113 高普考高考三級 採礦工程 普通地質學及礦物與岩石學 考古題詳解

核心觀念

板塊邊界是岩石圈板塊彼此相對運動的交界，依運動方向分為三種：張裂型、聚合型、錯動型。判別重點是板塊運動及岩石圈的增減：

• 張裂型（divergent boundary）：板塊彼此分離，地函物質上升、岩漿冷卻形成新洋殼，岩石圈增加。
• 聚合型（convergent boundary）：板塊彼此靠近，可能發生隱沒或大陸碰撞；洋殼常被消耗，碰撞區則會形成造山帶。
• 錯動型（transform boundary）：板塊彼此水平錯移，岩石圈既不大量生成也不大量消耗，常伴隨淺源地震。

解題方法

作答時先畫出板塊運動箭頭，再依序說明邊界型態、典型地形與主要地質作用。聚合型邊界須再區分三種情況：洋—陸、洋—洋、陸—陸聚合，因為板塊組合不同，形成的地形也不同。

一、張裂型板塊邊界

 ← 板塊 板塊 →
──────────\ /────────── 岩石圈
 \↑/
 岩漿上升

板塊向兩側分離，地函物質上升並部分熔融，岩漿沿裂隙噴出或侵入，冷卻後形成新的火成岩與洋殼。

主要地質特徵：

• 大洋中的張裂邊界形成中洋脊，如大西洋中洋脊；洋底火山活動與海底擴張常見。
• 大陸中的張裂作用可形成裂谷，如東非裂谷；若張裂持續，大陸可能進一步分裂並形成新海盆。
• 常見正斷層、火山活動及淺源地震。
• 此處主要是生成新岩石圈，不是消耗岩石圈。

二、聚合型板塊邊界

聚合邊界依板塊性質有三種典型型態。

（一）洋—陸聚合：洋殼隱沒至大陸板塊之下

海洋板塊 → ← 大陸板塊
~~~~~~~~~~~~\______/^^^^^^ 大陸火山弧
 \ ↑岩漿
 \____
 隱沒帶

較密的洋板塊向下隱沒至大陸板塊之下，形成海溝；隱沒板塊及其上覆地函的作用可引發熔融，岩漿上升後在大陸邊緣形成火山弧。

• 典型地形：海溝、大陸火山弧、褶皺與逆衝斷層帶。
• 常有由淺至深的地震帶，並伴隨火山活動。
• 洋殼被隱沒並消耗，如安地斯山脈所在的南美洲西側板塊邊界。

（二）洋—洋聚合：一個洋板塊隱沒至另一個洋板塊之下

洋板塊 → ← 洋板塊

核心觀念

本題考查三種岩石面狀構造的成因差異：解理主要是礦物內部的破裂性質，節理是岩石中的破裂面，葉理則是變質作用形成的面狀組織。判別時要看構造形成的尺度、機制，以及是否伴隨礦物定向排列或成分分異。

解題方法

由小到大比較其形成機制：

1. 解理（cleavage）—礦物尺度的性質 礦物受力時，沿著晶體內部鍵結較弱、原子排列較容易分離的特定方向，產生平滑而規則的破裂面。解理方向受晶體結構控制，常以組數及方向描述；例如雲母具有一組完全解理。解理是礦物的物理性質，不等同於岩石中後來形成的破裂構造。

2. 節理（joint）—岩石尺度的破裂構造 岩石受張力、剪力或卸荷等作用而破裂，形成具有一定方向的裂隙面。節理兩側通常沒有顯著的相對位移；若沿破裂面發生明顯位移，則屬斷層。

核心觀念

岩石依形成作用分為火成岩、沉積岩、變質岩三大類。判別重點是岩石形成的過程：岩漿或熔岩冷卻結晶、沉積物堆積固結，或既有岩石受熱、受壓與流體作用而改變。

建材選用須考量岩石的強度、硬度、耐久性、吸水性、節理與外觀。以下各舉臺灣可見的代表岩石，說明其成因、建材用途與產地。

解題方法與各類岩石舉例

一、火成岩：安山岩

岩漿噴出地表形成熔岩，或以火山碎屑堆積後固結，所形成的岩石稱為火成岩；安山岩屬於中性火成岩，通常為灰色至灰黑色，常見細粒或斑狀組織。

安山岩質地緻密、耐磨且耐候，可作為鋪面、砌石、牆面或景觀建材。臺灣代表產地可舉新北市觀音山；基隆嶼、龜山島等地也可見安山岩。

二、沉積岩：砂岩

岩石碎屑或礦物顆粒經搬運、沉積，再經壓密與膠結作用形成沉積岩。砂岩主要由砂粒組成，常可見顆粒與層理；其強度、吸水性與耐久性會隨膠結物和孔隙多寡而不同。

核心觀念

第四紀冰期並非由單一因素造成，而是地球軌道與自轉軸方向的週期性變化，改變了到達地表的太陽輻射分布；當北半球高緯度地區夏季日照減弱，冬季積雪較不易融化，冰雪逐年累積，冰期便逐步發展。這組軌道變化稱為米蘭科維奇週期（Milankovitch cycles），是解釋第四紀冰期—間冰期交替的主要天文因素。

解題方法

作答時先指出主因是米蘭科維奇週期，再分述三項軌道參數如何改變日照：

1. 軌道離心率：地球繞日軌道形狀在較圓與較扁之間變化，週期約十萬年。它會調節近日點與遠日點的差異，並影響歲差所造成的季節日照變化幅度。
2. 地軸傾角：自轉軸傾斜角度週期性變化，週期約四萬年。傾角較小時，高緯度夏季日照較弱，積雪較能留存，有利冰蓋擴張。
3. 歲差：地軸指向與地球軌道位置的緩慢改變，週期約兩萬至兩萬三千年。

核心觀念

順向坡與逆向坡是依岩層傾斜方向和坡面傾斜方向的關係判斷；「順向」與「逆向」描述的是地形坡面和地層的相對方向，並非直接表示坡面穩定或不穩定。

• 順向坡（dip slope）：坡面大致與岩層層面同向傾斜，且岩層傾向坡外。坡面常沿著較抗蝕岩層的層面發育。
• 逆向坡（escarpment slope）：坡面傾斜方向與岩層傾向相反，岩層傾向山體內側。坡面常切過岩層，形成陡峭的坡壁。

解題方法

判斷時先找出岩層的走向與傾向，再比較岩層傾向和坡面向下的方向：

1. 在地形剖面或露頭上，確認坡面朝哪一側下降。
2. 判斷岩層層面向哪一側傾斜。
3. 同向且岩層傾向坡外，判為順向坡；反向且岩層傾向坡內，判為逆向坡。

實際判讀不以坡面與岩層傾角是否完全相同為唯一依據，而是看兩者的方向關係及岩層是否朝坡外出露。判斷地質災害時，則要進一步考慮岩層強度、節理、地下水、坡度及坡腳是否遭侵蝕或開挖。

易發生的地質災害