111 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

本題考查基礎地質學中構造地質學（盲斷層、斷層崖）、地層學與沉積地質學（不整合面、層面）以及外力地質作用（侵蝕作用）的核心名詞定義。在專技高考「應用地質技師」考題中，名詞解釋不僅評量基礎學理定義，更側重其於地質構造幾何特性、地層發育史，以及工程地質評估與環境地質災害防制（如隱伏震災、邊坡滑動、差別侵蝕）的實際關聯。

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解題方法

針對每小題 4 分的名詞解釋，採取專業技師申論評分的三維結構答題法切入：

1. 精確學理定義：點出幾何特徵、成因營力與物理邊界。
2. 主要分類或構成要素：列出次分類、伴生構造或關鍵物理特徵。
3. 工程與環境地質意義：鏈結現地調查、天然災害（地震、崩塌）或岩土工程應用，展現應用地質技師的工程實務素養。

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選項分析

本題為非選擇題（名詞申論題），無選項可資對照。為避免觀念混淆，特就考生最易混淆之相對概念與盲點進行辨析：

• (一) 盲斷層 vs. 出露斷層（Blind Fault vs. Surface-rupturing Fault） 盲斷層的斷層面尖端（tip line）終止於地下，未截破至地表；常伴隨上覆地層形成盲斷層轉折褶皺（blind-thrust fault propagation fold）或表面撓曲。誤將「被植被／沈積物掩埋之斷層（buried fault）」完全等同於盲斷層是常見觀念漏洞（埋沒斷層曾破出古地表後被後續沈積覆蓋，而盲斷層是構造滑移從未穿透地表）。
• (二) 不整合面 vs. 整合接觸（Unconformity vs. Conformity） 整合接觸代表地層連續沉積；不整合面則代表地質紀錄中的實質性時間中斷（hiatus），伴隨構造抬升、風化剝蝕或長期沉積停滯，絕非單純的沉積層交界面。
• (三) 侵蝕作用 vs. 風化作用（Erosion vs. Weathering） 風化作用為岩石礦物在原地（in situ）發生的物理崩解與化學蝕變，不具主動搬運機制；侵蝕作用則必須包含外營力將風化產物或岩塊「自母岩剝離並運移走（detachment and entrainment/transportation）」的動態歷程。
• (四) 層面 vs. 節理／劈理（Bedding vs. Joint / Cleavage） 層面為沉積作用所產生的原生構造（primary structure），受沉積環境變動控制；節理與劈理則多為沉積固結後受構造應力作用破裂或變形產生的次生構造（secondary structure）。
• (五) 斷層崖 vs. 斷線崖（Fault Scarp vs. Fault-line Scarp） 斷層崖是斷層運動在地表形成的原始位移階梯（直接構造產物）；斷線崖則是原始斷層崖經侵蝕後，因斷層兩側岩盤抗蝕力差異，經由差異侵蝕（differential erosion）重新雕塑出的地形崖面（侵蝕地形產物）。

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解題技巧

1. 名詞解釋黃金比例：每小題分配約 100～150 字，採條列式或粗體關鍵字呈現，閱卷委員可在 3 秒內掌握給分關鍵詞。
2. 務必鏈結台灣在地地質特徵：

• 盲斷層：提及台灣西部麓山帶與盲逆斷層（blind thrust），強調地表無破裂線的強震風險。
• 不整合面：列出四大經典類型（平行不整合、角度不整合、非整合、假整合）。

核心觀念

本題旨在評量考生對「野外地質調查成果呈現」、「地質製圖學（Geological Cartography）」以及「地質資訊判讀」的基礎專業素養。涉及的核心觀念包含：

1. 地質圖的本質與投影定義：地質圖是將地表或近地表三維空間的地質現象（岩性、地層、構造、時代及產狀），依特定比例尺投影繪製於二維地形底圖上的綜合成果。
2. 圖面構成之標準規範：依據地質調查實務（如經濟部中央地質調查所標準圖幅規範）與國際地質圖學標準，一份可供工程規劃、災害防治或學術研究使用的完整地質圖，必須具備空間定位、地層時序、構造幾何與地下立體展布之各項完備要素。

