113 專技高考高等考試 應用地質技師 地質調查（包括地球物理探勘） 考古題詳解

核心觀念

地層柱狀圖是把調查路線上露頭所見，或鑽井岩芯沿深度取得的地層資料，依照地層先後順序與厚度比例整理成圖。它將分散的岩性、地層界面與構造特徵置於同一垂直剖面中，方便判讀地層的組成、變化及彼此關係。

解題方法

作答可分成兩部分：第一部分說明地層柱狀圖如何整理與應用地質資料；第二部分列出繪圖時應觀察、記錄並標示的岩性、界面、構造及其他特徵。露頭柱狀圖與鑽井岩芯柱狀圖的記錄方式略有不同，但核心都是建立可供比對的垂向地層紀錄。

（一）地層柱狀圖的用途

1. 呈現地層垂向排列：依地層由老至新或由井口至井底的順序，表示各地層的岩性、厚度及上下接觸關係。
2. 記錄岩性垂向變化：清楚顯示岩石種類、粒度、成分及沉積構造等隨高度或深度的變化。
3. 辨識地層界線與層序：標示岩性轉換、沉積間斷、侵蝕面、不整合及其他重要界面，協助判讀地層接觸關係。
4. 比較不同露頭或鑽井：將沿路線不同位置的露頭，或不同井位的資料互相比較，以辨認可追蹤的地層、岩性變化與可能的側向延伸。
5. 推論沉積環境及地質歷史：藉由粒度、沉積構造、化石與層序變化，分析沉積環境及其演變。
6. 支援地質圖與剖面編製：提供地層厚度、界線與順序等基礎資料，用於區域地層對比、地質剖面繪製及地質構造解釋。
7. 支援工程與資源評估：鑽井柱狀圖可協助了解地下岩層分布、風化或破碎情形及含水、含礦等地質條件，供工程選址、地盤評估與資源調查參考。

（二）繪製時應記錄的現象與特性

1. 位置及量測基準：記錄露頭或鑽孔的位置、標高或深度；露頭調查另記錄層面產狀，鑽井則以井深為垂向基準。
2. 地層順序及厚度：逐層記錄各地層的頂底界線、厚度及上下關係；

核心觀念

石英砂岩與石英岩都以石英為主要成分，顏色、粒度及整體外觀也可能相近；判別重點在於石英顆粒是否仍保有沉積岩的顆粒與膠結構造，或已經變質重結晶而形成相互咬合的晶體結構。

石英砂岩是以砂級石英碎屑為主的沉積岩，顆粒通常由矽質、碳酸鹽質或其他物質膠結。石英岩則是富石英砂岩受變質作用後形成的變質岩，石英顆粒發生重結晶，晶粒彼此緊密咬合。

（一）野外分辨方法

1. 觀察風化面與新鮮面上的顆粒邊界 石英砂岩通常看得出一顆顆砂粒的輪廓，顆粒間仍有膠結物或孔隙；有時也可辨認層理、粒級變化或交錯層理。石英岩則常呈緻密、均質的結晶質外觀，原砂粒邊界多已消失，石英晶粒彼此咬合。

2. 用地質槌敲擊並檢視破裂面 石英砂岩較常沿顆粒邊界或膠結較弱處破裂，斷面可見砂粒脫落或露出顆粒輪廓。石英岩因晶粒緊密咬合，通常十分堅硬，破裂面常穿過石英晶粒，呈不規則、緻密的斷面；不易沿原砂粒邊界剝落。

3. 觀察層理與野外地質關係 保存明顯沉積層理、交錯層理或沉積構造，支持判定為石英砂岩；若岩體具有變質構造、與區域變質帶或剪切帶相關，且原始沉積構造已被重結晶作用改造，則支持判定為石英岩。層理缺失不能單獨作為石英岩的充分證據，因沉積構造也可能不明顯或受後期作用破壞。

4. 輔以簡單硬度與稀酸測試 兩者都以石英為主，通常都很硬，不能只靠硬度區分。稀鹽酸可用來檢驗是否含碳酸鹽膠結物：若起泡，代表含有碳酸鹽成分，但不會直接證明它是砂岩或石英岩；無反應也不能用來區分兩者。

（二）區分所依據的學理

1. 岩石成因與分類依據不同 沉積岩依沉積物來源、搬運沉積、粒度、分選、磨圓度、沉積構造及膠結作用判定。石英砂岩保留碎屑沉積岩的特徵，石英顆粒是先形成、再經搬運沉積與埋藏膠結而成岩。

核心觀念

地質剖面圖是沿地質圖上指定的剖面線，將地表地形及地層、岩體、構造等地質資料投影到垂直剖面上的圖件。它把平面上的地質分布轉換成地下的垂直關係，呈現地層延伸、接觸關係、褶皺、斷層及岩體形態。

繪製時須區分兩類資料：一是建立剖面基準與地表輪廓所需的地形、測量資料；二是判釋地下地質構造所需的地質圖件、野外觀察及探勘資料。

解題方法：依「剖面線、地形、地質、深部約束」整理

1. 剖面線及位置資料 須有地質圖及其比例尺、方位與座標基準，並在圖上標定剖面線的起訖點、方向和沿線位置。剖面線通常以端點或沿線控制點的座標、地名及地形特徵定位。

