地球科學系(含 海洋環境科技研究所)

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本系設立的宗旨,首在養成學生具備地球科學五大學術領域–地質學、大氣科學、海洋科學、天文學和地球物理–充分之本職學能;本系的教育目標,則首重致力培養有志從事地球科學之專精人才,以培育優秀之地球科學研究人才和實務工作的專業人才為主軸,並以培養優良的中學地球科學師資為輔。特別是在國內各地球科學相關系所中,本系是唯一同時涵蓋五大地球科學研究領域,並擁有師範大學在科學教育專業基礎的高等學術機構,此為本系之特色。若志在從事中等學校地科教學,本系亦可提供地科教學知能和教育專業知識,充分培育健全之地球科學師資。

在課程上,為營造更優質的學習與研究環境,本系已適度調整原以師資培育目標為主的舊有課程架構,整合各地球科學次領域之基礎課程,降低本系必、選修課程之比例,大幅減少各次領域之必修課程學分,以增加學生在各次領域課程選修之自由度及彈性,進而充分落實各次領域之專業進階課程。此外本系並積極鼓勵學生,實際參與實驗、撰寫論文、從事專題計畫研究等,以豐富其研究經驗,訓練學生使其具備獨立研究之精神與能力。經由選修本系提供之更多進階專業課程,進而厚植學生之理論基礎、充實其專業背景,並強化其選定目標次領域之學術養成和專業訓練;連同充足的研究經驗,本系學生的未來發展,將更具時代性與面對挑戰時的競爭力,進一步達到「博而精、廣而深」的終極目標。近來本系更積極增聘優秀外籍專任師資,以全英語教學方式授課,期能增加學生之國際觀與國際競爭力。

本系在碩、博士班研究所的教育上,採一系多所之架構,除地球科學研究所外,還包括海洋環境科技研究所。本系研究所的研究重點與發展方向,首在地球科學各領域之深耕與研究發展,並加強各次領域間之跨學門合作,以進一步提升本系之學術研究及國際化,並為本系學生的訓練和學習,提供全面全方位的考量,以訓練學生從容面對多變的世界,因應未來的挑戰。

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    雷瓊地區新生代玄武岩地球化學分析及岩石成因
    (2010) 周品彰; Pin-Chang, Chou
    雷瓊地區是位於東亞地區中國大陸的南端,其東為南海,其西為紅河-哀牢山剪切帶,在新生代時期是個火山活動活躍的地區。其主要元素、微量元素及稀土元素分析中,有著OIB的特徵及地函熱柱玄武岩環境特徵,共容元素的原始地函標準化作圖中,有著類似上部地函的特徵,有Ti的正異常及Cr、Ni的負異常。表示可能有橄欖石及斜輝石結晶沉降,造成Cr、Ni的濃度降低。Ti的正異常可能是金紅石參與部分熔融作用會使岩漿中Ti的成分增加。La/Ce、Ce/Nd、Th/La、Zr/Hf回歸曲線作圖。四條回歸曲線皆為回歸原點的直線,證明雷瓊地區新生代玄武岩的成分來源是均一的,屬同一地函源區。而岩漿演化過程,皆經歷上部地函的部分熔融及後期結晶分化作用,其中海南島結晶分化程度高於雷州半島。 前人同位素研究中,本區岩漿源區可能是來自DMM及EMII兩端成分源區。鄢全樹和石學法(2007)提出海南地熱柱模式,解釋南海海底新生代玄武岩中EMII來源的成因,也提供本研究區EMII來源的合理解釋。
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    澎湖北寮地區玄武岩之實驗岩石學研究
