首頁 / 高考三級 採礦工程考古題 / 民國115年 高考三級 採礦工程 普通地質學及礦物與岩石學 民國115年 高考三級 採礦工程 普通地質學及礦物與岩石學考古題
民國115年 高考三級 採礦工程 普通地質學及礦物與岩石學收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
何謂地熱資源？如何探勘？試述臺灣的地熱資源分布。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、定義與內涵：地熱資源（geothermal resources）係指儲存於地殼內部、源自地球熱流與放射性同位素衰變，可經由流體攜帶至近地表而具開發經濟價值之熱能。依焓值可分高焓（高於150℃）、中焓（90至150℃）、低焓（低於90℃）；依賦存型態分為水熱型、乾熱岩型（hot dry rock, HDR）與岩漿型。臺灣位於板塊碰撞帶，熱流值高，具相當開發潛力。 二、探勘方法：探勘採「地質、地球化學、地球物理、鑽井」之階段式流程。地質調查測繪斷層、裂隙與火山構造，掌握儲集層與蓋層；地球化學分析溫泉與噴氣孔之氣體、水化學，並以地熱溫標（geothermometer）推算深部溫度；地球物理以大地電磁法（MT）、重力、磁力與微震監測定位熱源與裂隙帶；最後以探測井驗證溫度、壓力、流量與產能。 三、臺灣分布：主要集中於火山區與變質岩區。北部大屯火山群（北投、硫磺谷、金山、萬里）屬岩漿型高焓資源；宜蘭清水、土場、仁澤為變質岩裂隙型；花東縱谷沿板塊縫合帶分布瑞穗、紅葉、金崙、知本；中央山脈變質岩區與離島（如綠島）亦具潛能，全島淺層潛在容量可觀。 四、政策工具與限制：政策上依《再生能源發展條例》提供躉購費率、示範獎勵與探勘補助，並設地熱發電單一服務窗口簡化行政流程。限制包括探勘風險高、鑽井成本昂貴、初期投資回收期長、溫泉與原住民族土地使用競合、誘發地震疑慮及尾水回注之環境監測要求。建議建立全國地熱資料庫、分階段風險分攤機制並強化地方溝通與共榮回饋。
何謂岩漿？如何分類？請繪圖用地溫梯度的演變解釋在不同構造環境
下岩漿形成的方式。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、岩漿定義：岩漿（magma）為地球內部在高溫高壓下形成之天然矽酸鹽熔體，內含溶解揮發分與結晶懸浮物，密度低於周圍岩石而具上升能力。其冷卻結晶後形成火成岩；噴出地表者稱熔岩（lava）。岩漿為地殼與地函分異、火山作用及內生成礦作用之根源。 二、分類：依二氧化矽含量分超基性（低於45%）、基性（45至52%）、中性（52至66%）、酸性（高於66%）；依鹼質（Na2O＋K2O）分鹼性與次鹼性；依來源分原生岩漿（primary magma）與衍生岩漿（derived magma）；依產狀分侵入與噴出。常用TAS化學分類圖及CIPW標準礦物法加以區別。 三、地溫梯度與熔融原理：繪圖時以橫軸表深度（壓力）、縱軸表溫度，繪出地溫梯度線、地函絕熱線與岩石固相線（solidus）、液相線（liquidus）。梯度線與固相線交切處即為熔融起點，交切越深表示所需溫度越高。熔融可經三種機制達成：升溫（熱源加入）、減壓（絕熱上湧）與加水（揮發分降低固相線溫度）。 四、構造環境與岩漿形成：中洋脊因軟流圈絕熱上湧而減壓熔融，產生基性岩漿；隱沒帶因板片脫水使地函楔含水熔融，形成鈣鹼系列中性至酸性岩漿；大陸裂谷因岩石圈伸展減壓並受熱點升溫；熱點（hot spot）為地函柱上湧之減壓熔融；大陸碰撞帶則因地殼增厚、升溫與放射性熱而發生部分熔融。 五、繪圖提醒：建議以四格小圖分別繪出中洋脊、隱沒帶、裂谷與熱點之地溫梯度曲線與固相線交切位置，於交切處下方以陰影標示「熔融區」，並標註壓力（深度）與溫度軸之單位及岩漿成分。
長石（feldspar）為火成岩最多的礦物，其如何分類？並試述各種長石在
