109 高普考高考三級 採礦工程 普通地質學 考古題詳解

核心觀念

板塊邊界依相對運動可分為聚合型、分離型與錯動型：

• 聚合型板塊邊界：兩板塊相向運動，可能造成隱沒、島弧或山脈形成。
• 分離型板塊邊界：兩側岩石圈受張裂而分開，常形成裂谷或海底擴張中心；若位於島弧後方，稱為弧後張裂。
• 臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界附近，周邊同時有隱沒帶與弧後張裂構造。

解題方法

作答時先各選一個臺灣附近具代表性的構造，再交代「位置、板塊相對運動、形成原因」。聚合例可用琉球海溝的隱沒作用；分離例可用臺灣東北方的沖繩海槽弧後張裂。

1. 聚合型板塊邊界：琉球海溝

**位置：**臺灣東北方、琉球島弧東側的琉球海溝一帶。

菲律賓海板塊向北至北西方向移動，隱沒至歐亞板塊之下，形成聚合型板塊邊界。較冷、密度較大的海洋岩石圈向下沉入地函，形成海溝與隱沒帶；隱沒板塊脫水後促使上覆地函部分熔融，產生岩漿，形成琉球島弧的火山活動。

**因果關係：**板塊相向運動 → 菲律賓海板塊隱沒 → 琉球海溝與島弧形成。

2. 分離型板塊邊界：沖繩海槽

核心觀念

本題考查沉積岩的「向上指標」（way-up indicators）：利用沉積構造辨認岩層形成時的原始頂面與底面，再與現今地層姿態比較，判斷地層是否倒轉。地層倒轉是指岩層經褶皺或其他地殼變動後，原本的頂面朝下、底面朝上；單看地層傾斜方向，不能判定是否倒轉。

解題方法

野外先辨認沉積構造的原始向上方向，再觀察其與現今地層上下方向的關係。若沉積構造所指示的原始頂面朝上，地層未倒轉；若原始頂面朝下，地層已倒轉。可用以下三種構造判斷：

1. 粒級層理（graded bedding） 例如濁流沉積形成一個由粗砂逐漸變細至粉砂、泥質沉積物的層段。正常沉積時，粗粒在底部、細粒在頂部，粒徑向上變細，因此細粒端代表原始頂面。若野外看到粒徑向現今下方變細，表示原始頂面朝下，該層段已倒轉。

核心觀念

本題考查順向坡的判釋、順向坡滑動的類型，以及順向坡的治理原則。國道三號七堵段的山崩，屬於順向坡岩體沿層面滑動所造成的大規模山崩。

順向坡是指岩層層面傾斜方向與坡面傾斜方向大致相同的坡地。當岩層傾角小於坡面傾角，且層面或層面附近存在弱面、裂隙或地下水時，岩體可能沿層面向坡外滑動。其滑動面大致平坦，故主要類型為平面型滑動（平移式岩滑）。

解題方法

判斷本案時，先從題目所描述的「臺灣最常見且危害最巨大者」辨認考點：臺灣山區常見岩層傾向與坡向一致的順向坡，岩體可沿岩層面滑移，形成大規模滑動。國道三號七堵段事故即為典型案例。

治理上則要針對順向坡失穩的主要條件處理：

1. 控制地下水與地表水：設置截水溝、排水溝、水平排水孔等，降低入滲及岩層面上的水壓。水壓升高會減少層面有效正向力，降低抗滑能力。
2. 避免削弱坡腳：坡腳提供坡體支撐，任意開挖或移除坡腳岩土，會降低穩定性；必要開挖應先進行整體穩定分析並設置支撐。

核心觀念

本題考查頁岩油、頁岩氣由「難以流動的非常規油氣」轉為可大量開採資源的技術條件。頁岩通常孔隙細小、滲透率低，油氣即使存在於岩層中，也不易自然流入井筒。產量提升主要仰賴三項技術的配合：水平鑽井、水力壓裂、微震監測。

解題方法

先從頁岩油氣的開採障礙切入：頁岩儲集層低滲透，單靠垂直鑽井，井筒與含油氣岩層接觸的範圍有限；即使鑽到油氣層，油氣也難以流向井筒。因此，答題應分別說明如何擴大井筒與儲集層的接觸、如何建立油氣流動通道，以及如何監測裂縫形成與延伸。

三項主要技術

一、水平鑽井（horizontal drilling）

鑽井先垂直向下，進入目標頁岩層後再轉為近水平方向延伸。水平井可沿著薄層頁岩鑽進，使井筒與含油氣岩層接觸的長度增加；配合一口井多個分支或井場集中鑽井，可提高單井涵蓋的儲集層範圍與開採效率。

二、水力壓裂（hydraulic fracturing）

從井筒向目標地層注入高壓流體，使頁岩產生人工裂縫。壓裂液常含水、支撐劑（如砂）及少量化學添加劑；支撐劑可在壓力降低後撐住裂縫，維持油氣流通。

核心觀念

本題考地質年代表中各「紀」的先後順序。「紀」是地質年代單位；題目所說「寒武紀到第三紀間的八個紀」，指的是寒武紀與第三紀兩個端點之間的八個紀，不包含端點本身。

解題方法

沿地質年代表由老到新排列。寒武紀之後依序經過古生代後續各紀，再進入中生代；白堊紀之後才是第三紀。因此，中間八個紀依序為：

核心觀念

本題是五個普通地質學名詞的定義題，重點在於說清楚各名詞的形成背景、主要特徵與地質意義。作答時每題可依「定義—形成或作用—重要特徵」的順序組織，不須推導公式。

解題方法

逐項辨認名詞所屬的地質主題：板塊構造、地殼均衡、古地磁、古大陸演化及地下水。定義不可只翻譯英文名稱；應補上能區別相近概念的關鍵特徵，例如斷陷槽與一般裂谷的差異、棲留水與區域地下水的關係。

各名詞說明

（一）斷陷槽（Aulacogen）

斷陷槽是三叉型裂谷系統中未能持續發展、最後停止張裂的「失敗臂」。在大陸裂解初期，地殼常由一個中心向三個方向張裂；其中兩臂可能持續擴張並發展成新洋盆，另一臂則停止活動，形成狹長的沉降盆地或構造凹陷。

斷陷槽常保留正斷層、厚層沉積物及火成活動等裂谷特徵；後續若受擠壓，也可能再活化。判斷重點是「三叉裂谷的一臂停止發展」，而不是單指任何狹長谷地。

（二）地殼均衡說（Isostasy）

地殼均衡說描述岩石圈在較具流動性的上部地函（常以軟流圈近似）上，受到重力作用而達成的垂直平衡。它可比喻為不同厚度或密度的浮體置於流體中：高山地區的地殼通常有較深的「山根」，而低地或海盆下方的地殼較薄或密度較大。

其主要模型包括：

• Airy 模型：假設地殼密度近似相同，地形高低主要由地殼厚度差異造成；高山下方有較深的低密度地殼根部。
• Pratt 模型：假設補償深度相同，地形高低主要由不同區域的平均密度差異造成。

地殼均衡不是指地表處處同高，而是指一定深度以下的質量或壓力大致取得補償。冰河消退後地殼回彈，即為均衡調整的例子。

（三）地磁反轉（Magnetic reversal）

地磁反轉是地球主磁場的方向在地質時間中發生轉換，使磁北極與磁南極互換的現象。磁場方向也可能經歷較短期的偏移，之後恢復原方向；這類較短暫事件稱為地磁偏移，不等同於完整的反轉。