    (2006) 洪仁傑
    澎湖群島的玄武岩分鹼性玄武岩和矽質玄武岩,本實驗研究對象為澎湖北寮地區玄武岩,本研究透過實驗模擬岩漿的結晶過程,針對不同壓力下岩漿結晶的情形,以及各礦物相的溫壓分佈,討論此地區玄武岩質岩漿結晶的情形與岩石的成因,樣本岩石依據Na2O+K2O對SiO2之作圖,屬於鹼性玄武岩。   本實驗利用活塞鋼圈高壓儀,分別進行0.5京帕、1.0京帕以及1.5京帕下的實驗岩石學研究。實驗步驟為先將岩石磨成粉末,置於金鈀管囊中,放入高溫高壓儀,開始進行實驗,並且在實驗時間到達之後加以驟冷。之後將實驗樣本製成光片,經反射式光學顯微鏡做初步之鑑定,再利用電子顯微鏡對礦物及玻璃(殘餘岩漿)成分做進一步的化學分析。   依據實驗結果得知,此玄武岩在1.0京帕下之全熔溫度約在1290℃,固相溫度低於1180℃,結晶順序為斜輝石(1290℃)、橄欖石(1270℃)、尖晶石(1240℃)、鈦鐵氧化物(1190℃),熔融區間約110℃;1.5京帕下全熔溫度約1350℃,固相溫度低於1240℃,結晶順序為斜輝石(1310℃)、石榴子石(1290℃)、斜長石(1250℃),熔融區間約110℃。1.0京帕殘餘岩漿(玻璃)成分,降溫過程中SiO2、Na2O、K2O、Al2O3有增加的趨勢;FeO、MgO、CaO有減少的趨勢。1.5京帕殘餘岩漿(玻璃)成分,降溫過程中TiO2、Na2O有增加的趨勢;MgO、CaO有減少的趨勢;Al2O3、FeO、K2O含量無明顯變化趨勢。各實驗溫度壓力下之玻璃(殘餘岩漿)成分依據Na2O+K2O對SiO2之作圖,均屬於鹼性玄武岩,代表鹼性玄武岩岩漿在結晶分化的過程之中,並無矽質玄武岩岩漿的產生。
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    一大氣壓下大屯火山群烘爐山玄武岩之實驗岩石學研究
    (2007) 陳柏姿
    摘  要 大屯火山群烘爐山玄武岩主要是次鹼性玄武岩,本實驗透過高溫實驗模擬岩漿的結晶過程,模擬一大氣壓下岩漿的結晶情形,討論各礦物相的結晶次序,與剩餘岩漿的成分變化。 一大氣壓下的實驗岩石學研究,實驗步驟為先將岩石粉末,置於白金囊包中,放入高溫爐進行實驗,並且在實驗時間到達之後,急速冷卻,並將實驗樣本製成光片,經反射式光學顯微鏡做初步之鑑定,再利用電子顯微鏡,對礦物及玻璃成分做進一步分析。 依據實驗結果得知,此玄武岩在一大氣壓下之全熔溫度約在1273℃,固相溫度略低於1160℃,結晶順序為鐵鎂尖晶石(1273℃),斜長石(1273℃),橄欖石(1198℃),鈦鐵礦(1193℃),斜輝石(1183℃),熔融區間約113℃。一大氣壓下殘餘岩漿成分,降溫過程中MgO有增加的趨勢;Al2O3有先減少後增加的趨勢,SiO2、FeO、CaO、Na2O、K2O無明顯趨勢。其中MgO含量變化受晶出礦物所控制。 本研究分析大屯火山群火成岩的化學成分後,利用成分變化圖來討論火成岩之成份變化,但是實驗結果顯示,若考慮溫度的高低變化,則結果變的更為複雜。
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    關西-竹東地區鹼性玄武岩之實驗岩石學研究
    (2003) 邱俊賢
