第三章 壯麗的山河 3-1 地貌的變化地質學之父 : 詹姆斯赫登均變說 : 現在是通往過去的一把鑰匙 瞭解現在進行的地質作用之原理, 便可推測地球的過去或未來的演變 一 地球表面呈現明顯高低起伏 珠穆朗瑪峰 地表最深處馬里亞納海溝 ( 最深處約 11 公里 ) 地表最高處珠穆朗瑪峰 ( 最高處約 9 公里 ) 二 造成地貌改變的原因 馬里亞納 營力類型營力類型作用與運動地貌改變 交互作用 外營力 內營力 河水 海水風 冰川地球內部熱能 壓力 風化作用 侵蝕作用搬運作用 沉積作用成岩作用板塊運動 造山運動火山活動 岩漿作用變質作用 地表趨於平坦 ( 均夷作用 ) 褶皺 節理斷層 造山 ( 一 ) 緩慢的外營力作用 : 高聳的地貌夷平, 凹陷的窪地填滿 ( 二 ) 快速的外營力作用 : 山崩與土石流亦可於短時間內造成顯著的地形地貌變化 ( 三 ) 緩慢的內營力作用 : 喜馬拉雅山脈海拔約 9000 公尺, 歷經 4~5 千萬年 夏威夷茂納開亞 (Mauna Kea) 火山 4170 公尺 ( 高出海床超過 9000 公尺 ) 則是由持續約一百萬年火山活動產生的岩漿所堆積而成 ( 四 ) 快速的內營力作用 :921 地震在瞬間造成地表上下位移達 8 公尺 三 岩石循環 ( 一 ) 火成岩 沉積岩 變質岩各在不同的環境下, 經由不同的過程形成 ( 二 ) 在地球上生生不息的內營力 外營力作用下, 地貌不斷的改變, 岩石不停的轉變, 沒有既定的路程, 也沒有終點站 47
單元練習 ( A )1. 右圖為岩石循環的示意圖, 其中 A B C 分別應為哪種岩石? (A) 變質岩 沉積岩 火成岩 (B) 變質岩 火成岩 沉積岩 (C) 沉積岩 變質岩 火成岩 (D) 沉積岩 火成岩 變質岩 ( B ) 2. 承上題, 則下列哪一項作用不會發生? (A) 火成岩可經由熔融作用再形成火成岩 (B) 沉積岩可經由熔融作用形成火成岩 (C) 變質岩可經由侵蝕與沉積作用形成沉積岩 (D) 變質岩可經由熔融作用形成火成岩 解析 沉積岩需進入地下深處才有機會熔融, 所以需先經由深埋作用形成變質岩, 才會再經熔融作用形成火成岩 ( B E )3. 以下哪些地質作用會使地表隆起, 增加地表的起伏變化?( 應選兩項 ) (A) 侵蝕作用 (B) 火山作用 (C) 沉積作用 (D) 風化作用 (E) 造山運動 解析 內營地質作用會增加地表的起伏. 附圖為岩石循環的示意圖,A 至 F 的箭頭係顯示各岩類或相關物質間的地質作用方向 下列各個地質活動應對應到圖中 A 至 F 中的哪一作用? 回答下列 4~11 題 : ( C )4. 風化 侵蝕 搬運和堆積作用 ( A )5. 火山活動或岩漿侵入等岩漿作用 ( E )6. 因溫度 壓力增高而發生變質作用 ( F )7. 在地底深處進行熔融作用 ( D )8. 壓密 膠結等成岩作用 ( B )9. 底岩層因造山運動而進行抬升作用 10. A 至 F 各個作用中, 哪些是屬於外營力的地質作用? C D 11. 承上題, 哪些又屬於內營力的地質作用? A B E F 解析 圖中的 A B E F 均為與板塊運動有關的地質作用, 而板塊運動就是內營力的主要來源 ; C D 係以空氣和水為媒介而作用於地表, 其營力的能量根源還是源自太陽, 應屬於外營力的地質作用 48
3-2 外營力的地質作用 定義 : 地表岩石與水 空氣及生物發生交互作用, 形成了不同的地形地貌 能量來源 : 來自地球表面的力量, 以空氣和水為媒介使地表改變 ; 能量主要來自太陽的熱能 作用影響 : 使高聳的地貌夷平, 凹陷的窪地填滿, 造成均夷現象 地表 ( 外營 ) 地質作用包含 : 風化作用 侵蝕作用 搬運作用 沉積作用 沉積岩 火成岩 變質岩 河水海水風冰川 碎屑沉積物 成岩作用 碎屑沉積岩 一 風化作用 風化作用為岩石及礦物受外營力作用, 其物理及化學性質發生變化, 使岩石及礦物由大變小的崩解作用 風化作用依分解破壞方式又分為物理風化 化學風化和生物風化 類別 作用 物理風化 岩石受力作用, 使其顆粒間結合力減弱而崩解成較小的殘塊 岩屑和更細粒的砂或粉砂 岩石崩解前後無化學變化, 也不生成新礦物 1. 減壓 : 上覆物受侵蝕或溶蝕 ( 如冰層 ) 被移走, 使其壓力減小, 體積膨脹而產生層層剝離, 例如 : 洋蔥狀剝離 實例 2. 凍裂或結晶 (1) 岩石裂隙中的水一旦結冰後, 冰的體積增大, 因而撐大岩石裂隙, 經反覆作用後, 使岩石崩解 (2) 海岸附近的地層, 也會因岩石裂隙含有鹽的結晶, 產生類似的崩解作用 3. 劇烈的溫度變化 : 沙漠地區當岩石長期處於劇烈溫差變化中, 使岩石熱脹冷縮, 造成其礦物顆粒的膠結程度減弱, 促使岩石崩解 49
