地球-地質-岩體分類-地下設施工程的設計’工法選擇’施工及隨機調整設計’工法

地球地表結構地函’地殼

隧道若依通過地層,大致有四大分類,可在鬆軟地層(土壤或風化弱岩)’硬岩’軟岩(頁岩-shale, 白堊岩-chalk,易碎砂岩friable sandstone)’水下淺層沉積物土壤中通過(沉埋管)的構造物。四類隧道構造物因大不同的地質狀況,也相對形成不同隧道開挖’開挖後空間支撐系統。儘管如此;隧道工程自需求為標的開始的程序;各類調查,設計規劃開挖方式’建物材料與廢棄物輸送’ 空間表層支撐系統’工程維持環保作為。為概定作業。

地球 地殼 岩石 土壤 (資料取自網路)

火成岩（Igneous rock），泛指因火山活動而產生的岩石，像是枕狀玄武岩、火山灰組成的凝灰岩等。常見的火成岩有花崗岩、安山岩及玄武岩等。

火成岩依照「化學性質」分類，是以二氧化矽（SiO2）含量為基準，由低到高分為「基性」、「中性」、「酸性」，通常含量升高，黏性越高，流動性則越差。

基性火成岩（Mafic ）：岩漿SiO2含量在45~52%，流動性及溫度皆最高，約900~1200℃。主要以鈣斜長石和輝石為主要礦物，呈現較深的顏色。以中洋脊(位於全球海中張裂性板塊邊界的一系列火山結構系統，也是世界上最長的山脈、海底山脈，與之相對應的地質結構是陸地上的裂谷（地塹），地函的熱對流在中洋脊中央處上升，岩漿在此湧出後，快速冷卻為玄武岩，形成新的海洋地殼。中洋脊沒有出現在太平洋。)噴出的「玄武岩」，以及深成的「輝長岩」為代表。

中性火成岩（Intermediate）：岩漿SiO2含量在52~66%，流動性及溫度皆居中間。主要以斜長石和角閃石為主要礦物，含有少許輝石。以碰撞產生的「安山岩」島弧和深成的「閃長岩」為代表。

酸性火成岩（Felsic）：岩漿SiO2含量大於66%，流動性和溫度皆最低，約850℃，黏性極高。主要以鈉斜長石、鉀長石、雲母和石英為主為礦物，顏色淺。噴出的「流紋岩」和古陸塊常見的「花崗岩」為代表岩石。流紋岩是一種噴出岩，是火山的酸性噴出岩石，其化學成分與花崗岩相同，由於形成時冷卻速度較快,使礦物來不及結晶，二氧化矽含量大於69%，其斑晶主要為正長石和石英組成，晶體形狀為方形板狀，有玻璃光澤，但有節理。岩石為灰色、粉紅色或磚紅色，有斑狀結構和流紋狀結構。「流紋」指岩漿凝固前的流動產生的紋理。

「化學性質」分類有些例外;像是「花崗閃長岩」，就是化學性質介在酸性與中性之間，同時具備兩種性質的深成火成岩。而SiO2含量小於45%的，我們稱為「超基性火成岩」（Ultramafic），主要為在地下深處，靠近地函的「橄欖岩」。

斷層 (Fault)

斷層是一種分開兩種進行相對運動的岩體的岩石破裂面。斷層通常出現在地殼活動頻繁的區域，並與地震、海嘯等天災有關聯性。斷層通常集體出現；他們大小不等，大的斷層可縱貫整個岩石圈，水平則可綿延幾千公里，但大部分均形成於地殼淺部深約5到10公里的脆性剪切帶。明顯的斷層均需求兩側岩層發生顯著的相對位移。

科學家綜合【大陸漂移說】及【海底擴張說】，提出【板塊構造學說】。板塊會因為地函的熱對流作用，而導致板塊運動。

【大西洋】中央有連綿數千公里的海底火山，稱為【中洋脊】，為全世界最大的山脈。中洋脊頂部的裂谷由張力拉裂而成，不斷的有玄武岩漿溢出，形成新的海洋地殼。中洋脊兩側的地形大致對稱。海洋地殼沉積物往中洋脊兩側漸厚。

地殼下方的軟流圈，因為地球內部的高溫產生旺盛的對流作用，經常有熔岩自中洋脊湧出。冷卻後的熔岩形成新的岩塊，使中洋脊兩側的板塊不斷往外擴張，因而對相鄰的板塊造成推擠。

