110 高普考高考三級 地質 地層學 考古題詳解

核心觀念

本題考查海平面相對變化、沉積物供應與沉積層序的關係，重點是辨認最大洪泛面（maximum flooding surface, MFS）及其附近的緩積地層段（condensed section）在沉積層序中的位置。

海侵期間，相對海平面上升，海岸線向陸側移動，海相沉積範圍擴大。當海侵達到最大程度時，陸側海岸線達到最遠位置，形成最大洪泛面。此時盆地內常因沉積物供應相對不足、沉積速率低，而形成厚度薄、沉積時間相對長的緩積地層段。

嚴格來說，緩積地層段是沉積體或沉積層段；最大洪泛面是層序界面。兩者常在地層記錄中密切相關，緩積地層段通常位於或緊鄰最大洪泛面，因此有時會被簡略地並稱；但兩個名詞的定義並不完全相同。

解題方法與層序位置

依 Haq 等人（1987）使用的沉積層序模式，一個沉積層序是由上下層序界面所限定、在成因上相關的一套地層。常見體系域依海平面變化依序包括低水位體系域、海侵體系域及高水位體系域。

作圖時先標出層序底部與頂部的層序界面，再依海岸線遷移方向辨認各體系域：海侵體系域的地層向陸側進積或退積，並向上變深；最大洪泛面位於海侵體系域之頂、高水位體系域之底。緩積地層段則畫在最大洪泛面附近的盆地側。

 陸側 盆地側
 ← 海侵方向

地層向上
 ↑
 │ 高水位體系域（HST）
 │ ／￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣＼
 │ ／ ＼
 │────── 最大洪泛面（MFS）／緩積地層段 ─────────
 │ ／ 海侵體系域（TST） 薄而凝縮的
 │ ／ 退積、向上變深 深海沉積
 │ ／
 │ ／ 低水位體系域（LST）
 │／＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
 │ 下部層序界面（SB）
 └────────────────────────────────────→

核心觀念

本題考「利用生物帶對比地層柱」的圖解法：以 A 地層柱為參考，將 A、B 兩柱中可對比的生物帶界線依序連成線段。橫軸是 B 地層柱厚度，縱軸是 A 地層柱厚度；線段的走向與斜率，表示對應地層區間的沉積情形。

在同一對比區間內，若兩地層柱皆有沉積，厚度變化比可反映沉積速率比：

其中 $\Delta A$、$\Delta B$ 分別為兩柱的地層厚度變化，$r_A$、$r_B$ 為沉積速率。

解題方法

依序讀取各線段的端點，觀察 A、B 厚度是否同時增加，再比較兩軸的厚度變化。

• 甲線段：A、B 厚度都增加，且斜率約為 $1$，表示兩柱都有沉積，累積厚度相同。
• 乙線段：A 厚度增加，但 B 厚度不變，表示該段時間內 A 有沉積，B 沒有可辨識的沉積厚度。
• 丙線段：A、B 厚度都增加，但 B 增加得比 A 多，表示兩柱都有沉積，B 的沉積速率較高。

甲、乙、丙的地質意義

甲：兩地均持續沉積，沉積速率相近。 甲線由約 $(0,0)$ 延伸至 $(300,300)$，因此 $\Delta A=\Delta B$，厚度比為 $1:1$。

核心觀念

本題考查碎屑鋯石 U–Pb 定年在沉積物源分析中的意義。五指山層是漸新世沉積地層，但其中的鋯石可遠比沉積地層古老：U–Pb 年代記錄的是鋯石結晶的時間，不是砂岩沉積的時間。

鋯石通常在岩漿岩中結晶，耐風化、耐搬運；母岩經風化侵蝕後，鋯石可被河流搬運、再沉積，成為砂岩中的碎屑礦物。因此，分析一群碎屑鋯石的年齡分布，可用來推論沉積物的物源及其地質歷史。