類別 作用 化學風化 通常在高溫潮溼的地區, 地表岩石受水與氣體的作用使岩石的成分改變, 程度嚴重者可使原有組成礦物消失並生成新礦物 使岩石物理性質隨之改變 岩石經化學風化後, 通常強度會變弱而較易崩解 (1) 氧化作用 : 岩石內含鐵質礦物接觸空氣和水時, 產生新礦物例如 : 黃鐵礦氧化後會生成赤鐵礦或褐鐵礦易剝落 (2) 溶解作用 : 岩石中的某些礦物會溶於液體被帶走, 而使得岩石溶解 例如 : 石灰岩易溶於酸性的液體 實例 (3) 水合作用 : 岩石中含易吸水的礦物, 當這些礦物遇水後, 使岩石變得鬆軟 例如 : 硬石膏 (CaSO4) 遇水後會變成石膏 (CaSO4 H2O) (4) 水解作用 : 有些礦物和水發生化學反應產生新礦物 例如 : 花岡岩中的正長石與水反應後, 其所含之鈉與鉀會溶入水中, 逐漸形成高嶺石 類別生物風化作用生物在生長和活動的過程中, 造成岩石的破壞 (1) 當植物的根或種子深入岩石的裂隙中生長, 會迫使裂隙不斷擴大, 造成岩石崩解 此為物理性破壞 實例 (2) 生物或其遺體析出有機酸或其他溶液腐蝕岩石使岩石變成鬆軟的物質 ( 例如青苔等植物 ) 此為化學分解作用 50
二 侵蝕作用 藉由河水 風 冰川與海水等介質將疏鬆 溶解或磨損的岩石物質搬離原地, 故具較大的破壞力 營力 作用 河水是改變地形地貌的最主要營力 河水 河川因重力向低處流動為侵蝕主要力量來源 流速愈快 流量愈大, 侵蝕力愈強 向源侵蝕 造成河流加長 實例 向側侵蝕 造成河道加寬 向下侵蝕 造成河道加深 ( 如 V 形谷 ) 營力 風 作用在乾燥氣候區作用最為旺盛, 尤以沙漠區最為明顯 (1) 風藉由自身的力量帶走地表乾燥鬆散的細小物質, 至他處堆積, 稱為吹蝕作用 實例 (2) 風以所挾帶的物質作為侵蝕工具, 對沿途經過的岩 石表面或裂隙進行磨擦破壞, 稱為磨蝕作用 例如 : 風稜石 營力 冰川 作用常出現在終年積雪不消的高山和高緯度地區 ( 如青藏高原和南極洲 ) (1) 冰川因重力移動摩擦地表並帶走地表岩石碎塊 使其呈現凹槽狀, 造成挖蝕作用 實例 (2) 隨冰川移動的砂礫使地表呈現出刮痕, 造成刮蝕作用 常見的冰川地形 : 角峰 刃嶺 U 形谷等 營力 海水 作用海水的三種主要運動形式波浪 潮汐和海流, 皆具侵蝕力, 其中以波浪的侵蝕力最強 海水的沖刷力與其夾帶的砂礫, 對岩石造成侵蝕作用 海水若進入岩石的裂隙中, 也會因裂隙中的空氣被壓 實例 縮, 造成壓力而使岩石碎裂 例如 : 海蝕凹壁 海蝕崖 海蝕洞 海拱 海蝕柱 海蝕平臺 海蝕門等 51
三 搬運作用 被侵蝕與風化作用下的產物隨自然營力移動改變地表外形 營力 河水 作用最常見的搬運力 (1) 可溶入水中 : 溶解方式 實例 (2) 無法溶解 細小的碎屑 : 懸浮方式 較大的顆粒 : 跳動 滑動 滾動的方式 營力 風 作用搬運形式可視搬運的顆粒大小而有所不同搬運顆粒大小和風速成正比依其顆粒由小至大可分為三種搬運形式 (1) 懸移 : 沙粒於空氣中飄浮移動 (2) 躍移 : 沙粒被風揚起向前跳動 實例 (3) 蠕移 : 沙粒貼著地面向前移動 乾燥地區若遇強勁風吹, 揚起的巨量沙塵 會遮天蓋地並影響空氣品質 稱為 沙塵暴 營力 冰川 作用具有很強的搬運能力 冰川具有很強的搬運能力 大小顆粒均能被帶走 實例 冰川消融後, 被搬運的顆粒開始 雜亂堆積成為冰磧石 淘選度很差, 堆積物也不具層理 52
四 沉積作用 ( 一 ) 定義 : 搬運的營力減弱, 或者溶解於搬運介質的物質因化學作用開始析出時的過程 ( 二 ) 淘選度 : 堆積作用後, 該區域沉積物組成顆粒的大小均勻程度 風和水流等營力的淘選度較佳, 重力或冰川等營力的淘選度則較差 極佳良好尚可差極差 五 風化 侵蝕 搬運 沉積及成岩等循環過程 ( 一 ) 成岩作用 : 1. 壓密作用 : 當沉積物逐漸累積, 底層沉積物因上覆物質增加而承受較大壓力, 沉積物顆粒間的孔隙減小 2. 膠結作用 : 從水中沉澱出的礦物充填於孔隙中, 使周遭的顆粒物質更緊密結合 膠結物質 : 鐵質 鈣質 矽質 佳 ( 二 ) 地底的岩石若經板塊運動擠壓, 又會露出地表, 重啟風化 侵蝕 搬運 沉積及成岩等 循環過程 53