岩石圈(lithosphere)是由冷而剛硬的岩石所組成，並碎裂成七大板塊及十個小板塊，漂浮在具流動性的【軟流圈-Asthenosphere】上方，軟流圈的熱對流運動，帶動上方的【板塊-tectonic plates- lithosphere-岩石圈】運動。地球內部有許多熱對流系統，所以每個板塊移動的【速率】和【方向】不一樣，彼此產生相對運動，因而造成【海底擴張】及【大陸漂移】的現象。
熱對流在【中洋脊】處上升，岩漿湧出形成新的海洋地殼，並且帶動上方的 板塊互相遠離，即形成【張裂性-DIVERGENT PLATE BOUNDARY】板塊的邊界。海洋中的中洋脊及冰島，屬於【張裂】性板塊。

熱對流在板塊【隱沒帶- subduction zone】下降，將板塊帶回【軟流圈】，並且帶動上方的板塊互相靠近，因此容易產生碰撞，即形成【聚合性- CONVERGENT PLATE BOUNDARY】板塊。台灣和喜馬拉雅山為【聚合性】板塊。
板塊運動的速度緩慢而難以察覺，但隨著板塊的推擠和變形，持續累積的能量可能在瞬間爆發，使板塊之間相互錯動而引發地震，因此板塊交界處的地震發生頻率高。

單個構造板塊可以存在與圍繞它的具有多種類型的其他板塊成邊界。例如，太平洋板塊是地球上最大的構造板塊之一，包括收斂板塊-CONVERGENT PLATE BOUNDARY、發散板塊-DIVERGENT PLATE BOUNDARY和轉換板塊邊界-TRANSFORM PLATE BOUNDARY。

95％以上的地震都是集中在這些狹長的現代構造活動帶內。運動的板塊體系處於一種應變狀態，大部分的應變能在板塊邊界通過地震活動釋放出來。積蓄在板塊內部少量的應變能，能沿板塊內部的一些薄弱帶發生斷裂而釋放出來。

沿大陸內部大型板塊邊界，往往鑲嵌著眾多的小型板塊，如歐亞板塊南緣的阿爾卑斯—喜馬拉雅活動帶，就鑲嵌著一系列小板塊。在地中海區加勒比海區同樣也存在著一系列小板塊。

這些小板塊的運動不是由於地幔(地函)對流所驅動，而是從屬於大板塊的運動而運動。

軟流圈(Asthenosphere)中的對流會帶動岩漿流動，當岩漿和板塊間產生摩擦，就會帶動板塊移動。若果對流上升，板塊會相移開，形成擴張性板塊邊緣(DIVERGENT PLATE BOUNDARY)；若果對流下沈，板塊會相移近，形成聚合性板塊邊緣(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)。洋脊、海溝和轉換斷層(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)三種構造活動帶把地球岩石圈劃分成若干大小不一的塊體，簡稱板塊。

按板塊間相對運動方式，可將板塊弱區(邊界)分為三種類型，即分離型(DIVERGENT PLATE BOUNDARY)、匯聚型(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)以及轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)。匯聚型又可分為俯衝型和碰撞型。

拉張型（(DIVERGENT PLATE BOUNDARY-分離型）板塊邊界

拉張型（分離型）板塊邊界是岩石圈板塊（或洋殼）生長的場所，故又稱為增生或發散板塊邊緣。裂縫是大陸岩石圈延伸的過程。大陸裂谷是發生延伸變形（裂谷）的大陸岩石圈的帶或區域發生變形擴大

主要特徵：岩石圈張裂、基性或超基性岩漿侵入與噴發，淺震，高熱流值等。大多數呈鋸齒狀。又分為兩種型式：裂谷（如紅海裂谷）和洋脊（或洋隆）。

在拉張型板塊邊界處，兩個板塊相背而行，上升的岩漿物質所充填，形成新的洋殼。

匯聚型(CONVERGENT PLATE BOUNDARY)

海洋岩石圈在匯聚邊界(收斂邊界-convergent boundaries)處捲入地函中。俯衝(Subduction)是一個地質改變過程，其中當構造板塊( tectonic plate) 的海洋岩石圈與第二個板塊的密度較低的岩石圈匯聚時，較重的板塊潛入第二板塊下方並沉入地函中。發生這一過程的區域被稱為俯衝帶(subduction zone)，其表面表現形式稱為弧溝複合體(arc-trench complex) 。俯衝過程創造了地球大部分的大陸地殼。 俯沖速率通常以釐米/年為單位進行測量，沿大多數板塊邊界的平均收斂速率約為每年兩到八釐米。

轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)

在構造板塊水平滑過彼此的地方，岩石圈(lithosphere)不會新生也不會被破壞。取而代之的是，地殼塊(blocks of crust)在兩塊板之間的寬闊剪切區域中被撕裂。繼之以各種組合連接其他板邊界，從而變換板塊運動的部位。板塊之間的磨削作用在轉換斷層型(TRANSFORM PLATE BOUNDARY或平移型)板塊在邊界處導致淺層地震，岩石的大橫向位移和廣泛的地殼變形區域。

地質學 Geology-待續.....