109 專技高考高等考試 應用地質技師 普通地質學（包括環境地質學） 考古題詳解

核心觀念

本題考查普通地質學中五個跨領域名詞：變質岩與部分熔融、沉積盆地孔隙流體、褶皺構造、石油生成，以及海岸水動力。作答時應先指出名詞所屬的地質過程或環境，再交代其形成方式與主要特徵。

解題方法

逐一用「定義—形成或運動機制—辨識特徵」作答，避免只翻譯英文名詞。各小題可掌握下列關鍵關係：

• 混合岩化作用：高級變質作用與部分熔融，形成淺色熔體脈與深色殘留體。
• 原生水：沉積物沉積時封存的水，隨沉積物埋藏保存於孔隙中。
• 岩幕：大型推覆構造中，沿低角度斷層移動的岩體。
• 油母質：沉積岩中不溶於一般有機溶劑的固態有機物，成熟後可生成石油或天然氣。
• 沿岸流：波浪斜向入射海岸所引起、沿岸流動的水流。

名詞解釋

（一）混合岩化作用（Migmatization）

混合岩化作用是岩石在高級變質作用下發生部分熔融，並形成具有變質岩與火成岩特徵的混合岩（migmatite）的過程。部分熔融產生的富含長英質礦物熔體，冷卻結晶後常形成淺色的脈體或條帶，稱為淡色體；未熔融或熔融後留下的深色殘留部分，稱為暗色體。兩者交錯，構成混合岩常見的複雜條帶狀構造。

作答要點是指出它與高級變質作用及部分熔融有關，並說明淺色熔體與深色殘留體並存。

（二）原生水（Connate water）

原生水是沉積物沉積時存在於沉積物孔隙中的水，之後隨沉積物埋藏、壓密而被封存在岩層內。它常見於沉積岩孔隙或沉積盆地深部，與沉積物形成時的沉積環境有關；埋藏過程中，其化學組成也可能因與岩石反應或混入其他流體而改變。

辨認時應抓住「沉積時即存在，後來隨沉積物埋藏保存」這個特徵，不要把它與岩石形成後由外部進入的地下水混為一談。

（三）岩幕（Nappe）

岩幕是大型推覆構造中的一種岩體，通常由褶皺或斷層作用使岩層沿低角度逆斷層（推覆斷層）長距離水平移動，並覆蓋在原本不屬於其下方的岩層之上。岩幕常伴隨強烈褶皺與地層倒轉，移動距離可達數公里以上；其底部的低角度斷層常稱為基底滑脫面。

核心觀念

本題考地震紀錄中各種地震波的到達先後、波形振幅特徵，以及它們對建築物的破壞作用。地震波在地表測站的到時，取決於震源至測站的距離與波速，可概念化為：

其中 $\Delta$ 為震源距離，$v$ 為波速。一般而言，$V_P>V_S>V_{\text{表面波}}$，因此紀錄上先後為 P 波、S 波、表面波。

• P 波：縱波，介質粒子振動方向與傳播方向平行，速度最快，通常先到、振幅較小。
• S 波：橫波，介質粒子振動方向與傳播方向垂直，速度慢於 P 波，通常振幅較大。
• 洛夫波（Love wave）：表面波的一種，使地表產生水平、橫向剪切運動。
• 雷利波（Rayleigh wave）：表面波的一種，使地表粒子在垂直傳播方向的平面內作橢圓形運動，具有上下與前後振動。

解題方法

題目未提供測站距離與時間尺度，因此以示意地震紀錄標示波群到達先後，不填具體秒數。橫軸為時間，縱軸為地動振幅；先標出振幅較小、較早到達的 P 波，再標出較晚到達的 S 波，最後標示振幅通常最大、持續較久的表面波波群。

核心觀念

本題考查濁流的形成與運動機制，以及濁流沉積物的垂向粒序與沉積構造。**濁流（turbidity current）**是含有大量懸浮沉積物、因密度高於周圍水體而沿斜坡向下流動的重力流；**濁流岩（turbidite）**則是濁流減速、沉積後形成的沉積岩或沉積層。濁流是搬運作用，濁流岩是其沉積產物，兩者不可混為一談。

解題方法

作答時可依「流體特性與成因 → 搬運與沉積方式 → 濁流岩的判別特徵」說明。關鍵是指出濁流具有密度差與重力驅動特性，再以沉積物由粗至細的垂向變化，說明其代表性的沉積層序。