範例練習 ( D )1. 下列有關沉積岩的敘述, 何者正確? (A) 經由沉積作用變成沉積岩的岩石原先都是沉積岩 (B) 沉積岩經過造山運動, 再熔融後始成為沉積岩 (C) 火成岩經過風化崩解後立即成為沉積岩 (D) 沉積物經過壓密膠結作用才固結成沉積岩 解題要訣 : 沉積岩是由沉積物經成岩作用 ( 壓密 膠結 ) 而成 沉積物的來源可以是各類岩石的碎屑或生物遺骸碎片 ( A )2. 下列何者不屬於地球外營力造成的地質作用? (A) 抬升作用 (B) 風化作用 (C) 侵蝕作用 (D) 搬運作用 解題要訣 : 抬升是地殼變動現象之一, 屬於內營力 ( B )3. 上方岩石若移除, 使下方深成岩呈減壓狀態下, 會出現哪些狀況? 甲 深成岩出現柱狀破裂 ; 乙 深成岩抬升 ; 丙 深成岩出現片狀破裂 ; 丁 深成岩更容易溶解 上述哪些敘述是正確的? (A) 甲乙丙 (B) 乙丙 (C) 乙丁 (D) 丙丁 解題要訣 : 深成岩因釋壓後呈現片狀破裂, 且因地殼均衡使岩層抬升 ( A )4. 下列關於風化作用和侵蝕作用的比較, 何者正確? (A) 風化作用有助於侵蝕作用的進行 (B) 風化作用必是無機作用 (C) 岩石呈洋蔥狀的剝離是一種冰蝕的現象 (D)U 型谷是河流侵蝕作用的結果 解題要訣 :(B) 風化作用有生物 ( 如植物的根 ) 的影響 (C) 洋蔥狀剝離的風化現象不同於高緯地區冰川磨蝕 括蝕的現象 (D) 河流侵蝕形成的是 V 型谷 ( B )5. 所謂 滴水穿石, 是屬於下列哪種作用? (A) 風化作用 (B) 侵蝕作用 (C) 搬運作用 (D) 沉積作用 解題要訣 : 滴水穿石是岩石經雨水溶蝕, 且原岩的物質被帶離 ( D )6. 有關冰川沉積物與河流沉積物的差異, 下列敘述何者錯誤? (A) 前者沉積之顆粒多稜角 (B) 前者沉積物顆粒較大 (C) 後者沉積物圓度較佳 (D) 前者淘選度較佳 解題要訣 : 冰川搬運力很大, 故沉積物大小不一, 淘選度較差, 且搬運過程少了碰撞磨擦的機會, 顆粒形狀鮮少被磨圓成多角狀 ( D )7. 有關河流從山地進入平地時所發生之現象, 下列何者不正確? (A) 河川坡度會減緩 (B) 在山麓前緣地帶會形成沖積扇 (C) 較大的顆粒會先沉積下來 (D) 因流量增加使河水流速加快 解題要訣 : 河流從山地進入平地時, 會因坡度驟減而流速變慢, 所搬運之顆粒會大量沉積 單元練習 ( C )1. 小明在野外找到 角礫岩, 他對此岩石的生成環境作了推論, 下列敘述何者正確? (A) 曾經經歷大洪水將物質搬運了很長的路程 (B) 是風力搬運下所沉積而成的 (C) 和其他碎石碰撞摩擦的時間應該不長 (D) 與其他火山噴出物一起形成 解析 (A) 沒有很長的搬運過程, 才能使岩屑仍保持多角狀 (B) 風力無法搬運較大顆粒 (D) 角礫岩不一定出現在火山活動區域 ( B )2. 下列何者不屬於化學風化? (A) 長石類礦物逐漸轉成黏土礦物 (B) 岩石上覆冰層融化, 減壓使岩石發生節理 (C) 鐵鎂礦物經氧化形成褐鐵礦或赤鐵礦 (D) 硬石膏加水變成石膏 解析 釋壓後, 產生的破裂, 沒有化學成分上的改變 ( D )3. 民國 89 年 8 月高屏大橋從中斷裂, 造成重大災害 臺灣有諸多橋墩裸露的危橋, 這往往是過度開採砂石後造成的何種現象? (A) 河流向源侵蝕能力增強 (B) 河流流量增加 (C) 河流堆積速度增快 (D) 河流下切能力增強 54
解析 過度開採砂石後, 造成河流侵蝕能力增大, 加強了河流的下切能力 ( A )4. 黃土高原的沙塵是藉由何種營力而影響到臺灣地區的呢? (A) 風力 (B) 親潮 (C) 黑潮 (D) 中國沿岸流 解析 沙塵靠風力搬運 ( C )5. 承上題, 沙塵是以何種方式搬運? (A) 滾動 (B) 跳動 (C) 懸浮 (D) 溶解 解析 風的搬運, 較細粒的是以懸浮方式行進 ( D )6. 在下列何種情形可以發生沉積現象比侵蝕現象強? (A) 當河流被攜帶的岩石粒子較小時 (B) 河流的坡度增加 (C) 當流速變快時 (D) 當流速變慢時 解析 當流速變慢, 搬運能力降低, 河流將以沉積作用為主 ( C )7. 下列哪一堆沉積物搬運距離最遠? (A) (B) (C) (D) 解析 搬運越遠, 沉積物越磨圓 ( E )8. 右圖為流速與沉積物粒徑的關係圖 曲線 AA' 表示沉積的粒子開始運動的流速 曲線 BB' 表示流速減慢時運動中的粒子開始沉積的流速 下列敘述何者不正確? (A) 甲是侵蝕 (B) 乙是搬運 (C) 丙是沉積 (D) 河流流速減弱時, 礫最先開始沉積 (E) 最小流速可先搬動泥 解析 從 AA' 曲線看出搬動砂的流速最小, 由 BB' 曲線可以看出當流速減弱時, 礫的沉積物先沉積 3-3 內營力的地質作用 內營力是板塊運動動力的重要來源, 其作用與地形地貌的改變有極大關聯 褶皺 節理與斷層為內營力作用最直接的證據 一 褶皺 ( 一 ) 岩層受到擠壓力後, 產生波浪彎曲狀的塑性變形, 尺度可小至顯微鏡下才能被觀察, 也可大至整座山脈的尺度 ( 二 ) 各部分之名稱 : 1. 岩層向上突起稱為背斜構造, 向下凹陷稱為向斜構造 2. 沿同一水平面, 愈靠近向斜軸面的地層, 其年代愈年輕 ; 愈靠近背斜軸面的地層, 其年代愈老 55
