂壩等設施，會攔截上游泥砂；河道整治、堤防興建及河川採砂，也會改變砂源供應與輸送路徑。當抵達海岸的砂量減少，沙洲較難補充被波浪與潮流帶走的沉積物，長期便呈現負的沉積物收支。

二、海岸工程改變沿岸輸砂

突堤、港口防波堤及其他海岸構造物會干擾沿岸流，改變沉積物的搬運方向與通量。若上游側發生攔砂、下游側出現供砂不足，受影響的海岸及沙洲便可能侵蝕。工程的影響範圍也可能超出構造物所在位置，因此不能只看局部海岸是否增積。

三、波浪、潮流與沿岸流搬運沉積物

核心觀念

本題比較的是兩種以人工設施調度地表水、增加地下水資源的工程，關鍵在於地形位置與地層透水性，如何影響水的蓄存、入滲及流向。

地下水補注，是地表水經由河床、湖底或補注池入滲，進入含水層的過程。補注成效取決於水源是否充足、地表與含水層是否連通、地層的透水性，以及補注水能否留存在需要的區域。沖積扇通常由山區河流搬運的礫石、砂等沉積物組成；扇頂顆粒較粗、透水性較佳，常是重要的地下水補注區。

解題方法

依序比較兩案的地形位置、地質條件，再說明供水、防洪與補注地下水三項效能。應區分「地表蓄水」與「地下水補注」：人工湖能否蓄水，不等於水能有效進入地下含水層；能否補注，也不代表補注水會留在預期的地區。

兩案的地形與地質條件

**吉洋人工湖（高屏大湖）**規劃於美濃、旗山及里港一帶的沖積平原，位在荖濃溪等河川沖積地區。該區地下水位較淺，地表水與地下水水力聯繫密切；計畫以開挖湖區蓄水，並引水供應南部用水。由於湖底與周遭含水層相通，湖水可能入滲，但地下水也可能回流至湖區，或因湖面暴露而增加蒸發損失。因此，湖體具有蓄水功能，並不必然代表能穩定、有效地增加地下水儲量。

大潮州地下水補注湖位於林邊溪流域的山地前緣、林邊溪沖積扇扇頂附近。河川自山區進入平原後，搬運的粗礫石、砂等沉積物堆積於扇頂，形成透水性佳的沖積層。工程將林邊溪豐水期水量導入補注湖，經沉砂後利用湖底入滲，補注地下含水層。其地形位置與地層條件較適合將洪水期地表水轉為地下水。

效能異同

**供水方面：**吉洋人工湖原規劃以湖面蓄水，供應南部民生與產業用水，屬較直接的地表水調蓄方式；大潮州補注湖則以豐水期補注地下含水層為主，地下水可在枯水期再利用，並可能增加下游河川基流與伏流水。