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主題10 固體地球 的組成和結構
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了解地球內部構造 直接方法 挖掘礦坑,鑽井 間接方法 地震波
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地震波 P波(縱波,疏密波) 可在液態中傳播 S波(橫波,剪力波) 不能在液態中傳播
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地球內部構造 地殼 莫氏不連續面 地函 古氏不連續面 地核
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地殼 海洋地殼 大陸地殼 密度較大 密度較小 較薄 較厚 5-10km km
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地殼 海洋地殼 大陸地殼 玄武岩質 花崗岩質 輝石 長石 角閃石 石英
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莫氏不連續面 地函 古氏不連續面 厚度≒地球半徑1/2 岩石橄欖岩 地函密度＞地殼密度
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岩石圈 =地殼+上部地函 低速帶(80-220km) 過渡帶( km) 下部地函
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低速帶(軟流圈) 80-220km 部分岩石熔融成岩漿 地震波速度降低
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過渡帶 ( km) 壓力大,礦物密度大 地震波速度突增
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古氏不連續面 地核 厚度＞地球直徑1/2 大部分為金屬鐵 少部分為鎳,硫,矽
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地核 外核(液態)S波不能通過 內核(固態)
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岩石圈/板塊 岩石圈 =地殼+上部地函 板塊 =漂浮於軟流圈之上
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七大板塊 太平洋板塊,歐亞板塊 北美洲板塊,印澳板塊 南美洲板塊,非洲板塊 南極板塊
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地函內溫度差異 軟流圈產生熱對流 板塊移動 (分離,聚合,錯移)
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主題11 板塊理論的發展
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地殼均衡說
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地殼均衡說 大陸地殼 密度小,較厚 海洋地殼 密度大,較薄
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地殼均衡說 冰河融化消退 地殼抬升 10-90cm/百年
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大陸漂移說 17世紀發現 非洲西岸/南美洲東岸 海岸線契合 19世紀地殼均衡說 地殼浮在地函之上
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韋格納 提出大陸漂移說 未解釋 大陸漂移的動力來源
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大陸漂移說的證據 1.古生物 2.古地質 3.古氣候
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古生物的證據 中龍,水龍,舌羊齒 無橫渡大海的能力 化石廣泛分布於 大海分隔的各大陸
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古地質的證據 非洲/南美洲 白堊紀以前的岩層 是連續的
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古氣候的證據 古冰河,古煤層, 古沙漠遺跡 古珊瑚礁
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海斯-海底擴張說 證據 中洋脊兩側 岩層年代對稱 地磁倒轉對稱
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中洋脊湧出岩漿 形成新海洋地殼 推擠老海洋地殼 海底地殼 相兩側擴張 造成大陸漂移
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海底地殼 向兩側擴張 老海洋地殼 在海溝下沉入地函
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海底擴張的證據 1.海洋地殼的年代 由中洋脊 向兩側對稱變老
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海底擴張的證據 2.中洋脊兩側 的地磁倒轉紀錄 有對稱現象
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地震波研究 發現軟流圈(低速帶) 解釋海底擴張和 大陸漂移的動力來源 提出板塊構造學說
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板塊構造學說 軟流圈的熱對流 造成板塊移動 地震,造山運動, 岩石變質等現象
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熱對流上升 中洋脊湧出岩漿 形成新海洋地殼
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軟流層向兩側移動 板塊向兩側擴張 與相鄰板塊擠壓
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班尼奧夫帶 板塊聚合地震頻繁 分析震源分布 發現震源密集帶 (由淺至深)
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班尼奧夫帶 證實板塊隱沒現象 海洋地殼於海溝 隱沒至地函中
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主題12 板塊邊界類型/斷層
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板塊邊界的類型 1.張裂型板塊邊界 2.聚合型板塊邊界 3.錯動型板塊邊界