背斜向斜背斜 其他形式的褶皺 對稱褶皺不對稱褶倒轉褶皺 軸線幾乎垂直, 兩側的翼部和軸 擠壓力量不相等時, 使得兩側翼 兩翼幾乎向同一方向傾斜褶皺的軸面成近乎, 傾斜 線傾斜的角度大約相等者 部和軸線間的夾角不等的褶皺 角度一翼大於九十度的褶皺 偃臥褶皺 等斜褶皺 單斜褶皺 也是倒轉褶皺, 但軸面近乎水平 使得兩翼幾乎平臥的褶皺 兩翼幾乎互相平行的褶皺 軸面傾斜有平, 有直甚至傾斜 地層只發生局部的彎曲 地層呈局部傾斜, 陡急的現象 岩石受外力後產生變形 a. 甲 乙兩種材料何者較脆? 甲 如 : 砂岩 b. 甲 乙兩種材料何者較具可塑性? 乙 如 : 頁岩 二 節理 ( 一 ) 岩層受外力 ( 壓力或張力 ) 作用後可能會產生破裂, 若破裂面兩側的岩層沒有明顯相對位移, 此破裂面稱為節理 ( 二 ) 節理的形式 1. 同一岩層常有許多同方向的節理面, 豆腐岩如豆腐岩便是兩組節理面 稱正交節理 ( 海水延著節理方向快速侵蝕 ) 2. 上覆岩層移除, 使向下作用力減少, 對深部岩層形成解壓作用而形成片狀節理 3. 岩漿冷卻收縮作用形成柱狀節理, 常見於玄武岩和安山岩 56
三 斷層 ( 一 ) 岩層受外力作用後產生破裂, 若於破裂面兩側的岩層有明顯相對位移, 稱為斷層 ( 二 ) 斷層形式 種類 相對運動關係 受力狀況 逆斷層 上盤向上, 下盤向下 壓力 正斷層 上盤向下, 下盤向上 張力 平移斷層 破裂面, 兩側岩層沿地面破裂處向左或向右移動 剪力 正斷層逆斷層左移斷層右移斷層 範例練習 ( B )1. 如圖所示,1 2 3 代表三種不同岩性的岩層 在某地地表看到下圖的地層排列情形, 若岩層年齡 :1 最老 2 次之 3 最年輕, 且地層未經過反轉, 則此構造應為下列何者? (A) 正斷層 (B) 向斜 (C) 背斜 (D) 節理 (E) 逆斷層 解題要訣 : 向斜構造越近軸部年齡越來越年輕 ( 同一水平面 ) ( D )2. 下圖為何種斷層? (A) 正斷層 (B) 逆斷層 (C) 右移斷層 (D) 左移斷層 解題要訣 : 對觀察者而言, 對面地層若往觀察者左方水平移動, 即為左移斷層 ( B )3. 節理和斷層最大的差異在 (A) 前者不受外力, 後者需受外力造成 (B) 前者破裂後無位移, 後者破裂後發生位移 (C) 前者受張力形成, 後者受壓力形成 (D) 前者是礦物受力破裂, 後者是岩石受力破裂 解題要訣 : 兩者均為岩石受力破裂所形成的構造, 沿破裂面發生相對位移者為斷層, 無位移者為節理 57
單元練習 ( D )1. 下列哪些地質現象無法說明臺灣島曾經發生抬升的地殼變動作用? (A) 墾丁社頂公園的珊瑚礁石灰岩 (B) 臺東八仙洞的海蝕洞 (C) 阿里山公路邊岩層中的貝殼化石 (D) 東北角海岸的海蝕平臺 解析 (A)(B)(C) 三地點現在都已遠離海岸為陸地地形 ( D )2. 臺灣西海岸有許多沙灘及岸外沙洲, 這些沙灘 沙洲之形成及大量泥砂之出現, 下列哪一力量與該地地形形成無直接關係? (A) 河川的搬運 沉積作用 (B) 海水的搬運 沉積作用 (C) 河川的侵蝕作用 (D) 臺灣島的抬升作用 解析 這些地貌主要受外營力地質作用所形成, 除了沿岸流搬運 漂砂沉積作用外, 砂石之來源主要為河水於較上游所進行的侵蝕作用 下圖為臺灣第一口油井鑽探地出磺坑附近地層的示意圖, 已知東邊的地層向東傾斜, 西邊的地層向西傾斜, 依圖回答 3.~4. 題 : ( B )3. 請問出磺坑是何種地質構造? (A) 向斜 (B) 背斜 (C) 斷層 (D) 節理 解析 油氣多蘊藏於背斜構造 ( B )4. 此區岩層年代關係為 (A) 由 A 至 B, 老 新 老 (B) 由 A 至 B, 新 老 新 (C) 由 A 至 B, 老 新 (D) 由 A 至 B, 新 老 解析 背斜越向軸部岩層越來越老( 同一水平面 ) 下圖為甲 乙兩種材料, 在實驗室中受到外力作用和變形的關係圖, 試根據此圖回答 5.