109 專技高考高等考試 應用地質技師 礦物學與岩石學（包括經濟地質學） 考古題詳解

核心觀念

本題考查礦物學與岩石學的基本名詞，涵蓋沉積岩、火成岩的礦物定量描述、變質作用形成的礦物，以及礦物光學性質與晶體雙晶。作答時要掌握各名詞的定義、形成或判別依據，並區分容易混淆的概念。

解題方法與名詞說明

（一）chert：燧石質岩（矽質岩）

Chert 是以微晶或隱晶質二氧化矽為主的沉積岩，主要成分通常為玉髓或微晶石英。它常由矽質生物殼體（如放射蟲、矽藻）沉積後轉化而成，也可由孔隙水中的二氧化矽沉澱或交代形成。

Chert 通常質地緻密、硬度高，破裂面常呈貝殼狀。它可呈層狀，也可呈結核狀產於石灰岩或白雲岩中。燧石（flint）常指深色、緻密的 chert，兩者在地質文獻中有時會有不同的用法。

（二）mode：礦物模態（模態組成）

Mode 是岩石中各種礦物所占的實際比例，通常以體積百分比表示。礦物模態可由薄片點計數、影像分析或礦物定量方法估算；各礦物的模態百分比總和為 $100\%$。

Mode 描述的是岩石中實際存在的礦物組成，與 norm（標準礦物組成） 不同：norm 是根據岩石的化學成分，依規則計算出的理想礦物組合，未必等同於實際觀察到的礦物。

（三）porphyroblast：變斑晶

Porphyroblast 是變質岩中因變質作用期間的礦物生長，形成的相對大型晶體。其周圍通常為較細粒的基質，因此外觀上類似火成岩中的斑晶，但兩者形成機制不同：斑晶形成於岩漿結晶過程；變斑晶則形成於變質作用期間的固態礦物生長。

常見變斑晶包括石榴子石、十字石、堇青石與紅柱石。變斑晶內若包裹較早形成的礦物或基質，可保留變質演化的線索，例如包裹體排列所呈現的早期葉理方向。

（四）luster：光澤

Luster 是礦物表面反射光線時所呈現的外觀，屬於礦物的鑑定性質之一。常見分類包括：

核心觀念

花崗岩是深成酸性火成岩，主要由石英、長石與雲母組成。鑑定時要同時運用兩種尺度的特徵：

• 野外觀察：看顏色、光澤、硬度、解理、晶形及礦物彼此的空間關係。
• 偏光顯微鏡觀察：在單偏光（PPL）下記錄顏色、突起、解理與蝕變；在正交偏光（XPL）下觀察干涉色、消光與雙晶。

花崗岩中的長石通常包括鉀長石與斜長石；題目所稱三種主要組成礦物，依一般岩石學分類以石英、長石、雲母作答，並在長石項下說明兩類長石的鑑定差異。

解題方法

先按主要礦物類別列出，再分別整理各礦物的野外特徵與薄片特徵。野外特徵用來快速辨認手標本，顯微特徵則用來確認容易混淆的礦物，尤其是石英與長石、鉀長石與斜長石，以及黑雲母與其他深色礦物。

一、石英（quartz）

野外鑑定

石英通常呈灰白色、乳白色或半透明，玻璃光澤，沒有明顯解理，常呈不規則粒狀，填充於長石與雲母之間。其硬度約為莫氏 7，通常可刮傷玻璃。風化後表面仍常見玻璃光澤，且不像長石那樣容易沿平整解理面破裂。

偏光顯微鏡鑑定

• PPL：無色、低突起，通常沒有解理；常見不規則粒狀外形。
• XPL：一級灰白至灰色干涉色；單軸正光性。石英沒有雙晶，轉動載物台時呈波狀消光的顆粒，常反映岩石冷卻或後期變形造成的內部應變。

