地層學 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 102～112 年共 10 份試卷、44 題，其中 42 題附參考答題架構。考這一科的類科：地質。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
112 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
（一）在地球的歷史中，顯生元共有五次主要的生物大滅絕（Mass extinction）事件；請列出這五次大滅絕事件發生在那些地質年代中（以「紀（Period）」來說明）？（10分）
（二）規模最大的一次，是其中的那一個？請說明該次大滅絕事件最可能的成因及地層紀錄為何？（20分）
（30 分）
參考架構・破題
本題考顯生元五大滅絕的時間定位與最大一次（二疊紀末）的成因與地層證據。第（一）小題重在正確列出五個界線，第（二）小題是配分重點，需兼顧成因與可在地層中觀察到的紀錄。
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- 2
第五級的地層層序（Fifth-order sequence）的週期約在1萬年到20萬年間，請說明這種第五級地層層序最可能之成因為何？並請說明要如何建立這種第五級的地層層序？（30分）
（30 分）
參考架構・破題
第五級層序為高頻層序，週期約1萬至20萬年，落在米蘭科維奇軌道週期範圍，成因最可能是軌道驅動的氣候變化引起的海水面升降。作答需先說成因，再說如何以週期地層學方法建立。
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- 3
利用層序地層學（Sequence stratigraphy）原理探勘煤層時，請說明在層序發育的那些時期，可以找到分布較廣的煤層？而在那些時期，可以找到沉積較厚的煤層？（20分）
（20 分）
參考架構・破題
煤層是泥炭在潮濕、低碎屑供給、地下水位與可容空間長期匹配的環境中累積而成。層序地層學上，煤層的分布範圍與厚度取決於可容空間增加速率、泥炭生成速率與碎屑供給三者的關係。
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- 4
近年來學者倡議要在全新統（Holocene Epoch）上面增加一個新的「人類統（Anthropocene Epoch）」，請說明若要製定人類統，則其下界之全球標準地層界線（Global Boundary Stratotype Section and Point, GSSP），又稱「金釘子（Golden Spike）」 ，要如何選定？（20分）
（20 分）
參考架構・破題
人類統（Anthropocene）的下界若要成為正式的年代地層單位，必須依國際地層委員會的規範選定金釘子（GSSP）。作答重點是選定的原則、指標與程序，並可用近年人類世工作小組的提案為例。
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110 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請以層序地層學（Sequence stratigraphy）的概念說明什麼是緩積地層段（Condensed section，又稱 maximum flooding surface 最大洪泛面，mfs）？請以最初 Haq 等人（1987, Science）定義之沈積層序（Depositional sequence）模式繪圖指出緩積地層段在層序中的位置，並說明其重要性？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
緩積地層段（condensed section）是最大海侵時期，陸源碎屑被困在近岸，海盆中沉積速率極低所形成的薄層地層，對應最大洪泛面（mfs）。作答需定義、繪圖標位置並說明重要性。
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- 2
下圖 A 地層柱為參考地層柱，取 B 地層柱利用生物帶對比圖示法（Graphical method for correlating by biozone）和 A 地層柱對比，請問圖中甲、乙、丙三線段之地質意義各為何？（20 分）
（20 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 3
若取臺灣北部漸新統五指山層的樣本來分析，其中所含之碎屑鋯石經鈾—鉛定年後，得到的結果絕大部分是白堊紀、侏羅紀、三疊紀和泥盆紀的年代，請問其原因為何？（20 分）
（20 分）
- 4
什 麼 是 瓦 爾 特 定 律 （ Walther’s Law ） ？ 並 請 利 用 前 積 副 層 序 集（Progradational parasequence set）的地層堆積情形來說明此定律之應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
瓦爾特定律指出：在沒有沉積間斷的連續地層中，垂直方向上相鄰疊置的沉積相，也是同一時期側向上相鄰的沉積環境。作答需先說明定律與條件，再以前積副層序集為例說明。