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解題方法

本題為標準的申論型題型，切入點應採「先定義、後分類詳述」的階層式論述架構：

1. 定義界定：明確指出地質圖的核心要素為「二維投影三維資訊」、「以地形為底圖」及「包含岩層分布、時代、岩性與構造特徵」。
2. 要件歸納（結構化分類）：切忌零散條列。應將「一份完整的地質圖要件」系統化區分為四大主軸：

• 地質圖本體（圖面核心）：底圖、地質界線、填色代號、產狀符號。
• 輔助圖件（立體與時序解讀）：地質剖面圖、地層柱狀圖。
• 圖例與說明（解碼指引）：地層圖例、構造與專用符號圖例。
• 圖邊資訊（測繪與空間基準）：圖名、比例尺、方位、坐標網格、出版中繼資料。

3. 透過系統化架構作答，能展現應考人具備統整野外調查資料並編纂專業技術報告之技師實務能力。

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選項分析（要件功能與評分切點分析）

本題為申論題，非選擇題。此處針對評分委員閱卷時檢視各核心要件完整性之評分切點進行深度剖析：

1. 若缺少「地質剖面圖」：地質圖僅能呈現地表二維出露，缺少剖面圖將無法推估地下地質構造（如斷層深部延伸、褶皺軸面幾何形態與地層厚度變化），大幅削弱工程地質與環境地質之應用價值。
2. 若缺少「地形底圖」：岩層界線若未疊加於等高線地形圖上，讀圖者無法運用「V字形法則（Rule of V's）」判斷岩層走向、傾向或斷層面傾角，失去地質空間判讀能力。
3. 若「地層圖例」未依時代排序：違反國際地層指引（International Stratigraphic Guide）中「由下而上、由老到新」之疊置定律排列原則，將造成地史演演化詮釋混亂。
4. 若缺少「坐標系統與比例尺」：失去空間計量基礎，地質界線無法在 GIS 系統中空間定位，亦無法量測實際距離或計算構造位移量，無法作為合法技術文件。

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解題技巧

1. 口訣記憶法：記憶五大要件骨架——「本、例、剖、柱、邊」（地質圖本體、圖例、剖面圖、柱狀圖、圖邊資訊）。
2. 常見失分陷阱：

• 僅回答岩層與斷層符號，遺漏了最重要的載體「地形底圖（等高線、水系）」。
• 忽略地層圖例中的「色彩與符號標準（如第四紀沉積物用黃色、時代英文字母代號）」及「年代由下而上由老至新」的編排通則。
• 遺漏工程實務必備的「圖邊資訊」（坐標系統 TWD97/WGS84、比例尺、偏角圖）。

3. 加分關鍵：在論述中提及地質法規與測繪實務（如以中央地質調查所五萬分之一圖幅為典範），展現技師級的專業度。

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【答案】

一、地質圖之定義

**地質圖（Geological Map）**是一種將地表或近地表的地質特徵，依照特定的比例尺與投影方式，疊加繪製於地形底圖上的專業主題地圖。其主要目的在於展示地殼表層各地質單元（岩層、岩體、未固結沉積物）的岩性組成、地質時代、空間幾何分布、地層層序接觸關係（如整合、不整合、貫入接觸），以及地質構造（如斷層、褶皺、節理）的展布與產狀，是將三維地下地質資訊濃縮投影於二維平面之綜合性地質技術圖件。

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二、完整地質圖應包括之要件

一份合乎國家調查規範及技師專業標準的完整地質圖，應涵蓋以下四大核心要件：

核心觀念

本題旨在測驗考生運用「板塊構造學（Plate Tectonics）」與「構造地質學（Structural Geology）」原理解析臺灣地震地質構造之能力。核心考點包含：