火成岩的分布。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、定義與結構：長石（feldspar）屬架狀矽酸鹽（tectosilicate），化學式約為（K,Na,Ca）Al(Al,Si)3O8，矽氧四面體以三度空間共角連結，鋁替代矽所生電價差由K+、Na+、Ca2+平衡。長石約占地殼體積60%，為地殼含量最豐之礦物群，亦為火成岩最主要之造岩礦物。 二、分類：依成分分兩大系列。鹼性長石系列（alkali feldspar）包括正長石（orthoclase, Or）、微斜長石（microcline）、透長石（sanidine），為KAlSi3O8與NaAlSi3O8之固溶體；斜長石系列（plagioclase）為鈉長石（albite, Ab）至鈣長石（anorthite, An）之連續固溶體，依An含量分鈉長石、奧長石、安山石、拉長石、倍長石、鈣長石六種。 三、三元系與結構態：在Or–Ab–An三元系中，高溫下Or與Ab可完全固溶，低溫則出溶形成條紋長石（perthite）與反條紋長石（antiperthite）。鹼性長石依Al/Si有序度分為透長石（高溫無序）、正長石（中序）、微斜長石（低序）；斜長石亦有高鈉長石與低鈉長石之別，可作為岩漿冷卻速率之指示。 四、在火成岩之分布：玄武岩以拉長石為主，呈細板條狀；花岡岩含鹼性長石與奧長石至安山石，常見條紋構造；正長岩以鹼性長石為主；閃長岩與安山岩以中長石（安山石）為主；鹼性岩如霞石正長岩含富鈉鹼性長石；流紋岩之透長石多呈斑晶；變質岩中則以微斜長石最為普遍。
何謂岩石循環（rock cycle）？請利用圖解說明隱沒作用的岩石循環。
（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、定義：岩石循環（rock cycle）指地球物質在火成岩、沉積岩、變質岩三類岩石之間，經岩漿作用、風化侵蝕、搬運沉積、成岩作用與變質作用不斷轉換之動態過程。其屬開放系統，能量來自地球內熱與太陽能，並受板塊構造運動驅動，路徑並非單向而可跳躍或短路。 二、三大岩類之轉換：岩漿冷卻結晶形成火成岩；火成岩經風化、侵蝕、搬運、沉積與壓實膠結形成沉積岩；任何岩石進入地下受溫度與壓力改變即變質為變質岩；變質岩或沉積岩若深埋升溫則熔融再成岩漿。抬升與剝蝕則使深部岩石回到地表，重新接受風化。 三、隱沒作用圖解之結構描述：繪製由左至右之剖面圖，左側為中洋脊，標示海洋地殼之生成；向右繪出海溝、傾斜下插之板塊、地函楔（mantle wedge）、火山弧與弧後盆地；板片上方標示海底沉積物與含水礦物，並於深度約100至150公里處標出脫水帶、岩漿上升通道與島弧火山。 四、隱沒帶之岩石循環細節：海洋地殼玄武岩與沉積物隨板片下插，先受高壓低溫變質形成藍片岩、榴輝岩；板片脫水使上方地函楔固相線下降而部分熔融，產生鈣鹼質岩漿上升，形成安山岩質島弧火山；火山岩出露後再受風化侵蝕，其碎屑沉積於海溝並再次隨板塊隱沒，完成封閉性循環。 五、繪圖提醒：請以箭頭標示隱沒、脫水、部分熔融、岩漿上升、噴發、風化、搬運、沉積、成岩、變質等歷程，並以不同網底區分海洋地殼、地函楔與岩漿體，於圖旁加註各作用之名稱與方向。
請試述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共20 分）
矽卡岩（Skarn）
隱沒帶（subduction zone）
全晶質（holocrystalline）
包溫系列（Bowen series）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、矽卡岩（Skarn）：指花岡岩類岩漿侵入碳酸鹽岩（石灰岩、白雲岩）接觸帶，經接觸交代作用（contact metasomatism）形成之鈣矽酸鹽岩。主要礦物為石榴子石、輝石、符山石、矽灰石與綠簾石，常伴生鐵、銅、鎢、錫、鉬等礦化，為重要之金屬礦床類型，亦可作為找礦指標。 二、隱沒帶（subduction zone）：指密度較大之海洋岩石圈板塊向另一板塊下方俯衝消減之構造帶，特徵包括海溝、傾斜之地震帶（Wadati–Benioff zone）、火山弧與高壓低溫變質岩。板片脫水引發地函楔部分熔融，為島弧岩漿與深源地震之主要來源，亦為地殼物質再循環之關鍵場所。 三、全晶質（holocrystalline）：指火成岩中所有組成皆為結晶礦物、不含玻璃質之組織，反映岩漿冷卻緩慢、結晶時間充足，常見於深成岩如花岡岩、輝長岩與正長岩。與之相對者為半晶質（hypocrystalline）及玻璃質（glassy），後者見於快速冷卻之火山岩或淬火邊緣。 四、包溫系列（Bowen series）：指Bowen由實驗歸納之岩漿結晶分異序列，分不連續系列（橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母）與連續系列（鈣長石至鈉長石），兩系列於低溫端匯聚為鉀長石、白雲母與石英。岩漿冷卻時礦物依序結晶並可與熔體分離，造成岩漿成分演化，為解釋火成岩多樣性之重要理論。