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行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
地質學研究發展及推動小組
計畫編號：NSC90-2114-M-002-004
執行期限：90 年 1 月 1 日至 90 年 12 月 31 日
主持人：羅清華 國立台灣大學地質科學系
一、摘要 地球科學研究，近年來大幅拓展研究 範疇；除進行兩岸及國際雙邊地球科學合 作等合作研究工作，積極推動國際間所矚 目的全球變遷、古海洋環境、深海鑽探與 東亞地體構造運動及地質災害等跨國計 畫，使我國地球科學研究掌握國際重要研 究趨勢外；集集地震後，更積極進行「地 震地質」研究工作，未來將對台灣斷層力 學機制之時空分佈、強地動空間分佈、大 地震與地質災害的發生機率，進行更深入 的研究與瞭解，作為地震與地質防災的參 考。 關鍵詞：地質學、地球科學、專題研究計 畫 二、地球科學研究成果綜述 89 年度第一期補助研究計畫 121 件，89 年度第二期補助研究計畫 135 件。經費大 幅成長主要配合「地震及活斷層研究」跨 部會重大科技計畫的推動。 誠如上述，地球科學係以區域研究為起 始，推演全球變遷之學術理論。在國內地 球科學界同仁們的努力之下，我國地球科 學研究工作成果已漸獲國際學界所肯定， 在科學索引論文(SCI)發表篇數上，由 1996 年之 73 篇爬升到 2000 年之 97 篇， 在五 年內增加 33%；在質方面，近兩年來，已 有三篇完全由本土研究工作所完成之成 果，分別討論西藏高原抬升全球變遷模 式、高壓礦物相相變及集集地震發震構造 之研究論文，分別刊載於 Nature 與 Science 等國際頂尖學術期刊。顯見地球科學學門 近年來研究工作表現，無論在質與量上， 均已有長足之進步。 除前述「地震及活斷層研究」跨部會重 大科技計畫的推動外，主要的研究成果包 括： 1. 利用衛星影像、GPS 衛星測量以及沈 積地層與古生物、地質構造等資料，並 藉數值與實體模型分析研究台灣及鄰 近地區弧陸碰撞作用的過程，建立台灣 及鄰近地區弧陸碰撞的動力模式，並探 討台灣地震的發生與震源機制等。 2. 分析車籠埔斷層沿線一帶之第四紀地 層、地形與新期構造，配合定年學分 析，進行古地震方面之研究工作，討論 台灣地區之古地震活動、地震發生之重 現性與或然率。 3. 監測斷層帶附近溫泉、地下水之地球化 學與同位素成份變化，探討地震預測之 可行性。 4. 由地下水化學、水文地質、介質輸送、 地電阻及海岸變化等資料，建立台灣西 南海岸地區之海陸作用及環境變遷的 歷史。 5. 由花粉、樹輪、古土壤及珊瑚 Sr/Ca 高 解析度溫度計，建立台灣地區之古環境2 氣溫變遷史，並討論其在全球環境變遷 之角色。 6. 分析島內地質災害與岩性、植被、構 造、雨量、地下水等因素間的關連性。 7. 由台灣各地區地形及斜坡演化歷史，配 合放射性同位素定年資料，利用擴散觀 念來建立地形定年之數理模式，了解台 灣新期構造運動，進而運用於地震研究 工作上。 8. 進行西藏高原、中南半島地區之火成岩 與變質岩之地球化學、定年學與板塊重 建研究，探討西藏高原新生代的抬升機 制，新生代大型斷層錯移的活動歷史， 以及南海張裂之演化與大地構造運動 模式。 9. 由祈連縫合帶火成岩及變質岩的礦物 學、岩石學、地球化學及定年學，推斷 當時地體構造作用及與南極大陸的關 係。 10. 整合沈積盆地，火成岩特性及區域構造 資料，探討華南地區大地構造演化及其 與台灣古、中生代演化間的關係。 11. 台灣中央山脈地區上升機制與斷層活 動及其與區域應力演變間的相關性。 12. 建立台灣西部麓山地區層序地層，大地 構造與石油蘊藏間之可能關係。 13. 由有機物質之穩定同位素組成，探討生 態與環境的改變過程與機制，推演環境 變遷全貌。 14. 利用鑽石砧、拉曼光譜、紅外光譜，探 討含水鎂矽酸鹽礦物及鐵鎳合金在高 溫、高壓條件下的基本物理性質；並實 際運用於自然高壓礦物相之研究工作 上，探討其地質意義。 15. 利用穿透式電子顯微鏡技術，分析自然 界奈米結晶與相關機制，探討地質意 義。 16. 建立各水資源區的地下水流模擬與地 下水資源開發技術。 17. 引進建立固態負離子源質譜儀技術、氧 同位素雷射分析技術、熱螢光定年計、 穿透式顯微鏡分析技術與電漿質譜分 析技術。 18. 利用古生物學、沈積學與地球化學方 法，積極參與國際海洋古全球變遷計畫 (IMAGES) 與 國 際 深 海 鑽 探 計 畫 (ODP)，探討台灣與鄰近地區之古全球 環境變遷與海洋環境。 