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- 5
請試述下列名之意涵：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）標準地層（Stratotype or type section）
（二）組合生物帶（Assemblage Biozone）
（三）事件地層學（Event stratigraphy）
（四）布容尼斯正向期（Brunhes normal polarity chron）
（20 分）
109 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
地層堆積時經常形成不整合構造，其型態分為disconformity、nonconformity與angular unconformity，請說明三者差異。（25分）
（25 分）
參考架構・破題
三者都是代表沉積中斷與侵蝕的不整合面，差別在於不整合面上下岩層的岩性與層態關係：上下是否同為沉積岩、層面是否平行。作答宜先下定義，再逐一比較，最後以表格或示意圖收束。
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- 2
為何地中海的生物地層的分帶（biozone）有時無法應用或直接對比到西太平洋地區？（25分）
（25 分）
參考架構・破題
生物帶是以化石分布界定的地層單位，其對比能力取決於指標生物的地理分布與出現、消失的同時性。地中海與西太平洋在古地理、水團與生物地理區上差異很大，加上地中海特殊的地質事件，使其生物帶常無法直接套用到西太平洋。
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- 3
請撰寫臺灣北部地區從始新世至更新世的岩石地層層序。（25分）
（25 分）
參考架構・破題
臺灣北部的第三紀至更新世地層可分雪山山脈帶（始新世至漸新世的板岩、硬頁岩夾砂岩）與西部麓山帶（漸新世晚期至更新世、以砂頁岩互層與含煤層為特色）兩大區塊，作答要由老到新列出層序、岩性、沉積環境並說明海進海退旋迴。
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- 4
小比例尺地質圖，如沉積岩區或火成岩區的100萬分之一地質圖，多以何種地層單位為製圖單位？原因為何？（25分）
（25 分）
參考架構・破題
小比例尺地質圖（如百萬分之一）涵蓋範圍大、細節須大量概括，多以年代地層單位（系、統，或其對應的地質時代）為製圖單位，火成岩、變質岩則以年代加岩類表示，而不以地方性的岩石地層單位（組、段）製圖。
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108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
為什麼進行磁性地層（Magnetostratigraphy）對比時，通常不能僅單獨使用這一種對比方式？請說明磁性地層對比有何優點？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
磁性地層是以岩石記錄的地磁極性正向與反向序列對比地層，極性只有兩種狀態，單看一段正反序列無法唯一對應到地磁極性年表（GPTS），因此必須搭配其他定年或對比方法；但其極性反轉為全球同時事件，又不受岩相控制，是極有力的等時對比工具。
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- 2
請說明當建立一個新的岩石地層單位（Lithostratigraphic unit）時，需要採取那些步驟。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
建立新的岩石地層單位必須依循地層規範（國際地層指南及我國的地層命名規範）的程序：先確認確有必要、再合理命名、指定層型、完整描述、說明上下關係與分布，最後正式發表於公開刊物，使他人可以檢驗與沿用。
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- 3
隨著科技進步，碎屑鋯石地質年代學（Detrital zircon geochronology）在21 世紀開始被廣泛採用。請說明碎屑鋯石地質年代學以及其在沉積地層年代研究上的應用。 （20 分）
（20 分）
參考架構・破題
碎屑鋯石地質年代學是以雷射剝蝕感應耦合電漿質譜儀（LA-ICP-MS）或離子探針（SHRIMP）大量測定沉積岩中碎屑鋯石的鈾鉛年齡，建立年齡分布譜，用來推定地層的最大沉積年代並追溯沉積物來源。
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- 4
原來提出層序地層學觀念時，在層序劃分上採取三分法，亦即有低水位體系域（Lowstand Systems Tract, LST）或大陸棚邊緣體系域（Shelf Margin、海進體系域（Transgressive Systems Tract, TST）、Systems Tract, SMST）和高水位體系域（Highstand Systems Tract, HST）等三種。到 21 世紀，學者逐漸接受應增加強制海退（Forced Regression）或海水面下降體系域（Falling Stage Systems Tract, FSST）。請說明增加海水面下降體系域（FSST）的主要理由為何？並請說明在實際操作上，目前仍有何種爭議？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
