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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    泰國西北部湄平剪切帶之熱定年學研究
    (2020) 林郁伶; Lin, Yu-Ling
    湄平剪切帶位於泰國西北部,呈現西北-東南走向,於前人文獻中曾被稱作王朝斷裂帶或藍山片麻岩。在新生代東亞碰撞-脫逸地體運動中,湄平剪切帶被認為是印支與滇緬馬蘇地塊往東南方向脫逸的南方邊界。為了驗證此脫逸模式的正確性,已有許多研究試著去釐清該剪切帶的起始年代與結束年代,但還是沒有確切的同剪切運動的年代,也缺乏詳細的構造分析以及跟年代的連結。因此本研究利用了鋯石鈾-鉛定年與鉿同位素分析、雲母氬-氬定點定年、鉀長石氬-氬階段加溫等定年法,結合了岩石學與構造分析以釐清所獲得年代與剪切事件的關係。為了釐清在剪切運動之前發生的地質事件,也研究了明顯遭湄平剪切帶錯移的清邁-臨滄火成/變質岩帶。 幸運地,本研究在清邁-臨滄帶的南端,即泰國半島的華欣-攀武里地區發現了兩處片麻岩與糜稜岩露頭,其含有502-498 Ma的岩漿鋯石,應是目前滇緬馬蘇地塊上最古老的變質基岩。經由比對其他辛梅利亞陸塊之鋯石鈾-鉛年代、鋯石鉿同位素、與古地理位置,顯示寒武紀時滇緬馬蘇地塊可能為岡瓦納大陸邊緣岩漿弧的一部分。 根據野外構造與顯微構造之觀察推論,湄平剪切帶應經歷了兩期左移塑性變形事件。由同剪切形成的淡色花岡岩白雲母氬-氬定點定年結果推測,第一期高角度左移剪切事件可能發生於白雲母紀錄的42 Ma之前。根據受第二期低角度左移運動剪切的眼球狀片麻岩之岩相觀察,顯示第二期左移剪切事件應發生在300-400 ℃之間,剛好與黑雲母的封存溫度相近,因此其黑雲母的氬-氬年代35-30 Ma應代表湄平剪切帶第二次左移剪切變形的年代。鋯石鈾-鉛定年結果顯示同一樣本以及鄰近的糜稜岩皆含有36-33 Ma的鋯石,其平均釷-鈾比值為0.5、鉿同位素為正值,可能跟清邁-臨滄帶北部的素帖山變質雜岩體中的糜稜岩40 Ma的鋯石一樣形成於張裂的環境。此外,剪切帶剖面西半側的副片麻岩樣本中都含有約500 Ma的碎屑鋯石,具有滇緬馬蘇地塊的特徵,並有約199 Ma的變質鋯石增生環。但剖面東半側的糜稜岩與受剪切的片麻岩則缺乏約500 Ma的鋯石,卻有220-200 Ma的火成鋯石,則顯示了素可泰島弧的特徵。故推測湄平剪切帶,至少在藍山片麻岩這個剖面上,應是個縫合帶,其構造演化史應比前人研究所認知的更為複雜。而在泰國東南地區格靈剪切帶與周邊火成岩的氬-氬定年研究中,利用單礦物雷射燒熔技術發現格靈剪切帶中有跟湄平剪切帶類似的黑雲母年代(35 Ma),比周邊火成岩體年輕,值得利用氬-氬定點定年技術進一步研究其剪切年代。
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    中國雲南省西南部高黎貢與崇山剪切帶構造史之探討
    (2009) 巫光軒
    高黎貢與崇山剪切帶在中國雲南省的西南邊。本研究計畫分析此兩條剪切帶間的構造事件說明彼此的構造演化關係,加上利用多種礦物(黑雲母、白雲母及角閃石)之40Ar/39Ar定年結果來決定兩條剪切帶的活動時間,以建立高黎貢與崇山剪切帶對應大地構造在空間與時間上的變化。高黎貢與崇山剪切帶的構造事件包括三期,一期塑性事件、兩期脆性事件。第一期(D1):高黎貢剪切帶沿著鏟形(listric)斷層面進行右移斷層加逆衝斷層的斜滑移剪切;崇山剪切帶沿著傾向向西的斷層面進行左移斷層加逆衝斷層的斜滑移剪切。第二期( D2):高黎貢剪切帶由塑性變形轉為脆性變形,相對活動方向依舊是右移斷層加逆衝斷層的斜滑移;崇山剪切帶由塑性變形轉為脆性變形,相對活動方向依舊是左移斷層加逆衝斷層的斜滑移。第三期( D3):高黎貢剪切帶持續脆性變形,相對活動方向轉變為北段右移,中段左移斷層加正斷層的斜滑移,南段正斷層加左移斷層的斜滑移;崇山剪切帶持續脆性變形,相對活動方向轉變為北段正斷層加左移斷層,南段正斷層。在40Ar/39Ar定年方面,將各礦物之年代與其封存溫度做圖,所得之冷卻曲線顯示高黎貢剪切帶的快速冷卻事件在漸新世晚期到中新世早期(27.7~21.0 Ma)略早於崇山剪切帶的冷卻事件(21.7~19.8 Ma)。故可能的構造演化為:在27 Ma,高黎貢剪切帶成為中南半島脫逸的西界;實皆斷層尚未啟動;崇山剪切帶尚未啟動。21 Ma,高黎貢剪切帶因剪切作用逐漸減弱,使得中南半島脫逸的西界移向實皆斷層;崇山剪切帶啟動;實皆斷層啟動。10 Ma,高黎貢剪切帶被擠壓與旋轉到接近目前的位置,且高黎貢剪切帶南段開始由右移逆斷層轉為左移正斷層;崇山剪切帶已經轉為正斷層;實皆斷層則正式成為中南半島脫逸的西界。
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    藏東東久-米林剪切帶構造演化史之研究
    (2008) 洪國恩; Hung Kuo-En
    東久-米林剪切帶為東喜馬拉雅構造結之西界斷層,東喜馬拉雅構造結自早新生代印歐板塊碰撞事件以來,一直處於一個地體碰撞樞紐地帶,而地表斷裂與強烈變形作用也深受其影響。前人曾探討此構造結之形成過程與機制,但也都未能全然的了解此地區複雜的地體架構模式。為釐清東喜馬拉雅構造結形成之過程,本研究選定其西界之東久-米林剪切帶,藉由野外調查、顯微構造之葉理分析以及葉理交軸分析,並配合 40Ar/39Ar 定年法來探討此剪切帶構造演化與熱事件過程,以期能更進一步瞭解東喜馬拉雅構造結的形成機制。 初步分析結果顯示此區域構造作用可分為三期塑性變形事件 (D1、D2、D3) 與最後一期的脆性變形事件 (D4):第一期變形作用 (D1) 為早新生代印歐板塊聚合作用而造成平行於剪切帶之同斜褶皺 (Isoclinal fold),褶皺軸面 (S1) 走向北偏東30~50°向西北傾約60~70°,並呈現西北-東南向 bulk shortening,shear sense 顯示出左剪壓縮作用,是為剪切帶主要形成之作用期。第二期變形作用 (D2) 介於早新生代印歐板塊碰撞與 20.1±0.2Ma 之間,主要產生趨水平向偃臥褶皺 (Recumbent fold),褶皺軸面 (S2) 走向為北偏東 20~70°向西北傾約 5~40°,shear sense 顯示出近水平向東南逆衝作用,可能於此時期岩圈在 D1 後因西藏高原增厚並造成重力垮塌之循環作用。第三期變形作用 (D3) 主要產生平行於剪切帶東北-西南走向的葉理 (S3;N23~45°E;NW65~85°),呈高角度向西北傾,shear sense 呈現右剪壓縮之剪動方向,並造成剪切帶在 20.1±0.2~11.4±0.1Ma 由南往北不同時剪動抬升,並認為東南亞早在 20Ma 則開始以東喜馬拉雅構造結順時針旋動。