    關西-竹東地區位於臺灣北部,地質上處於西部麓山帶,屬於臺灣西部火成岩區。該區玄武岩以凸透鏡體夾於新第三紀沈積岩層,大多為帶狀,出露於中新世晚期的地層中,產狀以火山碎屑岩為主,熔岩流比較少,此外岩床、岩脈亦在此區出現。本實驗樣本採樣地點為關西鎮六畜窩錦山溪旁之露頭,樣本岩石經計算其應存礦物成分,依據玄武岩四面體分類屬於鹼性玄武岩類。 本實驗利用高溫爐及高溫高壓儀進行一大氣壓與1.0京帕壓力下實驗岩石學研究,一大氣壓實驗步驟先將岩石磨成粉末,置於白金囊包中,設定溫度後,將樣本放入高溫爐內,經過數小時不等之反應時間,然後加以驟冷。1.0京帕實驗步驟則為將岩石粉末置於金鈀管囊中,再放入電爐組合,加壓至1.0京帕後,通電加熱,經數小時不等之反應,完成實驗。將實驗後之樣本灌膠,磨成光片,用反射式顯微鏡做初步鑑定,再用電子微探針分析結晶礦物與玻璃成分。 實驗結果為此玄武岩在一大氣壓下之全融溫度約在1316℃,固相溫度低於1050℃,結晶順序為鈦鐵氧化物(1316℃)、橄欖石(1258℃)、斜輝石(1166℃)與斜長石(1092℃)。1.0京帕下之結晶順序為石榴子石(1350℃)、鈦鐵氧化物(1330℃)、橄欖石(1280℃)、斜輝石(1220℃)與斜長石(1110℃)。一大氣壓下玻璃成分中SiO2與CaO含量隨溫度降低而增加,MgO、FeO、Na2O與K2O含量隨溫度降低而減少。1.0京帕下玻璃成分中SiO2與K2O隨溫度降低而增加,MgO與CaO含量隨溫度降低而降低。由一大氣壓與1.0京帕之各溫度下玻璃成分的玄武岩四面體應存礦物成分圖,與前人所做的全岩分析成分比較,此區橄欖石矽質玄武岩與石英矽質玄武岩可在較低壓的環境(約1.0京帕至一大氣壓之間)經結晶分異而形成。
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    一大氣壓下澎湖北寮地區玄武岩之實驗岩石學研究
    (2003) 潘建熾
    澎湖群島由六十四個大小島嶼所組成,組成岩石主要為玄武岩,其次是沉積岩,石英安山岩及流紋岩則分布於澎湖群島西南花嶼一帶。 本實驗樣本採樣地點為澎湖北寮地區,位於澎湖島東北角,樣本岩石依據Na2O+K2O對SiO2之作圖,屬於鹼性玄武岩。 本實驗利用1700℃高溫爐,進行一大氣壓下實驗岩石學研究,實驗步驟先將岩石磨成粉末,置於白金囊包內,設定溫度後,將樣本放置高溫爐內,經過數小時至數十小時不等之反應時間,加以驟冷。樣本磨光後製作成光片,經反射式顯微鏡做初步之鑑定,再用電子微探針做礦物及玻璃成分之化學分析。 依據實驗結果得知,此玄武岩在一大氣壓下之全熔溫度約在1362℃,固相溫度低於1154℃,結晶順序為氧化物(1362℃)、斜輝石(1279℃)、橄欖石(1257℃)、斜長石(1170℃),熔融區間約208℃。玻璃成分(殘餘岩漿)中SiO2、CaO、Na2O、K2O含量有隨溫度下降而增加的趨勢;tFeO、MgO含量隨溫度下降而減少。各實驗溫度下玻璃(殘餘岩漿)成分依據Na2O+K2O對SiO2之關係,均屬於鹼性玄武岩,根據Le Bas(1986)火成岩分類,殘餘岩漿成分隨實驗溫度降低,由碧玄岩(Tephrite Basanite)演化至粗面玄武岩(Trachy basalt)、玄武岩(Basalt)、玄武岩質粗面安山岩(Basaltic trachy andesite)。殘餘岩漿成分經C. I. P. W.計算應存礦物透輝石(Di)含量隨溫度之下降有增加的趨勢,霞石(Ne)、橄欖石(Ol)含量隨岩漿演化,則有減少之趨勢。