~8. 題 : ( B )5. 甲材料大約在接受多大的壓力時, 即可能發生斷裂現象? (A)700 公斤 / 平方公分 (B)1400 公斤 / 平方公分 (C)2100 公斤 / 平方公分 (D)2800 公斤 / 平方公分 解析 從圖上讀出甲斷裂時的壓力數值( 縱座標 ) ( B )6. 甲材料發生斷裂的同時, 是否有伴隨著變形? (A) 無變形 (B) 有 0.3% 的變形量 (C) 有 1% 的變形量 (D) 有 4% 的變形量 解析 從圖上看出甲斷裂時, 變形程度為 0.3%( 橫座標 ) ( D )7. 以下關於乙材料施以外力作用的敘述, 何者正確?( 單位為 : 公斤 平方公分 ) (A) 施力達 2800 時, 乙材料發生變形, 但仍可恢復原狀 (B) 乙材料變形達 4% 時, 即發生斷裂的現象 (C) 施力達 1400 時, 乙材料發生變形, 但無法恢復原狀 (D) 乙材料變形達 2% 時, 即無法恢復原狀 解析 從圖上看出壓力在 2800 以下時乙就斷裂了 ( B )8. 甲 乙材料的特性分別為下列何者? (A) 脆性材料, 脆性材料 (B) 脆性材料, 塑性材料 (C) 塑性材料, 脆性材料 (D) 塑性材料, 塑性材料 解析 甲易脆, 很快就斷裂 58
3-4 臺灣地區的特殊地質景觀 認識臺灣的景觀資源一 臺灣的內 外營作用 ( 一 ) 臺灣地處板塊聚合帶, 強烈的地體擠壓作用使高山隆起, 地層多褶皺及斷層 ( 二 ) 高抬升速率加速侵蝕作用, 且高溫多雨的氣候使外營力作用格外強烈 二 代表地形 ( 一 ) 太魯閣峽谷 : 高抬升速率與高侵蝕作用的結果 ( 二 ) 野柳的女王頭 仙女鞋和燭臺石 : 差異侵蝕的代表 ( 三 ) 臺東八仙洞的海蝕洞 : 受海水侵蝕形成, 再經由地殼抬升遠離海面 ( 四 ) 離島處的三仙臺 : 海蝕溝 壺穴 海蝕柱 海蝕凹壁等海蝕地形 ( 五 ) 台灣西南外傘頂洲的離岸沙洲 : 沉積作用 範例練習 ( A )1. 野柳女王頭的形成與何者有關? (A) 不同岩石的抗侵蝕能力強弱不同 (B) 位於海邊冬天東北季風較強, 侵蝕現象顯著 (C) 岩石顆粒小 孔隙小 含水分少, 草木不易生長, 形成惡地地形 (D) 因其為火成岩, 抗風化力較強 解題要訣 : 女王頭頭部的岩層抗侵蝕能力較頸部岩層強 ( C )2. 臺灣地區地殼變動不斷抬升的成因為何? (A) 海浪侵蝕 (B) 沿岸流漂砂現象 (C) 板塊聚合運動 (D) 冰期, 海水面下降 解題要訣 :(A)(B)(D) 均造成海岸環境的變化 ; 板塊聚合擠壓, 才有岩層抬升 變質 褶皺等地殼變動現象 綜合評量 ( D )1. 一顆大理岩礫石, 在成為花蓮海邊礫石灘上的一份子前, 其所經歷的地質作用依次為 (A) 成岩作用 外營力地質作用 變質作用 (B) 外營力地質作用 變質作用 成岩作用 (C) 變質作用 熔岩作用 外營力地質作用 (D) 成岩作用 變質作用 外營力地質作用 解析 經成岩作用後, 形成石灰岩, 再變質成大理岩, 大理岩再抬升至地表經外營作用, 成為礫石, 搬運至海邊 59
( C )2. 有關岩石循環的敘述, 錯誤的是 (A) 為地表地質作用與深部地質作用的交互作用 (B) 影響範圍包括水圈 氣圈 岩石圈與生物圈 (C) 物質轉換, 必依循岩漿 火成岩 沉積岩 變質岩 岩漿之順序 (D) 為開放的系統, 物質可能移出或移入 解析 岩石循環沒有一定的順序過程 ( D )3. 在臺北縣野柳 臺東縣小野柳 的海邊, 可以看見外觀類似豆腐方塊狀的岩石, 一般稱為 豆腐岩 ( 如右圖 ), 這些把一整塊岩石 分割 成為豆腐岩的界面稱為 X 下列有關 X 名稱及其形成原因之敘述, 何者正確? (A) 稱為層理, 是岩層受到侵蝕產生的裂痕 (B) 稱為層理, 是岩層受力產生的破裂面 (C) 稱為節理, 是岩層受到侵蝕產生的裂痕 (D) 稱為節理, 是岩層受力產生的破裂面 解析 豆腐岩具有兩組破裂面的構造, 是岩層受力後形成的節理面 ( B )4. 阿姆斯壯留在月球表面的鞋印, 顯示月球上有鬆散的岩屑, 這些岩屑的來源是經由下列哪一種作用所形成? (A) 化學風化 (B) 物理風化 (C) 化學及物理風化 (D) 侵蝕作用 解析 月球上無水 無空氣, 不易有化學風化作用 ( C )5. 