濁流的特性

1. 形成與驅動：沉積物因河川洪水、海底滑動或地震擾動等作用進入水體，形成高濃度懸浮流。由於流體密度大於周圍海水，濁流在重力作用下沿大陸斜坡、海底峽谷或盆地底部向下流動。
2. 流動方式：濁流常呈底部流動，能搬運砂、粉砂與泥等不同粒徑的沉積物。流速與紊流可使沉積顆粒持續懸浮；流動沿途侵蝕海床並搬運沉積物，亦可能形成海底沖蝕溝槽。
3. 沉積過程：當濁流因坡度減小、流速降低或流體逐漸稀釋而失去搬運能力時，顆粒依沉降速度由快至慢沉積，通常先沉積較粗顆粒，後沉積較細顆粒。
4. 沉積環境：濁流可將陸源沉積物搬運至深海，形成深海扇、海底峽谷出口及盆地中的砂泥質沉積。

核心觀念

邊坡是否穩定，取決於坡體內使土石向下移動的驅動力，與抵抗滑動的抗剪強度。當驅動力超過抗力，或坡體抗剪強度因風化、含水量增加等因素降低，就可能發生崩塌、滑動或落石。

以摩擦型材料的莫耳－庫侖破壞準則表示，抗剪強度為：

其中，$c'$ 為有效凝聚力、$\sigma_n$ 為正向應力、$u$ 為孔隙水壓、$\phi'$ 為有效摩擦角。地下水位上升會提高孔隙水壓、降低有效正向應力，因而減少抗剪強度；坡腳遭侵蝕或開挖則會削弱支撐並增加坡體的滑動趨勢。

解題方法

本題是因素整理題，可依「地形與地質條件、自然作用、人為改變」分類，並說明各因素如何改變坡體的驅動力或抗力。作答時宜同時指出「增加下滑力」與「降低抗剪強度／坡腳支撐」兩條主要作用途徑。

一、自然因子

1. 地形與坡面幾何：坡度越陡，重力沿坡面方向的分力通常越大；坡高、坡面形狀及坡腳地形也會影響應力分布與穩定性。
2. 岩性與材料強度：鬆散堆積物、黏土質材料、強度低或易軟化的岩層，較容易失穩。節理、層面、片理等不連續面若朝向坡外傾斜，且傾角有利於滑動，會形成潛在破壞面。
3. 地質構造與風化：斷層、破碎帶及密集節理會降低岩體完整性；化學或物理風化可使岩石弱化、裂隙擴大，降低凝聚力與摩擦抗力。
4. 降雨與地下水：長時間或強降雨使土體含水量及孔隙水壓上升，降低有效應力與抗剪強度；水流也可能沖蝕坡面或坡腳。地下水滲流並可能對坡體產生不利的滲透力。
5. 河流、海浪與冰雪侵蝕：侵蝕坡腳會移除支撐，使上方坡體失去平衡；融雪、冰雪荷重變化及凍融作用，也可能使裂隙擴大或岩土材料劣化。
6. 地震與火山活動：地震振動會增加瞬時慣性力、使既有裂隙擴展，並可能造成飽和鬆散土層液化；火山活動及相關地表變動也會擾動坡體。

核心觀念

降壓熔融（decompression melting）是地函岩石上升時，壓力降低而溫度大致維持不變，使岩石跨越固相線（solidus）並發生部分熔融的作用。此過程不需要岩石額外吸收大量熱能，也不是因為加入水分而降低熔點；關鍵在於壓力下降。

地函岩石通常以固態上升，並近似沿著絕熱路徑移動。隨深度變淺，環境壓力降低，而岩石溫度下降得不如固相線溫度快；當上升路徑與固相線相交，便開始部分熔融。可用下式概念化表示：

解題方法

作答時，依序交代「地函物質如何移動、壓力與溫度如何變化、何時開始熔融、熔體如何形成」，再舉出相應的大地構造環境。

在地函上升過程中，降壓使固相線溫度降低。當地函岩石的溫度高於該壓力下的固相線時，岩石開始部分熔融；產生的玄武質熔體密度較低，可向上移動並形成岩漿。尚未熔融的殘留地函則保留在深部或熔融區下方。

發生的大地構造環境