应用地质学的现况与未来发展 - 国立中央大学应用地质研究所.PDF

應用地質技術，第二卷，第 5 至 13 頁。 應用地質學的現況與未來發展 李錫堤 國立中央大學應用地質研究所教授兼所長 應用地質學簡介 地質學基本上可分為物理地質學 (physical geology) 、歷史地質學 (historical geology) 及應用地質學 (applied geology) 三大部門。應用 地質學係地質學各個不同學科 (例如：礦物學、岩石學、礦床學、古 生物學、地層學、構造學、地形學、地球物理學及地球化學等) 在資 源、工程、水及軍事問題上的應用 (Jackson, 1997) 。近年來，由於資 源短缺、土地利用及極端氣候衝擊等議題浮上檯面，地質災害及水質 污染等問題逐漸受到重視，環境問題亦成為應用上的另一項重點。 人類賴以維持生活的自然資源幾乎都直接或間接地來自組成地 球外殼的物質。例如：製造器具與機器的金屬原料，製造水泥、陶瓷 及耐火材料的礦石，用做建築及裝飾的石材，供給能源的煤、石油、 天然氣及核燃料等。甚至一切生命所需的空氣和水，大多數是當岩漿 凝結成地殼的時候，從岩石中釋放出來的；糧食亦由岩石風化後所生 成的土壤提供植物生長繁殖而得以供應不絕。凡此皆須應用地質學的 知識與技術，從事探測及開發利用。 吾人為改善生活環境所做的土木工程建設不外「雕」與「塑」兩 個基本動作。「雕」即開挖土石，例如：隧道及基礎開挖等。「塑」則 利用砂石、鋼筋及水泥等自然材料建造結構物，例如：水壩、房舍及 橋樑等。如何有計畫及有效率地雕塑地表與淺部地殼，以符合人類的 居住及活動，自然須要地質學及各相關學科的有效應用。 地下水方面須暸解含水層的地質與水質特性、水源補注及滲漏問 題等。凡此皆有待水文地質專家以及構造地質、地球物理與地球化學 專家的投入工作，方能做到有效的開發與利用。 軍事方面，自然資源常成為戰略 上所必須掌握的一項重點。例 - 5 - 應用地質技術，第二卷，第 5 至 13 頁。 如：第二次世界大戰時日本發動太平洋戰爭，其主要目的之一即為取 得東南亞各國的資源；後來軸心國戰敗也導因於資源的掌握不如以美 國為主要的同盟國。區域地質及礦床的暸解，能幫助軍事家在戰路上 做出正確決定。 自然資源基本上可分為再生資源，例如：農產及林產品等，及消 耗性或非再生資源，例如：礦產及化石燃料等。土壤及水一但受到污 染短時間內甚難重新使用，故亦屬非再生資源。由於人類生活品質不 斷提高，對於非再生資源的需求也與日俱增，若干年後終會有用罄的 時候。根據 Pehrson (1962) 統計，全世界石油蘊藏量還可供應未來三 十八年的使用，天然氣則為四十年。1962 年後雖然陸續有若干大油 田發現 (尤其是海域石油) ，但是數十年後的展望仍不樂觀。十餘年前 即有研究預測，快則十年，慢則三十年內人類即將面臨嚴重的石油短 缺 (Campbell and Laherrere, 1998; Kerr, 1998) ，不幸已經言中。核燃 料方面，雖可提供為替代能源，但其儲量仍為有限，且其廢料處理問 題，至今仍未完全解決。土木工程建設常導致地質災害，例如：山崩、 地陷等；地質災害亦常使工程建設未能達成預期目標。工業開發則常 帶來水及環境的污染。凡此皆有待從環境地質學的角度，在資源開 發、土地利用及人類活動間取得一平衡點，對人類未來的環境品質做 出最大的貢獻。 綜觀上述各點可知，應用地質學是一門與人類生活息息相關而不 可忽視的學科。從事地球科學研究者，雖不一定人人皆走應用路線， 但是，在追求真理之餘，也不妨暸解一下所習學科，或所從事的研究， 是否尚有附帶的應用價值，而對社會有所回饋。 應用地質學的研究範圍及應用現況 應用地質學基本上可區分為：工程地質學、水文地質學、經濟地 質學或稱資源地質學( ) 、環境地質學及測勘學五大部份。 工程地質學 (Engineering Geology) 為地質學在土木、水利、建