在進行風化作用時, 岩石中礦物的變化如下 :CaSO 4 ( 硬石膏 )+2H 2 O CaSO 4.2H 2 O( 石膏 ), 可判斷此地所受風化作用之主要型式為 (A) 以水參與為主的物理風化 (B) 以氧氣參與為主的物理風化 (C) 以水參與為主的化學風化 (D) 以氧氣參與為主的化學風化 解析 風化後, 岩石中的化學成分已不同於風化前, 故為化學風化作用, 且由式中可看出水的參與過程 ( D )6. 甲 沉積作用 ; 乙 侵蝕作用 ; 丙 搬運作用 當水流流速由大變小, 其主要作用的變化情形為 (A) 甲 乙 丙 (B) 甲 丙 乙 (C) 丙 乙 甲 (D) 乙 丙 甲 解析 流速大易發生侵蝕, 流速小易發生沉積 ( A )7. 野外常觀察到砂岩易出現斷層, 關鍵在於 (A) 砂岩的可塑性較小 (B) 岩層受應力作用的時間較長 (C) 在極高的溫度下 (D) 所受的應力超過彈性限度 解析 受力後非彎曲變形, 而是斷裂成斷層, 表示岩石可塑性小, 易碎 不易變形 ( A )8. 下列何圖可以顯示地殼變動造成老的地層位於新的地層之上? (A) (B) (C) (D) 解析 逆斷層上盤向上, 可能發生較老岩層上衝覆蓋了新地層 ( D )9. 下圖為某地地層剖面, 哪一構造為正斷層? (A)1 (B)2 (C)3 (D) 均不是 解析 正斷層為上盤沿斷層面相對向下位移, 三者全不是 ( A )10. 下列各種地質景觀與地質作用的配合, 正確的有哪幾項? 甲 風稜石 - 風 ( 侵蝕 ); 乙 U 型 60
谷 - 冰川 ( 侵蝕 ); 丙 V 型谷 - 河流 ( 侵蝕 ); 丁 海蝕平臺 - 波浪 ( 沉積 ); 戊 沖積扇 - 沿岸流 ( 沉積 ) (A) 甲 乙 丙 (B) 甲 丙 丁 (C) 甲 丙 戊 (D) 乙 丁 戊 解析 丁 海蝕平臺- 波浪 ( 侵蝕 ); 戊 沖積扇 河流 ( 沉積 ) ( D )11. 下列哪一種現象可說明臺灣島有上升的現象? (A) 北部白沙灣一帶, 原來在滿潮線以下的珊瑚礁, 午後隆起露出水面 (B) 臺東縱谷的寬度正逐漸擴大 (C) 臺灣常常發生地震 (D) 臺東八仙洞風景區的海蝕洞現在高出海面有十餘公尺 解析 (A) 當落潮發生, 海水面下降, 潮間帶內的珊瑚礁露出 (B) 為河流加寬, 側蝕現象 (C) 地震發生不代表地層會上升 下圖為流水流速與可搬動 ( 侵蝕 ) 顆粒大小關係圖, 參考此圖回答 12.~13. 題 : ( C )12. 河流由上游至下游流速漸緩, 若由河流的上游至下游, 分別測得甲 乙 丙 丁四處河水流速分別為 100cm/sec 40cm/sec 20cm/sec 10cm/sec, 則 (A) 甲處無礫石 (B) 乙處之後才開始有礫石沉積 (C) 丙處的下游幾乎無礫石沉積 (D) 丁處沉積的泥沙會被河水帶走 解析 (A)(B) 甲處水流速大, 但礫石已可堆積 (D) 丁處水流速小, 泥也無法搬運 ( D )13. 河水在下列哪一個流速 ( 公分 / 秒 ) 時, 淘選度最差? (A)2 (B)4 (C)15 (D)60 解析 流速越大, 可搬運的物質顆粒大小差異越顯著, 淘選度較差 下圖為某地的地層剖面 ( 岩層未倒轉 ), 參考此圖回答 14.~16. 題 : ( A )14. 此地具有的地質構造包括 (A) 正斷層和向斜 (B) 正斷層和背斜 (C) 逆斷層和向斜 (D) 逆 斷層和背斜 ( C )15. 由斷層與褶皺來判斷, 此地層先後經過何種應力而形成? (A) 張力 張力 (B) 壓力 張力 (C) 張力 壓力 (D) 壓力 壓力 解析 先發生的褶皺主要受壓力形成, 正斷層主要受張力作用形成 ( C )16.( 甲 ) 斷層 ( 乙 ) 褶皺 ( 丙 ) 侵蝕面 發生的先後順序為何? (A) 甲乙丙 (B) 甲丙乙 (C) 乙 丙甲 (D) 乙甲丙 61
四種沉積物直徑重量百分比分布圖如下, 參考此圖回答 17.~18. 題 : ( A )17. 甲 ~ 丁四者中, 何者可能是斷崖下顆粒的組成? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 ( A )18. 承上題, 其顆粒形狀為 (A) 稜角狀 (B) 圓滑狀 (C) 顆粒太小無法肉眼辨識 解析 斷崖快速搬運, 顆粒大,2mm 以上, 且無磨蝕, 顆粒成稜角狀 下圖為某河流之地層剖面圖, 虛線為岩層受力後之破裂面, 河流流向為西向東 依圖回答 19.~20. 題 : ( B )19. 若發生逆斷層, 可能會產生 (A) 瀑布 (B) 湖泊 (C) 曲流 解析 逆斷層發生, 乙岩層向上, 使河流流動中斷, 形成湖泊 ( C )20. 