強制海退是海水面下降時，岸線被迫向海遷移所形成的沉積；其沉積體系、幾何形態與界面特徵都不同於低水位期與高水位期，若硬塞入傳統三分法會造成層序界面位置混亂，因此學者主張獨立為海水面下降體系域（FSST）。但 FSST 加入後，層序界面該放在哪裡、野外如何辨識，仍有爭議。
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- 5
臺灣新第三紀的木山層是臺灣最重要的油氣儲層之一，也是下部含煤層。請說明木山層之主要岩性與沉積環境。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
木山層為臺灣西部麓山帶中新世早期的下部含煤層，以砂岩、頁岩互層夾煤層為特色，屬濱海至淺海、三角洲與潮汐影響的海陸交互環境；砂岩為優良儲層，煤層與頁岩可為源岩，因此是重要油氣目標。
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107 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
深海洋盆、潟湖、深湖、遠源暴風岩等地層紀錄，均可用地層學三大定律：原始水平律、側向連續律及疊置定律予以合理的解釋。然而在濱海、湖濱、河流及三角洲等環境的地層紀錄，卻常出現相變（facies change）與穿時（diachronous）等現象。請問：
（一）為何這些環境容易出現這些現象？（5 分）
（二）這些現象要用何種原理才能解釋？（5 分）
（三）試以此原理解釋。（15 分）
（25 分）
參考架構・破題
濱海、湖濱、河流與三角洲位於水陸交界或能量變化大的地帶，相帶並列而且隨海（湖）水面與沉積供給不斷遷移，因此地層界面常同時代不同相、同相不同時代。解釋這些現象要用瓦爾特相律（Walther's Law），並配合海進、海退造成的穿時界面說明。
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- 2
（一）混同層（mélange）、蛇綠岩套（ophiolite suite）及雜岩（complex）均不屬於正式的岩石地層單位，而用特殊的岩石地層單位視之，試說明原因何在？（15 分）
（二）化石為何可用來作為地層對比的重要依據？試說明之。（5 分）
（20 分）
參考架構・破題
岩石地層單位須以可辨識的岩性與層狀關係界定、遵守疊置律；混同層、蛇綠岩套、雜岩內部岩性雜亂、層序被構造或岩漿作用打亂，無法用正常地層定律劃分，因此另列為特殊單位。化石則因生物演化不可逆且具時間性，可作地層對比依據。
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- 3
在臺灣的生物地層研究，常利用海相生物的標準化石建立生物帶（biozone）進行海相地層對比；但對陸相地層甚至部分海相地層而言，常利用孢粉化石的組合進行對比。孢粉化石不僅可用做生態地層學（ecostratigraphy）對比的方法，亦可做為氣候地層學（climatostratigraphy）的對比工具。請問如何利用孢粉進行生態地層與氣候地層的對比？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
孢粉來自陸地植物，可大量隨風與水進入陸相與海相沉積，其組合反映當時植被，而植被又受氣候控制；因此可依孢粉組合劃分孢粉帶進行生態地層對比，並由冷暖、乾濕指示類群的消長建立氣候序列，與全球冰期、間冰期進行氣候地層對比。
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- 4
請由西部麓山帶的地層紀錄比較蓬萊造山運動前後，北部麓山帶與南部麓山帶（二者以北港高地為分界）沉積岩層特徵上的差異。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
蓬萊造山運動使臺灣西部由被動大陸邊緣轉為前陸盆地，沉積物源、古流向、岩相與沉積速率都隨之改變；又因弧陸碰撞由北往南斜向推進，加上北港高區的基盤高區分隔，南北麓山帶在造山前後的地層紀錄呈現明顯差異。作答以「造山前／造山後」為縱軸、「北部／南部」為橫軸做比較。
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106 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請分別說明指準化石（index fossil）和指準層（marker bed）的特性。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
指準化石與指準層都是地層對比的工具，前者屬生物地層學、靠生物演化的不可逆性；後者屬岩性或事件地層學、靠特殊而易辨的岩層。作答分別說明定義、應具備條件、應用與限制，最後比較。
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- 2