1. 地體構造動力架構：歐亞板塊（Eurasian Plate, EUP）與菲律賓海板塊（Philippine Sea Plate, PSP）在臺灣地區的斜向聚合（Oblique Collision），隱沒極性反轉（Subduction Polarity Reversal），以及由南向北、由東向西傳遞的構造應力場。
2. 斷層應力與力學機制（Anderson 斷層分類原理）：主應力軸方位（$\sigma_1, \sigma_2, \sigma_3$）如何決定斷層破裂形式（逆斷層、平移斷層、正斷層）。
3. 活動斷層法規與工程定義（以命題當年民國 111 年經濟部中央地質調查所標準為準）：

• 第一類活動斷層：全新世（過去約 10,000 年內）曾活動者。
• 第二類活動斷層：更新世晚期（過去約 100,000 年內）曾活動者。 (註：主管機關現已改制整併為經濟部地質調查及礦業製務中心。)

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解題方法

本題為高階申論題，切入策略應兼顧「宏觀構造動力」與「微觀區域特徵」：

1. 起手式建立動力模型：先確立現今板塊邊界聚合向量（菲律賓海板塊以每年約 $80\text{ mm}$ 朝北西約 $305^\circ - 310^\circ$ 方向推擠歐亞大陸邊緣），奠定全臺構造應力場的根源。
2. 構造分區系統化論述：將臺灣本島依地體構造環境劃分為四大區塊：

• 東部板塊縫合帶：斜向聚合剪切帶（左移逆衝）。
• 中西部前陸褶衝帶：前陸庫倫楔形體（薄皮逆衝為主）。
• 南部過渡與構造逃脫帶：側向擠出與深部滑脫（斜向逆衝兼具平移）。
• 北部後弧張裂消亡帶：琉球隱沒與沖繩海槽擴張（正斷層張裂）。

3. 分區要素標準化：各地區一律依「構造應力與動力機制」、「斷層幾何與運動學特徵（走向、傾角、滑移形式）」、「代表性斷層與震源機制」三大要素作答，展現清晰邏輯。

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解題技巧

1. 破題得分關鍵字：必須出現「斜向碰撞」、「前陸褶皺衝斷帶（Fold-and-thrust Belt）」、「薄皮構造（Thin-skinned Tectonics）」、「後弧張裂（Back-arc Extension）」、「構造逃脫（Tectonic Escape）」等專業名詞。
2. 常見作答陷阱：

• 僅背誦斷層名稱與位置，未從「地體構造動態」解釋成因，會被大幅扣分。
• 誤以為全臺灣皆為逆斷層，忽略北部因沖繩海槽擴張轉為「正斷層應力場」，以及東部縱谷具高比例的「左移平移分量」。

3. 應力方位心算速記法：

• 東部與西部主壓應力：$\sigma_1 \approx \text{NW-SE}$（近水平）。
• 北部主伸張應力：$\sigma_3 \approx \text{N-S 至 NW-SE}$（近水平）。
• 南部逃脫應力：主應力偏轉為近東西向，斷層呈右移平移或伴隨逆衝。

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【答案】

臺灣位於菲律賓海板塊（PSP）與歐亞板塊（EUP）之活躍聚合邊界。現今菲律賓海板塊以每年約 $80\text{ mm}$ 之速度沿 $305^\circ - 310^\circ$ 方向向西北推擠歐亞大陸邊緣，造成全島強烈之造山運動與地震活動。受隱沒系統幾何構型反轉與碰撞斜向性影響，臺灣本島各地區引起地震之活動斷層，其構造特性、幾何形貌與運動機制呈現顯著之區域差異，詳述如下：

一、東部地區（板塊縫合帶）：斜向聚合與左移逆衝斷層系統

1. 地體構造背景： 東部花東縱谷為呂宋火山島弧與歐亞大陸邊緣之板塊碰撞縫合帶（Plate Suture Zone），承受板塊邊界約三分之一強（約 $30\text{ mm/yr}$）之水平變形量。
2. 斷層構造與運動學特性：