若發生平移斷層, 可能會產生 (A) 瀑布 (B) 湖泊 (C) 曲流 解析 平移斷層發生, 岩層水平移動, 河道彎曲成曲流 下列甲至丁為野外所見到的四種地質景象 參考此圖回答 21.~23. 題 : ( A )21. 哪一景象主要為風化作用, 而不是侵蝕作用所造成? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 解析 岩石壓力減小, 體積膨脹產生層層剝離 ( B )22. 哪一景象是以風為營力的地質作用結果? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 解析 風稜石因風蝕形成 ( D )23. 哪一景象顯示該地有陸地上升的現象? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 解析 海蝕洞是岩石受海水侵蝕後, 經由地殼抬升遠離海面 62
習作 ( A )1. 下列哪一項作用不是物理風化? (A) 氧化作用 (B) 溫度變化使岩石熱脹冷縮 (C) 壓力去除 使岩石膨脹而剝離 (D) 水的凍裂作用 解析 (A) 氧化作用產生氧化物, 為化學風化 ( C )2. 下列哪一項作用不屬於化學風化? (A) 長石類逐漸轉變成黏土礦物 (B) 黃鐵礦經氧化形成 赤鐵礦 (C) 地層上覆冰層融化, 減壓使岩石發生破裂 (D) 石灰岩被酸性液體溶解 解析 (C) 覆冰層融化, 外力去除 壓力減少, 此為物理作用 ( A )3. 以下哪一項作用是生物風化? (A) 植物的根深入岩縫使岩石崩解 (B) 岩石裂縫中的水結冰 使岩縫擴大 (C) 壓力去除使岩石膨脹而剝離 (D) 硬石膏遇水後會變成石膏 解析 (A) 植物根 部造成, 故為生物風化 ( C )4. 地表有許多外營力作用使地貌產生變化, 以下哪一項是最主要的外營力? (A) 冰川 (B) 風 (C) 流水 (D) 海浪 解析 (C) 流水是地表最主要侵蝕 搬運 沉積作用的媒介 ( D )5. 海水的運動會造成海岸的變化, 以下哪一項是海水的沉積作用造成的? (A) 海蝕平臺 (B) 海拱門 (C) 海蝕洞 (D) 海灘 解析 (D) 海灘為波浪或沿岸流搬運的沉積物堆積在海蝕平臺上所造成 ( D )6. 泰宇在河道上不同區域撿到一些石頭, 但是忘了標記記號, 請幫他判斷以下在河流的最下游 撿到的應該是哪一塊?( 左下角線段代表比例尺 ) (A) (B) (C) (D) 解析 搬運距離越長, 被搬運的顆粒會越圓越小 ( C )7. 泰宇到某一地區健行, 發現地上出露的岩層如右圖所示, 相同的編號代表相同的地層, 地層年代由老到新的順序依序為 1 2 3, 請幫他判斷此地區是哪一種地質構造? (A) 正斷層 (B) 逆斷層 (C) 向斜 (D) 背斜 解析 此為中間地層新, 兩側地層老, 故為向斜 ( A )8. 下列有關褶皺的敘述, 何者錯誤? (A) 主要受張力作用而形成 (B) 常在山脈中出現 (C) 岩層在可塑性變形下產生的現象 (D) 常出現在聚合性板塊邊界上 解析 (A) 褶皺為壓力所造成 63
( B )9. 根據斷層面兩側地層的移動形式, 可以將斷層區分為數種不同類型, 以下各圖中, 灰色部分 代表原本相連的地層, 哪一種是右移斷層? (A) (B) (C) (D) 解析 (A) 正斷層 (B) 右移斷層 (C) 逆斷層 (D) 左移斷層 ( B )10. 高中二年一班舉辦班遊時到野柳一帶, 看到海邊著名的豆腐岩景觀 造成一塊完整岩石分割成這些豆腐岩 界面 的名稱及形成原因應為以下何者? (A) 斷層, 岩層受侵蝕產生的裂痕 (B) 節理, 岩層受力產生的破裂面 (C) 節理, 岩層受侵蝕產生的裂痕 (D) 層理, 岩層受外力產生的破裂面 解析 可看出有兩組平行節理, 為外力作用所造成 下圖是三大類岩石循環的簡單示意圖, 根據圖回答 1.~2. 題 : ( A )1. 圖中甲和乙各該填入哪一種岩石? 選項 甲 乙 (A) 火成岩 變質岩 (B) 變質岩 火成岩 (C) 沉積岩 變質岩 (D) 沉積岩 火成岩 解析 注意箭頭方向, 甲為岩漿經結晶作用而成, 故為火成岩 乙為變質作用而產生, 故為變質岩 64
