固體地球

學習目標

• 說出三種板塊邊界的特徵，由震源分布判斷隱沒方向。
• 用 P、S 波到達時間差計算震源距離與預警時間。
• 分辨火成岩、沉積岩、變質岩，由粒徑推測沉積環境。
• 用疊置、截切定律排列地層順序，用半衰期計算絕對年代。

先測一下

1. 臺灣位於哪兩個板塊之間？
2. 地震時 P 波與 S 波哪個先到？哪個破壞力大？
3. 岩脈穿過三層地層，岩脈與地層誰先生成？

看詳解

1. 歐亞板塊與菲律賓海板塊。
2. P 波先到；S 波（與表面波）破壞力大。
3. 地層先，岩脈後（截切定律）。

核心概念

板塊構造

• 張裂性邊界（中洋脊、裂谷）、聚合性邊界（隱沒帶、造山帶）、錯動性邊界（轉形斷層）。
• 隱沒帶：震源由海溝往上覆板塊方向越來越深（班尼奄帶）；全球最大的地震都在隱沒帶。
• 臺灣：東北外海菲律賓海板塊向北隱沒到歐亞板塊下（琉球弧）；南部歐亞板塊向東隱沒到菲律賓海板塊下（呂宋弧）；中段弧陸碰撞造山。
• 山崩常見條件：坡度陡、節理發達、含水量高、順向坡（層面與坡面同向且層面較緩）。

看詳解

震源變深的方向就是隱沒板塊往下插的方向：歐亞板塊向東隱沒到菲律賓海板塊下。這是 109 學測自然 單選 21（答對率 56%）。

看詳解

菲律賓海；北。

地震與震波

• P 波：縱波、最快、可通過固液氣；S 波：橫波、較慢、不能通過液體（由此得知外核為液態）。
• 震源距離：$d\left(\dfrac1{v_S}-\dfrac1{v_P}\right)=\Delta t$。

看詳解

$d\left(\frac13-\frac15\right)=20$， km；S 波 s 後到達；扣掉 10 s，剩 。這是 （答對率 55%）。

岩石與礦物

• 火成岩：岩漿冷卻。噴出岩（玄武岩、安山岩，晶體小）vs 深成岩（花崗岩，晶體大）。
• 沉積岩：礫岩、砂岩、頁岩（粒徑大到小）、石灰岩；有層理、可含化石。粒徑越小，水流越慢、通常離岸越遠。
• 變質岩：高溫高壓而來（板岩、片岩、大理岩）。
• 放射性定年要用「結晶後未被重置」的礦物；得到比太陽系老的年齡，表示該礦物來自更早的恆星（太陽系前顆粒）。

看詳解

由下往上（由早到晚）粒徑變小：水流速度越晚期越慢。這是 110 學測自然 單選 67（答對率 37%）；「水越來越淺」是弄反了方向。

地層與地質年代

• 疊置定律：未翻轉時，下層較老。截切定律：截斷者（岩脈、斷層）較年輕。不整合面：曾經侵蝕的時間缺口。
• 相對年代靠地層關係與化石；絕對年代靠放射性定年：2 個半衰期後母元素剩 $\frac14$。
• 均變說：過去與現在的地質作用原理相同（「現在是通往過去的鑰匙」）。
• 走向與傾角：層面往傾斜方向延伸會越來越深。

看詳解

I 最少比 A、B、C 晚，可能是 A–B–C–D–I；沒有化石或定年資料，無法知道確切年代。這是 109 學測自然 多選 66（答對率 26%）。

重點整理

解題策略

1. 板塊題：震源變深的方向 = 隱沒方向。
2. 震波題：先算距離，再分別算兩種波的到達時間。
3. 地層題：由下往上寫出事件，再放入截斷者。

混合練習

1. 為什麼地震的 S 波無法穿過地球外核？
2. 某岩石母元素剩 $\frac18$，半衰期 45 億年，年齡？
3. 一條斷層切斷了岩脈，誰先？
4. 花崗岩與玄武岩哪個晶體較大？為什麼？

看詳解

1. 外核是液態，橫波無法傳播。
2. 3 個半衰期，135 億年（這個年齡超過太陽系，就是「太陽系前顆粒」的情況）。
3. 岩脈先、斷層後。
4. 花崗岩：在地底深處慢慢冷卻。

常見錯誤

小試身手

1. 109 學測自然 單選 21：臺灣板塊（答對率 56%）
2. 113 學測自然 單選 31：地震預警（答對率 55%）
3. 110 學測自然 單選 67：沉積環境（答對率 37%）
4. 109 學測自然 多選 66：地層順序（答對率 26%）
5. 挑戰題：110 學測自然 單選 18：地質年代的方法（答對率 26%）

複習計畫