二、長石（feldspar）

長石在花崗岩中主要分為鉀長石與斜長石，兩者通常都有兩組近直角相交的解理，硬度約為莫氏 6。

野外鑑定

• 鉀長石：常呈肉紅、粉紅或白色，具玻璃至珍珠光澤；在較大的晶體上可見兩組近直角解理。部分鉀長石呈格子狀雙晶，但此特徵以薄片觀察較清楚。
• 斜長石：多呈白色或灰白色，也有兩組近直角解理；手標本上有時可見平行細條紋，為聚片雙晶的表現。
• 長石硬度低於石英，且有明顯解理，是野外與石英區分的重要依據。

偏光顯微鏡鑑定

核心觀念

**混同層（mélange）**是具有可辨識地質範圍、但內部高度混雜且缺乏連續層理的岩體。其典型構造是「岩塊在基質中」：大小、岩性、來源或形成時代不同的岩塊，散布於細粒、受變形的泥質基質中。岩塊與基質常呈構造接觸，原有地層層序通常已遭破壞。

混同層是一種岩石體的描述，不直接等同於特定成因。形成機制可包括隱沒帶或碰撞帶的構造剪切，也可能涉及海底滑動、崩積等沉積作用；臺灣的利吉層與墾丁層均與板塊聚合、隱沒及碰撞作用有關。

解題方法

依序說明「混同層定義 → 兩地位置與構造環境 → 基質與岩塊種類 → 地質產狀」，並以「基質較軟、岩塊較硬且來源多樣」作為兩地共同特徵，再比較兩者的區域位置及構造關係。

利吉層

**位置與地質產狀：**利吉層分布於臺灣東部海岸山脈西緣，呈狹長帶狀，與縱谷及板塊聚合帶大致平行。它是海岸山脈西側的混同層，代表歐亞板塊與菲律賓海板塊聚合、弧陸碰撞過程中的複雜變形。基質受到強烈剪切，常見緻密的鱗片狀劈理或葉理，岩塊則以大小不一、形狀不規則的透鏡狀或塊狀體散布其中；整體缺少一般沉積地層的連續層理。泥質基質易受雨水侵蝕，地表常形成惡地地形。

**岩石種類：**基質主要為灰色至暗灰色泥岩，局部呈剪碎、片理化的泥質岩。岩塊種類多，包括砂岩、粉砂岩、頁岩、礫岩、石灰岩及火山碎屑岩；火成岩岩塊可見安山岩、玄武岩、輝長岩與蛇紋岩等，亦有變質岩岩塊。部分基性至超基性岩塊屬蛇綠岩系，反映海洋地殼物質被帶入混同層。

**構造意義：**利吉層岩塊與基質的混雜、強烈剪切及蛇綠岩系岩塊，顯示板塊聚合帶物質曾遭刮削、搬運與變形。其形成機制曾有沉積混入與構造剪切等不同解釋；作答時應掌握其板塊聚合帶混同層的性質，不宜把所有岩塊都說成同一沉積層序中的原地岩石。

墾丁層（墾丁混同層）

**位置與地質產狀：**墾丁混同層出露於臺灣南端恆春半島，位在中央山脈南段增積岩體及恆春半島地質構造區內。其露頭多呈混雜、破碎的岩體，區域上可見由較完整的砂頁岩層序，經破碎地層，逐漸過渡至剪切強烈、具鱗片狀泥質基質的混同層。岩塊可由厘米級至大型岩體，常呈透鏡狀、透入狀或不規則塊狀；部分砂岩岩塊保留原始層理，亦可見被拉長、挾縮或脈體穿切的變形構造。

核心觀念

**變質相系（metamorphic facies series）**是指在同一變質區域中，岩石隨變質程度增加，依序出現的一系列變質相與代表性礦物組合。這種序列反映區域變質作用的壓力—溫度條件及其變化路徑，尤其可用來判斷該區的地溫梯度與構造環境。