19. 配合防災國家型科技計畫之執行，規劃 及推動台灣活動斷層等研究，提供產官 學參考。並首先以嘉南地區為示範研究 區，結合不同專長之研究人力，進行活 斷層與震源特性的整合研究。 三、國際合作計畫 1. 中美國際合作 中美國際合作內容包括台灣弧陸碰撞 帶之深部地震影像研究，台灣地殼深部震 測剖面研究，台灣地區高解析度三維構造 影像研究，台灣西南前麓構造與地殼變 形，中國大陸大蘇魯地區超高壓岩石學與 地體構造研究，以及東南亞地區地函動力 學及板塊運動研究。大部分的項目均為數 年來延續性的合作計畫，但特別值得一提 的是，近年中美合作計畫已將研究區域推 展至鄰近的國家，如中國大陸、中南半島 諸國、菲律賓、及日本。一方面希望藉由 台灣以往的研究成果來解釋區域性的地質 問題，另一方面亦期待由大區域的觀測資 料，對台灣的地質問題能有突破性的解 釋。近年研究成果豐碩，分別於 1998 年 11 月與 2001 年 9 月在台召開「東亞地體
3 構造」與『活動構造與地震』國際研討會， 並分別於 1999 年 12 月與 2001 年 12 月在 美國召開中美地球科學合作計畫專題學術 研討會，發表 921 集集地震的最新研究成 果。 3. 中法國際合作 自民國 83 年起，中法地球科學合作開 始推動多項五年期的「台灣活動碰撞與地 體動力研究計畫」，擬由地震、大地測量、 地形、構造地質、沈積環境、古地磁、震 測、物理模型、地球化學及數值模擬等各 種方法，進行台灣陸上與海域的地質與地 球物理觀測，以深入探討台灣地區弧陸碰 撞及板塊聚合的問題。民國 84 年與 88 年， 曾分別於台灣與法國召開第三、四次中法 地科合作成果發表會。基於以往良好的合 作成果，未來工作項目，將更擴及至遙測 技術及地質資料的地理資訊化等新技術與 新觀念的引進，以推展新的研究領域。 3. 中英國際合作 主要合作議題在於「新地體構造與地 質災害」，工作項目著重於前陸帶的褶皺 與逆衝斷層作用、碰撞帶變形機制探討、 河流發育與河階地形研究、地殼構造、地 層下陷、地下水鹽化、山崩及土石流等問 題。此項合作，由於英方 Bromhead 教授 的熱心聯繫，亦有不少義大利學者陸續加 入，並擬於未來數年中與我方合作，針對 台灣新中橫及中橫公路沿線的地質災害作 一全面性的調查研究。合作研究成果已以 專刊形式分別發表於 1996 與 1997 年中國 地質學會會刊。 以往地球科學國際合作的主要對象為 美、法、英等國，近年因地震相關研究及 參與學者活動積極，研究課題擴及東亞地 區，故而與越南、菲律賓、日本及中國大 陸的合作日趨密切。過去透過國際合作計 畫，邀請美、法研究船來台協助各項研究 觀測，並對國內地科人才的培育與國際海 洋古全球變遷計畫(IMAGES)、國際深海鑽 探 計 畫 (ODP) 及 國 際 地 質 交 流 合 作 計 畫 （IGCP）的參與，均有很大的幫助，今後 應更加積極推動這方面的工作，促進參與 國際合作研究事務。 4. 中日國際合作 中日學者雖未正式簽署合作計畫，然 緣於同屬環太平洋活動構造帶與對地震相 關研究共同興趣之故，雙方學者合作進行 多項合作計畫，內容涵蓋：沖繩海槽之地 體構造演化、活動斷層與地震孕震研究、 活火山作用等多項計畫。 5. 國 際 海 洋 鑽 探 計 畫 (Ocean Drilling Project) 自民國八十七年起，我國正式加入國 際海洋鑽探計畫(Ocean Drilling Project)組 織，成為會員國之一，積極參與相關之學 術研究活動。截至目前，國內共有十數位 學者曾參與多次海洋深鑽航次，並藉由該 計畫取得多項深鑽岩心標本，進行全球變 遷、海洋地殼成份等多項研究計畫，獲致 成果。國內學者並積極提出海洋鑽探計畫 書，並獲得國際學者肯定，預計民國九十 年初將可執行我國首次主導之海洋深鑽計 畫，於南沖繩海槽進行深鑽，探究黑潮與 沖繩海槽之演化。 以往地球科學國際合作的主要對象為 美、法、英等國，近年因參與學者活動積 極，研究課題擴及東亞地區，故而與越南、 菲律賓、日本及中國大陸的合作日趨密 切。過去透過國際合作計畫，邀請美、法 研究船來台協助各項研究觀測，並對國內 地科人才的培育與國際地質交流合作計畫
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（IGCP）、國際海洋鑽探計畫(Ocean Drilling Project)的參與，均有很大的幫助，今後應 更加積極推動這方面的工作，促進參與國 際合作研究事務。