請說明正常海退（normal regression）和強制海退（forced regression）層序在成因和地層架構上的差異。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
海退依成因分兩類：正常海退是沉積物供應量超過可容空間增加量所造成；強制海退則是相對海水面下降、不論供應多少都迫使海岸線向海遷移。兩者在層序地層中的體系域位置、疊置樣式與關鍵界面都不同。
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- 3
請根據岩性地層單位邊界的特性說明震測地層學最基本也是最重要的前提或假設，亦即，有關震測剖面上反射層的地質含意。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
震測地層學最基本的前提是：震測反射層大致沿著層面與不整合面等「原始沉積面」產生，因此反射面具有年代地層（等時）意義，而非追蹤岩性地層單位的邊界。理由在於岩性地層邊界多為穿時的相變界面。
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- 4
請詳細說明臺灣西部麓山帶更新統岩相由下而上和從北到南的變化，並解釋此變化在臺灣沉積盆地演化和近期地體構造運動上的含意。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
臺灣西部麓山帶更新統屬前陸盆地充填物，垂直上呈向上變粗、變淺，水平上北粗南細，反映造山帶隆升、物源逼近與弧陸碰撞由北往南斜向推進，盆地由北部的過度充填轉為南部的未充填。
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105 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試繪簡圖展示「非整合」 （non-conformity）和「交角不整合」（angular unconformity），並說明其成因。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
兩者都是不整合，代表地層紀錄中有顯著的時間缺失；差別在於下伏岩體：非整合是沉積岩覆於火成岩或變質岩之上，交角不整合則是上下兩套沉積層呈角度相交。作答以簡圖配合成因過程說明。
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- 2
國際地層學界以金釘子（Golden Spike）作為平息地層邊界和年代爭議的依據。試舉例說明：（一）為何需要金釘子？（10 分）（二）如何定出金釘子年代？（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
金釘子即全球界線層型剖面和點位（GSSP），由國際地層委員會以單一實際剖面上的一個點，定義年代地層單位的下界。其目的是讓全球對界線有唯一、可客觀查驗的標準；年代則由剖面中的可定年材料與多重地層方法推算。
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- 3
以下列四種岩層作地層年代對比的依據時，何者比較可靠？試排列優先順序，並說明原因：（一）煤層，（二）火山灰，（三）黑色頁岩，（四）交錯層砂岩。（20 分）
（20 分）
- 4
科學家推測白堊紀末期曾發生隕星撞擊事件，造成全球性生物大滅絕，試舉四項地層證據以說明此項事件。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
白堊紀末（K-Pg 界線）隕星撞擊說由 Alvarez 父子等人於 1980 年提出，主要依據界線黏土層中的地球化學、礦物、沉積與生物證據，後來在墨西哥猶加敦半島找到 Chicxulub 撞擊坑。作答列舉四項以上地層證據，各說明為何指向撞擊。
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- 5
臺灣東部的海岸山脈可視為是呂宋島弧的一部分，有何地層證據支持這種說法？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
海岸山脈是呂宋島弧北段與歐亞大陸邊緣碰撞後增積到臺灣的部分，地層紀錄從火山弧基盤、弧上礁灰岩到弧前或碰撞盆地充填、混同層，組成典型的島弧—碰撞序列，可與呂宋島弧及綠島、蘭嶼對比。
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104 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
臺灣西部麓山帶地質分區可以北港高區為界，分成北部及南部，二者的地質特徵不盡相同。請回答下列二個問題：
（一）北部麓山帶中新世地層記錄，可分成三個「群（Group）」，這三個「群」有何地質意義？（15 分）
（二）南部麓山帶第四系，以細粒沉積物為其主要岩性，礫岩層僅分布在高雄地區，但是同時期的北部麓山帶卻有著巨厚的礫岩層，且分布面積廣大。二者為何有如此大的差異？在南部厚層第四紀的細粒沉積物中，常夾有石灰岩透鏡體，這些石灰岩透鏡體如何形成？（15 分）
（30 分）
參考架構・破題