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    Structural and metamorphic evolution of the Day Nui Con Voi massif, Northeast Vietnam
    (2015) 丁氏 惠; Hue-Thi Dinh
    The Day Nui Con Voi massif in North Vietnam is the southernmost part of the Red River Shear Zone in Southeast Asia. It is a narrow NW-SE trending high-grade metamorphic zone composed of amphibolite, migmatite, mylonite and gneiss. Structural analyses suggest that Day Nui Con Voi experienced at least 3 generations of ductile deformation. The oldest Dn-2 event formed NNW-SSE striking upright folds. The Sn-2 foliations parallel sillimanite and mymerkite indicated the Dn-2 event should occurred around amphibolite facies (>600 °C) metamorphic condition. The Dn-1 event is associated with subhorizontal folds with subhorizontal fold axial plane Sn-1 within the central region of the massif. The mineral assemblages of sillimanite + biotite + quartz + plagioclase + K-feldpar + muscovite suggest that the temperature of Dn-1 deformation is around 600 to 550°C. The Dn-1 structures are refolded by Dn, which formed a dome like structure with NW-SE striking Sn fold axial plane. Sillimanite boudinage necks filled by muscovite indicates that the Dn happened at lower temperature (<550oC). The youngest ductile deformation formed mylonite zone with left-lateral kinematic indicators on both limbs of the dome. Structural and petrological analyses suggest that left-lateral shearing happen synchronously with doming event (Dn deformation). Our new 40Ar/39Ar age data shows the cooling age of hornblende about 26 Ma, phlogopite from 23 to 24 Ma and K-feldspar from 21 to 23 Ma. Muscovite represents the age of both cooling and crystallization ages from 22 to 24 Ma. Basing on different age of different minerals relating to different closure temperatures, cooling history of the Day Nui Con Voi massif is reconstructed. Combining results of petrological analyses and cooling history, we constrains that left-lateral shearing event likely occurred during 26 ~ 22 Ma causing rapid cooling of the massif. From these conclusions, we propose that strike slip movement along Red River Shear Zone may not relate to opening of the South China Sea.