( D )2. 圖中的 A B C 這三種作用, 可以分別歸屬於外營力或內營力的作用, 分別歸類應為? 選項 A B C (A) 外營力外營力外營力 (B) 內營力內營力內營力 (C) 內營力外營力外營力 (D) 外營力內營力內營力 解析 A 為沉積岩受風化侵蝕作用, 此為外營力作用 B 為變質作用, 為較高的溫度壓力下進行, 通常為內營力造成 C 為熔化作用, 為高溫下進行, 通常為內營力造成 下圖是流水流速與可搬運 ( 侵蝕 ) 顆粒大小關係圖, 試由圖回答 3.~5. 題 : ( D )3. 若要能搬運 100 公釐以上巨礫, 則流水流速應達到多少才能辦到? (A) 20 公分 / 秒 (B) 40 公 分 / 秒 (C) 100 公分 / 秒 (D) 400 公分 / 秒 解析 100 公釐以上巨礫應該要在流速達 400 公分 / 秒才能搬運 ( A )4. 流速最少要達到多少才能進行搬運及侵蝕作用? (A) 20 公分 / 秒 (B) 40 公分 / 秒 (C) 100 公分 / 秒 (D) 400 公分 / 秒 解析 當流速在 20 公分 / 秒以下, 此時礫 砂 泥皆為沉積作用 ( B )5. 當河水流速從 400 公分 / 秒降到 25 公分 / 秒時, 原本所搬運的顆粒將產生何種變化? (A) 繼續搬運原有的所有顆粒 (B) 大部分礫石沉積, 部分砂及泥仍可繼續搬運 (C) 礫石及砂皆 沉積, 只少部分泥可搬運 (D) 所有顆粒均已沉積 解析 當河水流速在 400 公分 / 秒時, 可以搬運大到 100 公分的礫石以及更小的砂 泥等, 當流速降到 25 公分 / 秒時, 只能搬運砂和泥等物質, 應選 (B) 右圖是在臺灣某地區可常見到的六角形岩石節理, 根據圖回答 6.~8. 題 : ( C )6. 此節理共有幾組? (A)1 組 (B)2 組 (C)3 組 (D)6 組 解析 平行破裂面稱為一組, 六個面分為三組 ( C )7. 以下哪一種岩石最容易看到這種六角形節理? (A) 砂岩 (B) 花岡岩 (C) 玄武岩 (D) 石灰 岩 解析 安山岩和玄武岩容易出現這種柱狀節理 ( A )8. 這種岩石節理在以下哪一地區最常見到? (A) 澎湖 (B) 中央山脈 (C) 嘉南平原 (D) 墾 丁 解析 澎湖的玄武岩常可見柱狀節理 野柳的海蝕平臺上有兩群外觀似磨菇, 上部有一個粗大的球狀岩石, 下方是較細的石柱佇立著, 這種岩石稱為蕈狀岩 野柳最著名的蕈狀岩便是女王頭 蕈狀岩形成過程分為三階段 : 岩層間有兩組破裂的節理, 大致垂直於海平面, 於是海水容易沿著節理 65
侵蝕, 而形成一列列類似柱子的岩柱 岩柱的上層是含鈣質的砂岩層, 較下方的岩層堅硬, 在同樣的海水波浪 季風及烈日等共同因素作用下, 發生了差異侵蝕, 上方鈣質的砂岩層較耐侵蝕, 而下方的岩柱較容易被侵蝕, 久而久之, 形成上粗下細的蕈狀岩 蕈狀岩受到持續的板塊擠壓作用, 逐漸隆起而脫離海水面, 一旦脫離海水面受到不斷進行的風蝕 雨蝕等大自然作用, 便慢慢形成現在所見的蕈狀岩, 而且會繼續接受大自然的雕塑 依蕈狀岩頭部 頸部的差異狀況, 可將他們分成三類 : 地勢較高的 細頸形 中間的 粗頸形 以及地勢較低的 無頸形 許多細頸形的蕈狀岩石因負荷上部大岩塊的支撐力較弱, 若遇地震或是颱風暴浪, 則有瀕臨倒塌的危險 蕈狀岩受到風吹 日曬 雨淋之後, 會慢慢被侵蝕成各種形狀 大致的過程便是由原來的鈣質砂岩中, 形成無頸狀, 繼而被侵蝕成粗頸狀 隨著時間過去, 再被侵蝕成細頸狀 乃至於因無法支撐蕈狀岩頭部而成斷頭狀 如果在細頸型的頸部, 無意中的觸摸膠結不良的沙粒, 會使砂礫因而掉落, 加速演育成斷頭狀 ( 上文引用自野柳地質公園全球資訊網 ) ( D )9. 女王頭的高度, 最高不超過海拔 8 公尺, 假設女王頭的高度並沒有受侵蝕影響而降低, 以臺灣平均上升速率 2mm/ 年來判斷, 女王頭從開始出露在地表接受侵蝕到現在, 大約有多少歲了? (A)1000 年 (B)2000 年 (C)3000 年 (D)4000 年 解析 8m=8000mm, 臺灣每年上升 2mm,8000 2=4000, 可以估計出約 4000 年 ( C )10. 從文章中歸納, 要形成女王頭這樣的景象, 必須具備哪些條件? 甲 兩組破裂的節理 ; 乙 上層為含鈣的砂岩層 ; 丙 持續的隆起作用 ; 丁 位於沙岸 (A) 甲乙 (B) 乙丙 (C) 甲乙丙 (D) 甲乙丙丁 解析 從文章中可知必須有一 兩組破裂的節理 ; 二 上層為含鈣的砂岩層 ; 三 持續的隆起作用等條件, 而沙岸通常為海岸沉積環境, 無法產生隆起作用 ( A )11. 下列哪一個不是造成女王頭外形及頸部越來越細的原因? (A) 河流侵蝕 (B) 海水侵蝕 (C) 風的侵蝕 (D) 人為觸摸 解析 女王頭並未受到河流作用 66