北港高區為中生代基盤隆起，將西部麓山帶分成北部與南部（臺南盆地）。北部中新世地層呈三個海進海退旋迴，記錄被動邊緣的沉降與海水面變化；更新世時南北岩相差異則反映碰撞斜向推進與物源距離，南部深水泥岩中的石灰岩透鏡體則與構造高區上的礁體生長有關。
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- 2
請由地層記錄的觀點，分別述說下列兩個地區的形成年代？形成機制？及盆地演化史？（每小題 15 分，共 30 分）
（一）臺北盆地
（二）屏東平原
（30 分）
參考架構・破題
臺北盆地與屏東平原都是第四紀晚期形成的沉積盆地，但構造背景相反：臺北盆地位於北部後碰撞伸張區，由山腳斷層正斷層作用陷落形成；屏東平原則位於南部仍在擠壓的前陸區，是夾於中央山脈與西側丘陵間持續沉降的構造凹陷。作答依「年代－機制－演化」三段分述兩區。
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- 3
生物地層單位中最基本的單位為生物帶（Biozone），劃分生物帶需要建立生物面（Biohorizon）。請問：
（一）可以根據何種特徵建立生物面？（10 分）
（二）生物地層單位常與時間地層單位「斜交」（不等時），原因何在？（5 分）
（三）二者有無「等時」（Synchronous）的狀況？（5 分）
（20 分）
參考架構・破題
生物面是地層中可辨識的生物特徵變化面，生物帶即由生物面界定。作答須先說明生物面的種類，再從生物學與沉積學角度解釋生物面為何多半不等時，最後說明在何種條件下可視為近似等時。
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- 4
請回答下列問題：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）層序地層單位與岩石地層單位，二者在執行地層對比的原則上有何差異？
（二）研究事件地層學最重要的方法為進行穩定同位素的研究，其中 δ13C 和 δ18O 異常值在探討生物興衰及古氣候變遷上扮演重要角色。請說明這二種化學地層分析方法如何應用於海相地層中發生的事件。
（20 分）
103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
在 北 美 地 層 法 規 中 ， 有 二 種 地 層 單 位 ——Lithodemic unit （ 岩 體 地 層 單 位 ） 及Allostratigraphic unit（異體地層單位），其用法有別於傳統的 Lithostratigraphic unit（岩石地層單位）。請問這二種不同的地層單位分別適用於何種地質環境？（10 分）與岩石地層單位的用法有何不同？（5 分）這二種地層單位可否應用於臺灣的地質環境？（5 分）
（20 分）
- 2
請由臺灣東部海岸山脈的地層記錄，試述臺灣晚新生代最重要的造山運動——蓬萊造山運動的弧陸碰撞前後的演化史。（20 分）
（20 分）
- 3
層序地層學的觀念現已成為地層對比方法中極為重要的顯學之一。請問在(1)矽質碎屑物(2)碳酸鹽岩為主的環境中，二者的層序地層架構有何差異？（20 分）
（20 分）
- 4
臺灣地區的地質環境三大岩類（火成岩、沉積岩、變質岩）均存在，下列三種方法：C–14 定年 鈣質超微化石帶 K–Ar 定年法，常用來決定不同地層的年代，請試述這三種方法的基本原理。基本原理包括下列四項：（30 分）(1) 化學反應式或如何建立生物帶(2) 半衰期或可解析的時間尺度(3) 適用的地層或材料(4) 有效定年的範圍
（30 分）
參考架構・破題
三種方法分別適用不同時間尺度與材料：碳十四用於晚更新世至全新世含碳物質，鈣質超微化石帶用於新生代海相地層，鉀氬法用於含鉀火成岩與礦物，應依四項逐一說明，表列最清楚。
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- 5
請回答下列問題：（每小題 5 分，共 10 分）原因何在？為何不可以利用震測剖面反射訊號的差異性質，建立地下的岩石地層單位？
（10 分）
102 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
如何由一套新生代以陸相頁岩夾砂岩為主的地層建立地層時代？請敘述研究方法與步驟。（25 分）
（25 分）
- 2
以臺灣中部與南部的更新世地層為例，若欲建立一套高解析度（第六級，約 4 萬年尺度）的地層層序，兩處研究有何難易的差異，原因為何？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
四萬年尺度約相當於地球轉軸傾角週期，要達到此解析度需要連續沉積、可定年材料與良好的古氣候代用指標；臺灣南部更新世地層多為連續的深海泥岩，比中部粗粒陸相為主的地層容易研究。
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- 3
何謂岩石、生物、時間地層，其間的關係為何？（25 分）
（25 分）
- 4
如何在一複雜的變質岩或火成岩地層建立一套完整的地層層序？請敘述研究方法與步驟。（25 分）
（25 分）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。