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張裂型板塊邊界 板塊相背運動 逐漸分離,板塊新生 ex.中洋脊,東非裂谷
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聚合型板塊邊界 板塊相向運動 海溝,造山運動
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海溝 海洋板塊/大陸板塊 海洋板塊隱沒 形成班尼奧夫帶
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琉球海溝 歐亞大陸板塊 菲律賓 海板塊
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造山運動 大陸板塊/大陸板塊 擠壓(碰撞作用) 形成高大山脈
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喜馬拉雅山 印澳板塊/歐亞板塊
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錯動型板塊邊界 板塊水平錯動 ex. 中洋脊的轉形斷層 美國聖安得列斯斷層
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轉形斷層
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斷層 應力超過岩層限度 岩層斷裂,位移
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斷層 下盤 上盤
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正斷層 張力作用 上盤向下運動 張裂形板塊邊界 ex.中洋脊
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逆斷層 擠壓作用 上盤向上移動 聚合型板塊邊界 ex.臺灣西部斷層
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平移斷層 剪力作用 岩層水平移動 ex.中洋脊的轉形斷層
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主題13 地帶震/火山
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地震帶
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地震帶 1.環太平洋地震帶 2.歐亞地震帶 3.中洋脊地震帶
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環太平洋地震帶 板塊聚合的隱沒帶 海溝遍布 地震頻繁 佔全球地震的80%
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歐亞地震帶 歐亞大陸的南緣 阿爾卑斯山,巴爾幹半島 西亞-土耳其,伊朗 喜馬拉雅山 印尼群島 南亞
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歐亞地震帶 大陸板塊聚合 造山運動活躍 規模大 傷亡慘重的地震
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中洋脊地震帶 火山活動,正斷層 大多為淺層地震 中洋脊火山 全球最大的火山系統
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火山
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火山 1.板塊張裂邊界 2.板塊聚合邊界 3.板塊內部(熱點火山)
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板塊張裂邊界火山 玄武岩質岩漿 二氧化矽含量少 流動性高,無爆發性 中洋脊,非洲大裂谷
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板塊聚合邊界火山 1.環太平洋火山帶 2.海洋板塊聚合 的隱沒帶火山
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環太平洋火山帶 陸地上最大的火山帶 安山岩質岩漿 二氧化矽含量高 黏滯度大,爆發猛裂
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海洋板塊聚合 的隱沒帶火山 玄武岩質岩漿 太平洋 菲律賓 海板塊 海板塊 馬里亞納海溝
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熱點火山 夏威夷島鏈的火山 玄武岩質 美國黃石公園的火山 花崗岩質
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主題14 臺灣附近的板塊構造
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臺灣島 位於板塊聚合帶 菲律賓海板塊 向西北方推擠 與歐亞板塊聚合
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花東縱谷 菲律賓海板塊 與歐亞板塊的交界線
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菲律賓海板塊 海岸山脈 花東縱谷 中央山脈 歐亞板塊
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菲律賓海板塊推擠 臺灣島露出海面 臺灣山脈持續升高 淺海沉積物隆起 形成雪山山脈,丘陵
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河川沖積平原 臺灣島面積增大
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呂宋島弧向北移動 撞上中央山脈東側 形成海岸山脈
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GPS 全球衛星定位系統 測量板塊運動速度 菲律賓海板塊 向西北方推移8cm/yr
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菲律賓海板塊北側 隱沒到歐亞板塊之下 形成琉球海溝
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菲律賓海板塊西側 仰衝到歐亞板塊之上 歐亞板塊向東隱沒
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臺灣位於 琉球島弧與呂宋島弧 的交界處
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臺灣東北部海域 菲律賓海板塊 向西北隱沒 琉球海溝//琉球島弧