2. 地形與高程資料 須取得剖面線沿線的地形高程，可由等高線地形圖、地形測量、數值高程模型或航空測量資料取得。依水平距離與高程繪出地形輪廓；若採垂直誇大，須註明水平與垂直比例尺，避免造成坡度及構造傾角的視覺誤判。

3. 地質圖及地表地質資料 須使用與剖面區域相符的地質圖，並參考地層單位、岩性、地層界線、岩層產狀符號、地層柱狀圖及圖例。沿剖面線標出地表所遇的地層界線、岩性界線、接觸帶、斷層、褶皺軸及其他構造位置。野外露頭、地質測站與岩層走向、傾角紀錄可用來校核並補充圖面判釋。

核心觀念

本題考查的是地層的地層頂向（way-up、younging direction）判定：判斷岩層沉積或形成時，哪一側是上方、哪一側是下方。地層受褶皺、斷層或變質作用影響後，現今的傾斜方向不一定等於原始的頂向；若原始地層頂向與現今構造姿態相反，便可能是倒轉地層。

判讀時要分清楚兩件事：

• 地層產狀：岩層現在朝哪個方向傾斜。
• 地層頂向：地層形成時，岩層向哪個方向變新。

因此，不能單憑岩層傾斜方向判定上下或層序是否倒轉，應優先尋找保存在岩層中的沉積構造、火成構造或化石構造。

解題方法：依據可辨認的頂向指標判讀

在露頭上先確認層面與觀察剖面，再找能指出頂向的原生構造。若有多項指標，應相互比對，並沿地層追蹤其連續性；變質作用可能使部分構造變形或消失，單一指標也可能遭誤判。

一、沉積構造

1. 粒級層理（graded bedding） 同一層內由粗粒逐漸變細，通常由粗端指向細端為向上、變新方向。濁流沉積常見這類粒級變化。判讀時要確認是單一沉積層內的粒度漸變，避免把不同岩層或局部粒度變化誤認為粒級層理。

2. 交錯層理（cross-bedding） 觀察斜交紋層與其截切關係：紋層通常在地層底部呈切線狀接觸，向頂部則被上覆層面截切。由紋層切線接觸的一端往截切端，通常是向上方向。

3. 底面痕跡與沖刷構造 槽模、刻痕模等底面痕跡常形成於較細粒底層表面，之後被上覆沉積物填充並保存為岩層底面的凸起鑄型；辨認出鑄型位於哪一面，有助於確定層底。沖刷面或河道充填構造也可由侵蝕底界及其上方的充填層序判讀。

4. 負載構造與火焰構造（load casts and flame structures） 較密、較重的砂質沉積物壓入下方含水泥質沉積物，可形成向下凸出的負載構造；下伏泥質物被擠入上覆砂層形成的火焰狀構造，尖端通常朝上。兩者可共同協助辨認砂層的底面與頂向。

核心觀念

本題考的是線形工程的工程地質調查成果，如何整理成能供路廊比較與後續設計使用的地質報告。公路跨越雪山山脈與中央山脈，路廊長、地形陡峻，且可能包含隧道、橋梁、深切邊坡及河谷路段；報告因此不能只附一張區域地質圖，而須把區域背景、沿線地質調查、地下資料、地質災害及工程建議整合起來。

依《地質法》第十七條及《地質資料蒐集管理辦法》所建立的政府地質調查資料提報制度，政府機關辦理地質調查時，須依規定提交相關調查報告與資料。法規部分以命題當年（民國 113 年）為準；本題重點在工程地質報告應有的實質內容與圖件，並非只列法定提報程序。

解題方法

可依「調查範圍與方法 → 地質資料 → 災害與工程判釋 → 圖件 → 設計建議」的順序作答。先說明採了哪些資料與調查方法，再呈現調查結果，最後說明結果對路線選擇、隧道及橋梁位置、邊坡穩定和施工風險的意義。

地質報告內容

一、計畫與調查概述

1. 計畫位置、路廊起訖點、調查範圍、路線方案及主要工程構造物概述。
2. 調查目的、工作範圍、工作期間、調查方法與限制。
3. 資料來源及既有資料整理，包括地形、區域地質、鑽探、地球物理、地震、水文、崩塌及其他相關調查資料。
4. 坐標系統、高程基準、比例尺、圖件編製方式及資料精度。

二、區域與沿線地質

1. 地形與地貌：山脈、河谷、坡面、河階、沖積扇、崩塌地及可能的古崩塌地形。
2. 地層與岩性：沿線地層分布、岩性、層序、接觸關係、風化程度及工程性質。
3. 地質構造：褶皺、節理、劈理、剪裂帶、斷層及破碎帶的位置、產狀、延伸方向與活動性資料。
4. 工程地質分區：依岩性、風化、破碎程度、地形及地下水條件，劃分工程地質單元，說明各單元的特性與可能問題。

三、調查工作與成果

應交代調查方法、位置、數量及結果，並附原始紀錄或摘要資料。

1. 地表地質調查與測繪：露頭位置、岩性、層面與不連續面產狀、風化及破碎狀況、湧水和地質災害跡象。
2. 地球物理探勘：說明使用方法、測線位置與成果，以及對地層界面、基盤深度、破碎帶或地下水狀況的判釋。探勘結果應與地表調查及鑽探互相校核。
3. 鑽探與取樣：鑽孔位置、孔深、鑽進及岩心紀錄、岩心採取率、岩心照片、地下水位與試驗結果；必要時附工程地質探勘資料庫格式資料。