• 斷層型態：斷層走向呈北北東—南南西（NNE-SSW）延伸，向東傾斜，傾角介於 $45^\circ - 60^\circ$ 之間。
• 運動機制：兼具強烈之「逆衝壓縮」與「左移剪切」（Left-lateral Oblique Thrust Faulting）。

核心觀念

本題評量環境地質學中「斜坡地體衝蝕與塊體運動（Mass Movement）」之「土石流（Debris Flow）」力學機制與發生環境。土石流係指泥砂、石塊等固態物質與水之混合物，在重力作用下沿溪床或斜坡快速流動的現象，本質上屬於高濃度的固液兩相非牛頓流體。

土石流發生的物理力學本質可用摩爾－庫倫破壞準則（Mohr-Coulomb Failure Criterion）與有效應力原理詮釋： $\tau_f = c' + \sigma' \tan \phi' = c' + (\sigma - u) \tan \phi'$ 其中 $\tau_f$ 為土體抗剪強度，$c'$ 為有效凝聚力，$\sigma'$ 為有效正應力，$\sigma$ 為總正應力，$u$ 為孔隙水壓，$\phi'$ 為有效內部摩擦角。當降雨入滲使土體飽和、地下水位上升，孔隙水壓 $u$ 劇增，導致有效應力 $\sigma'$ 急遽降低，抗剪強度 $\tau_f$ 降至小於下滑剪應力 $\tau$ 時，崩塌引發液化或泥化，進而形成土石流。

在工程與環境地質學上，土石流發生必須同時具備「三大基本必要條件」：

1. 豐富的鬆散土石材料（料源條件）
2. 充沛的水分與水動力（水源條件）
3. 足夠陡峭的地形坡度（地形條件）

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解題方法

本題為經典環境地質學申論題。解題架構應採「學理力學與三大基本條件（通則）」結合「臺灣特殊環境地質背景（地域特性）」之雙層邏輯切入，並補充「人為開發因子」，以展現應用地質技師之專業深度：

1. 破題定義：界定土石流物理特性與力學破壞機制。
2. 三大必備物理條件：系統性說明料源、水源、地形坡度的具體門檻值與作用。
3. 臺灣特定環境誘發原因：

• 地質與構造：板塊擠壓、新期造山運動、岩盤破碎與劇烈風化。
• 地形特徵：幼年期地形、坡陡流急、侵蝕基線低。
• 水文與氣候：梅雨、颱風引發高強度且集中之暴雨。
• 地震衝擊：地震引發山崩並於上游留下大量不穩定崩積物（如 921 地震後效應）。

4. 人為活動促成因素：山坡地過度開發、排水截斷等人為加劇效應。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題。作答時各項因子分析重點如下：

• 地形因子（不可或缺）：溪床與邊坡坡度為重力分力提供者，若坡度過緩（$< 10^\circ$）則趨於堆積；坡度過陡（$> 30^\circ$）多直接以落石、崩塌型態落下。發生區坡度通常介於 $15^\circ \sim 30^\circ$。
• 水文因子（促發動力）：單純地形坡度與土石堆積無法形成土石流，必須有足夠強度的降雨入滲以產生高超額孔隙水壓並提供流動水動力。
• 地質因子（材料來源）：若基岩完整堅硬無破碎層，則缺乏崩積土石，無法形成足夠體積的固相材料。臺灣活躍的地質構造為料源源源不絕的主因。

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解題技巧

1. 量化數據加分法：在地形條件中明確列出土石流發生的典型坡度界限（發生區、流動區、堆積區的代表性坡度），展現工程地質數據敏銳度。
2. 力學公式輔助說明：引入有效應力方程式說明孔隙水壓上升導致抗剪強度喪失之物理過程，使申論層次由「現象描述」提升至「力學分析」。