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臺灣南部海域 歐亞板塊向東隱沒 馬尼拉海溝 //呂宋火山島弧
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主題15 地質調查
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地表地質調查 探測固體地球 1.野外實察 2.標本採集 3.實驗分析 4.礦脈追蹤
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岩石種類 火成岩沉積岩變質岩
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火成岩岩漿冷卻 迅速冷卻 火山岩 結晶細 玄武岩 緩慢冷卻 深成岩 結晶粗 花崗岩
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火成岩 海洋地殼玄武岩 大陸地殼花崗岩 火山島弧安山岩 臺灣常見安山岩
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沉積岩 覆蓋90%陸地表面 壓密膠結 沉積 搬運 風化侵蝕
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搬運過程經過磨損 沉積岩內顆粒 多呈圓形
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沉積岩 砂岩,頁岩,泥岩
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變質岩高溫高壓 礦物顆粒排列緊密 板岩 片岩 片麻岩 大理岩
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葉理 變質岩礦物平行排列 層理 沉積岩的成層結構
102
節理 岩層的破裂面 解理 礦物的平整破裂面
103
外力作用 地質構造 節理,褶曲,斷層
104
節理 岩層受力,冷卻 岩層產生破裂面
105
豆腐岩 兩組節理直交 玄武岩,安山岩 收縮冷卻柱狀節理
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節理的應用 節理裂隙 形成礦脈 節理內含地下水 影響工程結構
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高溫高壓 岩層受擠壓 形成皺褶,褶曲
111
向斜 中央年輕 兩側古老 背斜 中央古老 兩側年輕
112
大規模褶曲作用 形成褶曲山脈 古褶曲山 新摺曲山 低矮平緩 高聳崎嶇
113
背斜 探尋天然氣,石油
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天然氣,石油 覆蓋層 不透水的頁岩 儲集層 孔隙粗大的砂岩
116
斷層
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斷層 逆斷層 上盤較老 下盤較新 正斷層 上盤較新 下盤較老
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沉積構造 層理 不整合面 粒級層 交錯層 波痕
119
沉積岩成層構造 層理 頁岩(顆粒小) 泥岩 砂岩 礫岩(顆粒大)
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粒級層 細顆粒 沉澱慢 大顆粒 沉澱快
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強風,水流交錯層
122
水流波痕
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不整合面 年代不連續的 岩層界面
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主題16 地球內部探勘
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地球內部的探勘方法 1.震波測勘 2.重力測勘 3.磁力測勘
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地電探勘 硫化金屬礦 ex.黃鐵礦,黃銅礦 放射性探勘 鈾礦,釷礦
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國際 ICDP 大陸科學鑽探計畫 全球氣候變遷 資源探勘 生物圈的演化 火山活動 隕石撞擊構造 斷層與地震
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臺灣車籠埔斷層 深井鑽探計畫
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車籠埔斷層 逆斷層 多處錯動痕跡 曾發生多次地震 證實地震會重複發生
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地震震源區鑽探 獲得豐富地震資料 了解地震,預測地震
136
主題17 地質年代
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地球年齡46億年 放射性元素定年法 判定隕石年齡 推斷地球年齡
138
全球性變動大事件 劃分地質年代
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新生代 中生代 古生代 顯生元 前寒武紀 菊石恐龍滅絕 三葉蟲滅絕 三葉蟲出現 生物大爆發
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地質年代階層 元/代/紀/世
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化石的功用 1.生物的演化 2.地層沉積的地質年代 3.沉積環境和古氣候 4.煤,石油的探勘
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指相化石 標準化石 環境特徵 地質年代 氣候變化 年代劃分
144
指相化石環境特徵 珊瑚化石 熱帶海洋的海相化石 推論古代赤道位置
145
指相化石環境特徵 煤層 潮濕溫熱的陸相化石 推論古代森林位置
146
標準化石地質年代 1.出現時間很短 2.分布範圍很廣 3.個體數量很多 4.容易被發現辨認
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標準化石地質年代 恐龍化石 中生代的標準化石 三葉蟲 古生代的標準化石
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岩層構造 判斷地質相對年代 1.先確認無地質倒轉 2.判斷相對地質年代 下層較老,上層較新
150
裁切關係定律 完整的構造較新 被破壞的構造較老
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