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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    非彈性應變回復法之三維應力測量應用於宜蘭地熱探勘之評估
    (2019) 楊士寬; Yang, Shih-Kuan
    世界上的化石能源逐年面臨匱乏的危機,這將對人類的生活與經濟發展造成衝擊,因此開發替代能源為全球必行的趨勢,考慮環境保護、永續利用、經濟發展與資源優勢之因素,地熱能為適合臺灣發展的替代能源之一。 位於太平洋火環帶西緣的臺灣,是個富含地熱資源的國家,其中宜蘭地區地下水充足,若能在該地深處找到熱源與水源富集之區域,該地則即為理想的地熱電廠場址。 本研究以宜蘭紅柴林地熱潛能區紅柴林1號井(HCL01)與紅柴林2號井(HCL02)之岩心為樣本,進行非彈性應變回復法(ASR)實驗,量測現地的三維應力場,並以岩心描述取得現地導水裂隙與弱面位態的資料,利用三維應力與裂隙位態評估現地裂隙的滑動與擴張趨勢以及導水效果的好壞,作為地熱開發潛能的評估依據。 紅柴林1號井樣本所解算出的三軸應變場結果顯示,各樣本的三軸應變場沒有特定的規律,每個深度之樣本所對應的應力場型式也不相同。HCL01-01樣本結果不屬於安德森斷層理論的任一種斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為西北-東南向,解算三為主應力之規模由大到小分別為46.05、41.06、34.29 MPa;HCL01-02樣本結果趨近於逆斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為北北西-南南東向,解算三為主應力之規模由大到小分別為57.86、34.03、29.3 MPa;HCL01-03樣本結果趨近於正斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為北北東-南南西向,解算三為主應力之規模由大到小分別為41.35、34.46、27.96 MPa;HCL01-04樣本結果趨近於逆斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為北北東-南南西向,解算三為主應力之規模由大到小分別為68.58、61.16、51.09 MPa。整體而言,各樣本ASR實驗顯示的應力場結果並不一致,但有水平最大主應力的擠壓方向皆趨近為南北向擠壓的共通點。 紅柴林2號井樣本所解算出的三軸應變場結果顯示,各樣本的三軸應變場沒有特定的規律,每個樣本所對應的應力場型式也不同。HCL02-06樣本結果趨近於正與走向滑移間過渡斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為西北西-東南東向,解算三為主應力之規模由大到小分別為65.09、56.46、34.96 MPa;HCL02-07樣本結果趨近於走向滑移斷層型式的應力場,水平最大應力的擠壓方向為西北-東南向,解算三為主應力之規模由大到小分別為80.08、60.79、46.8 MPa。HCL02-6、7樣本水平最大主應力的擠壓方向趨近於西北東南向擠壓,彼此間有水平最大應力擠壓方向雷同的共通點。 紅柴林1號井樣本解算出的滑動趨勢皆小於0.6,各位態的構造弱面均不容易錯動活化。紅柴林1號井樣本解算出的擴張趨勢顯示,深度約1492公尺西北-東南走向、向東北傾斜之中到高傾角的構造弱面有高的擴張趨勢;深度約1560公尺東北-西南走向、向東南傾斜之中傾斜程度傾角的構造弱面有高的擴張趨勢;深度約1579公尺南北走向、向東或向南傾斜之高傾角的構造弱面有高的擴張趨勢;深度約2222公尺西北-東南走向、向東北傾斜之中到低傾角的構造弱面有高的擴張趨勢。 本研究由紅柴林1號井岩心樣本所計算的擴張趨勢與附近深度構造弱面位態進行比對,分析的結果為大部分的構造弱面(如: 層面、劈理、裂隙、礦脈、斷層擦痕面、導水裂隙)位態都沒有高擴張趨勢,於現今應力場下不利於以擴張撐裂的方式發展成為導水裂隙。只有1491.5~1555.7公尺深朝西南方傾沒的礦脈群擁有高擴張趨勢,較有機會以張裂的方式發展成為現今的導水裂隙。 若能由其他資料,例如井測資料,證實該位置導水裂隙的存在,將有利於加強型地熱電廠之注入井與生產井的設井相對位置之評估。
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    應用多成份地質溫度計探討台灣的地熱儲集層溫度
    (2016) 江家榕; Chiang, Chia-Jung
    中文摘要 熱水儲集層的溫度是地熱再生能源發電重要的一個環節。水化學地質溫度計是很好估算地熱儲集層溫度的方法之一,其中包括二氧化矽、鈉-鉀、鈉-鉀-鈣、鈉-鋰、鉀-鎂及多成份地質溫度計,本研究將目前世界上使用於地熱區估算儲集層溫度的多成份地質溫度計應用於臺灣。 本研究區域各別選擇位於宜蘭地區及沉積岩區的關子嶺。本研究結果顯示,宜蘭平原東側屬於含鈣濃度較高碳酸氫水體,宜蘭山麓地帶屬於含鈉濃度較高碳酸氫水體,清水地熱的水體屬於碳酸氫鈉泉,而關子嶺的水體屬於氯化物泉。 以多成份地質溫度計估算地熱儲集層溫度,其結果為關子嶺地區以多成分地質溫度計估算中崙的溫度為74.5°C、關子嶺的溫度為72°C、而六重溪的溫度為55 °C。以多成分地質溫度計估算地熱儲集層的溫度時,宜蘭平原儲集層溫度為36°C-110°C,宜蘭平原南側山麓儲集層溫度為31°C-170°C,清水地熱儲集層溫度為151°C-248°C。另外,清水地熱區岩層之礦物相在地熱徵兆現象相當劇烈的地方,礦物相從伊萊石轉變為膨潤石-伊萊石混層。