變質相系不等同於單一變質相：變質相描述特定壓力、溫度條件下常見的礦物組合；變質相系則是比較同一變質區內不同變質程度的岩石，呈現出的相序列。分析時須考慮原岩成分；以下泥質岩的指標礦物序列以富鋁泥質原岩為例。

解題方法

本題要求先下定義，再列舉兩種相系並詳述其岩石與特徵礦物。作答可用「壓力—溫度型態 → 代表性變質帶或相序列 → 代表岩石與指標礦物 → 地質意義」的順序，清楚呈現兩種相系的差異。

變質相系舉例

一、中壓型：巴羅式變質相系（Barrovian series）

巴羅式相系常見於造山帶的區域變質作用，壓力與溫度均隨變質程度增加；相較於布肯式相系，其壓力較高。泥質岩的典型變質帶由低級至高級依序為：

綠泥石帶 → 黑雲母帶 → 石榴子石帶 → 十字石帶 → 藍晶石帶 → 矽線石帶

代表岩石主要是泥質片岩、雲母片岩與片麻岩。代表性特徵礦物包括綠泥石、黑雲母、石榴子石、十字石、藍晶石及矽線石。高級變質時，泥質岩常形成含矽線石的片麻岩；基性原岩則常見角閃岩相組合，如角閃石與斜長石。

此相系的指標礦物序列可反映變質級度逐步升高；其中藍晶石常見於相對較高壓的條件，與低壓型相系常見的紅柱石有所區別。

二、低壓型：布肯式變質相系（Buchan series）

核心觀念

本題考查臺灣大理岩的區域地質分布、岩層產狀、礦物組成與變質成因。作答時先界定大理岩，再由「原岩—變質作用—現今產狀」說明其形成與分布。

大理岩是石灰岩或白雲岩經變質作用再結晶形成的碳酸鹽變質岩。以方解石為主者稱大理岩；以白雲石為主者稱白雲岩。臺灣的大理岩主要出露於東部變質岩區，尤其花蓮及其北側山區，並與大南澳片岩系統及相關變質地層密切伴生。

解題方法

依題目四個指定面向作答：先交代主要分布區，再描述大理岩在地層中的幾何形態及圍岩關係，接著列出主要與次要礦物，最後從原岩與變質環境說明礦床成因。這樣可避免只寫「由石灰岩變質而成」，卻漏答礦體產狀及臺灣區域地質背景。

主要分布區域

臺灣大理岩主要集中在東部中央山脈東翼的變質岩區，以花蓮縣最為重要，北起宜蘭南澳、和平一帶，經太魯閣、清水、和仁、秀林及花蓮附近，向南延伸至中央山脈東側部分地區。花蓮和平、太魯閣及和仁一帶是重要的大理岩分布與產業區域。

區域地質上，大理岩主要產於**大南澳變質雜岩（傳統稱大南澳片岩）**及其相關地層中，與片岩、片麻岩、綠色片岩、黑色片岩等變質岩共生。大南澳變質雜岩中的太魯閣帶以大理岩、片岩及片麻岩為重要岩性；部分大理岩亦出現在靠近大南澳變質雜岩西界的相關變質地層內。

地質產狀

臺灣大理岩在野外常呈厚層、塊狀或透鏡狀礦體，夾於片岩、片麻岩等變質岩之中。部分礦體厚度大、延伸廣；另有些呈多層薄層，厚度變化較大，與片岩互層或被片岩分隔。原有層理在變質及構造作用後常不易辨認，礦體可見褶皺、破碎或受剪切的構造變形。

花蓮北部和平一帶的大理岩層厚度可達數百公尺至逾千公尺；其他大理岩層則常呈不規則透鏡體或薄層，顯示其原岩層在變質與構造變形過程中受到褶皺、切割及重複堆疊。大理岩通常較少呈現片岩那種明顯片理，但若含較多雲母或其他片狀礦物，仍可呈現片理或條帶狀外觀。

組成礦物