解題方法

先區分「地層沉積年代」與「碎屑鋯石結晶年代」。題目已指出五指山層屬漸新統，而鋯石定年結果主要落在白堊紀、侏羅紀、三疊紀及泥盆紀。這些年代早於五指山層沉積，表示鋯石不是在五指山層沉積時才形成，而是由更早已存在的岩石經侵蝕、搬運後，混入沉積物中。

核心觀念

瓦爾特定律（Walther’s Law），又稱「相序律」，指出：**在沒有重要沉積間斷的連續地層中，垂向上彼此相接的沉積相，代表沉積時在水平方向上彼此相鄰的沉積環境。**換言之，垂向相序可用來推論沉積環境如何側向遷移。

此定律的前提是地層大致連續、相鄰地層間沒有重大侵蝕或沉積間斷。若相接地層跨越不整合面或侵蝕面，垂向上相鄰的兩種沉積相，當時未必曾在水平方向上相鄰。

前積副層序集（progradational parasequence set）是多個副層序向盆地方向前積、逐步疊置的地層組合，常見於沉積物供應使岸線向盆地方向推進的情況。副層序通常以洪水面為界，內部常呈向上變淺、向上變粗的相序。

解題方法

以岸線附近的側向沉積環境作為切入點：先排列由盆地往陸側的沉積相，再說明岸線前積時，這些原本側向相鄰的環境如何依序覆蓋同一地點，形成垂向相序。這正是瓦爾特定律由側向相鄰關係推論垂向相序的應用。

例如，某一時期由盆地往陸側依序為：

外濱／較深水環境 → 近濱環境 → 上濱或濱岸環境

隨著沉積物持續堆積，岸線向盆地方向推進。原先的外濱位置逐步被近濱環境取代，再被更靠岸的上濱或濱岸環境覆蓋。因此，在同一地點的地層剖面中，向上可記錄為：

較深水、較細粒沉積 → 較淺水、較粗粒沉積 → 濱岸沉積

核心觀念

本題考查地層學中四種不同的描述與對比工具：以實際剖面作為標準的標準地層、以化石組合界定的生物地層單位、以突發地質事件形成標誌層進行對比的事件地層學，以及依地磁極性建立年代框架的布容尼斯正向期。作答時要分清楚：前兩者分別是實體參考剖面與生物地層單位；事件地層學著重事件及其產物；布容尼斯期則是地磁極性年代單位。

解題方法

逐一交代每個名詞的定義、識別或界定依據、用途，再補上適當例子或容易混淆之處。第四項須指出它是正向極性期，並說明其與馬特尤瑪反向期的界線關係。

名詞解釋

（一）標準地層（Stratotype or type section）

標準地層是用來作為某一地層單位或地層界線之定義、辨認與比較標準的代表性實際剖面，亦稱層型剖面或層型。它通常設於露頭清楚、地層連續、保存良好且容易觀察的地點，並應完整描述岩性、化石、接觸關係及界線位置等特徵。

若標準剖面代表一個地層單位，即為該單位的單位層型；若指定一個剖面上的特定位置作為地層界線的標準，則為界線層型。標準地層是供研究者共同辨識與比對的參考依據，並不表示該單位只能在該地點出現。若原指定剖面不足以代表或辨認該單位，亦可另指定補充或替代剖面。

（二）組合生物帶（Assemblage Biozone）

組合生物帶是指一段含有特定化石組合的岩層；該組合通常由三種或以上化石分類群共同構成，並使這段岩層在生物地層特徵上有別於鄰近岩層。它可依單一化石類群內的多種化石，或不同化石類群共同界定。

組合生物帶的判定重點是一組化石共同出現所形成的特徵組合，而非單一化石的延限，也不要求帶內每一種化石都只出現在這一帶。其上下界通常依特定組合開始或不再出現的層位特徵來識別。由於化石組合可用於不同地區的地層對比，組合生物帶是生物地層對比的重要工具；但其分布仍受化石保存、沉積環境及地理區域影響。

（三）事件地層學（Event stratigraphy）