核心觀念

本題測驗「地熱地質學」（Geothermal Geology）與「臺灣區域構造地質學」（Regional Tectonics of Taiwan）的整合應用能力。評分核心著重於考生能否運用地熱系統構成之五大要素，剖析臺灣處於聚合型板塊交界帶之地質背景，並對各潛能區進行分類論述：

1. 地熱系統構成五大要素：

• 熱源（Heat Source）：淺部冷卻岩漿庫、隱沒帶後弧張裂之高地溫梯度、造山帶快速抬升剝蝕產生的熱殘留或深部地函熱流。
• 儲集層（Reservoir）：具高孔隙率或密集破裂／裂隙系統之岩層（如脆性砂岩、破裂板岩、火山角礫岩）。
• 蓋岩層（Cap Rock）：低滲透率之緻密沉積岩、泥岩、千枚岩或熱液換質黏土層，能有效阻隔熱量與熱水過早散失。
• 流體與補給（Fluid & Recharge）：大氣降水經地表裂隙下滲補給，形成熱水對流循環。
• 構造通道（Permeability & Conduit）：活動斷層或剪裂帶，提供深部熱對流流體的上升通道。

2. 地溫梯度公式： $T(z) = T_0 + \left(\frac{dT}{dz}\right) \cdot z$ 其中 $\frac{dT}{dz}$ 為地溫梯度（Geothermal Gradient）。一般穩定大陸地殼平均約 $25 \sim 30^\circ\text{C/km}$，臺灣因構造活躍，部分潛能區之地溫梯度可達 $50 \sim 100^\circ\text{C/km}$ 以上。

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解題方法

解答本題應採取「地質構造分類法」搭配「系統要素檢核法」切入：

1. 宏觀架構：將臺灣地熱潛能區依「構造環境」與「熱源成因」二分為火山型地熱系統（Volcanic Geothermal Systems）與非火山型／深部循環破裂型地熱系統（Non-volcanic / Deep Circulation Fault-controlled Systems）。
2. 微觀論述：針對每一個具體潛區，逐一說明其「地熱構造背景」、「熱源機制」、「主要儲集岩性與斷裂特徵」及「開發潛能與限制」。

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選項分析

本題為專業技術人員高等考試之「申論題」，無客觀選項。閱卷委員之給分標準取決於：

• 完整性：是否涵蓋北部火山區、宜蘭張裂區、中央山脈變質岩區及東部構造帶四大主力區。
• 地質因果邏輯：是否能明確解釋「熱源來自何處」、「水如何對流」、「岩石如何儲集」，而非僅條列觀光溫泉地名。
• 專業性：精確使用地層地質名詞（如四稜砂岩、沖繩海槽西延、熱液換質、裂隙滲透率）。

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解題技巧

1. 答題結構化（四平八穩口訣）：

• 答題採「引言（構造背景） $\rightarrow$ 系統要素論述 $\rightarrow$ 四大分區詳述 $\rightarrow$ 總結（地質評估重點）」之層次，能取得閱卷委員極高之印象分數。

2. 避免常見陷阱：

• 陷阱一：誤以為所有地熱都來自「火山岩漿」。臺灣中央山脈的大多數地熱屬於「板塊擠壓隆起、深大斷裂導熱與地下水深部循環」，無淺部岩漿熱源。
• 陷阱二：忽略流體化學特性對開發的影響。大屯火山群潛能高但流體極酸（pH值常低於 3），腐蝕與結垢嚴重；宜蘭清水與花東地區則多屬近中性之碳酸氫鈉泉，具較高商業可行性。

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【答案】

一、臺灣之地質構造背景與地熱賦存條件

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊之聚合邊界，構造運動劇烈、斷裂發達，且雨量豐沛具充沛地下水補給，具備極佳地熱發育條件。身為地質學家，依熱源機制與大地構造單元，臺灣具地熱潛能之區域主要劃分為四大核心區：

二、臺灣主要地熱潛能區域及其理由詳述