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地质学对一般大众而言，似乎是既亲近、熟悉而又深奥、艰涩的一门学问。人类在面临环境巨变时，如火山、地震、海啸、山崩、土石流、地层下陷、全球暖化等，在各种媒体上常可以看到地质学家提供专业意见，例如「地震是地壳能量的正常释放」等，这些说法民众并不陌生。但地质学牵涉的时间与空间尺度极大、内涵博大精深，各种地质现象复杂，因果环环相扣而难以理解。地质学以-为研究材料，动辄以百万年为计算单位，相较於仅约1万年的人类历史来说，对於有46亿年之久的地球年龄及其变化，实在难以想像和体会。地质学也常用大范围地壳，或甚至地函的尺度来讨论地表作用，相较於一般人所见与触及的局部地表，空间上亦有千、万倍的差异，易造成理解上的障碍。
地质学与人类的生活息息相关，地球一切物质均可纳入地质学研究的内容。从石器时-始，在采集-制作石器的过程中，人类了解-的一些性质，并利用某些特性提供生活之用，可说是地质学最早的应用。例如-原住民便利用板岩作为石板屋的主要建材；发展至今，人类的食、衣、住、行各方面和地质学都脱不了关系。
就学科分类定义，地质学是对地球的起源、历史、组成、结构及其发生原因进行研究的学科。地质学的原意是有关地球的学问，广义来说等同於地球科学，涵盖地球的全部；狭义上多以固态地球做为地质学研究的主要范畴，但亦包括矿产与水等地球资源的研究，以及由地层物质研究古生物、古气候 、古海洋等地球环境领域。
贰、地质学原理及方法
在地质学发展的早期，许多地质现象不易从其他自然科学得到解释和证实，例如地球年龄在放射性同位素定年法发明之前，并无法得到合理的解释。早期地质学家根据观察到的有限现象进行全面推论，十分接近哲学思考，或许有些假说到最後证明是对的，但有许多不免流於空想臆测，或有「最不科学的科学」之讥。随着地质学原理的建立及科学技术的精进，现今地质学理论和其他自然科学同样需要合理的解释和验证方法，应可改称为「地质科学」。
现代地质学最重要的基础称为「均变学说」（principle of uniformitariani-），表示现在观察到的地质作用，在长远的地质时间上也一体适用；也就是说，可以用现在发生的现象来解释地球过去的历史。相对於均变学说，「灾变说」则认为地球的历史是由重大的灾变事件所创造，随时间而有不同。经过相关研究的累积，许多灾变现象已可从均变学说得到解释。例如在20世纪-漂移和板块构造学说提出之前，一般认为地球表面的形貌大体上不会变化；现在则相信地表的海陆分布是随时间而变化的，几乎可以用板块的移动来解释看似随机的地质事件。
时间是地质学最重要的因子，地质学有许多原理，包括原始水平定律、叠置定律、侵入定律、切割定律、包裹定律和生物演替定律，都是为了决定年代先後。原始水平定律认为沉积物最初会堆积成水平层状；叠置定律则是说在没有受到构造作用前，年轻的沉积岩层会覆盖较老岩层的上方。由这两个定律可以建立沉积岩的层序，进行对比。岩浆活动经常会侵入沉积岩之中形成火成岩，断层活动也会截切地层或地表面，表示这些活动的年代较被侵入或切断的地层新。相反的，被火成岩包裹或沉积岩层中的物体，应该就比岩层的年代更老，例如砾岩层中的砾石，形成於砾岩层堆积之前。沉积岩层中的生物化石是提供地层年代的重要证据之一。
地质学的研究方法主要有二：野外考察和实验模拟。一般人对地质学最深刻的印象，就是野外考察。风尘仆仆、刻苦耐劳、拿着地质鎚四处敲打-，常是多数人对地质学家的刻板印象。地球演变的讯息都储存於-中，野外研究确实是地质学的要务，是一切地质研究的根本。从野外-探究出其科学意义，是地质学家一大挑战，也是地质学超脱其他自然科学的特徵。从野外观察中描绘出地表形貌与地质构造的关系，将野外考察的知识累积并经过不断验证，就能逐步建立完整的区域地质体系。地质学家将观察的纪录和采集的标本带回实验室利用各种仪器监定分析，进行解释和模拟，推论出可能的解答，建立较为稳固的学说。现代有许多高科技的地球化学与地球物理分析仪器可用於地质学研究，例如X-光绕射仪、电子探针微分析仪、质谱仪、地震仪和太空卫星遥测仪等，使得20世纪地质学研究获得许多突破性的成果。此外，资讯科技的发展，电脑速度越来越快，过去难以模拟的地质理论模式，如今可以藉由电脑模拟，探究各种时空尺度的地质现象。
参、-地质的研究
-的地质研究已有百年的历史，日治时期从经济地质出发，主要是为了开采-的矿产，以金、煤及石油的探勘研究为基础，扩展到纯粹的地质研究；蒐集野外资料及制作地质图，对-的形成历史建立初步的认识。第二次世界大战之後，地质工作除了制作全台各地的地质图之外，也上山下海开展各项基本研究，石油公司从-西部一路向-海峡探勘，地质学家则深入中央山脉各地找寻-最古老的岩层和化石证据。到了1960年代末期，板块构造学说兴起，掀起地质学的革命，藉由板块构造学说的综合解释，得到-的地质历史演变过程。由於-是新的弧陆斜碰撞带，造山运动持续而剧烈，而且山脉自出生、老化以至沉毁的不同阶段同时在眼前呈现，因此吸引国内外许多学者积极投入研究。
依板块构造学说，地球外部是由7个大板块和若干小板块拼接而成。由地球深处的对流作用带动，板块彼此分离、聚拢或水平错动，在板块交界处产生火山或断层活动等。中生代时期古太平洋板块隐没到欧亚-下方，导致东亚地区产生广泛的火成与变质活动，在-称之为南澳运动，形成大南澳变质杂岩。新生代的-也是板块作用造成，菲律宾海板块向北隐没於欧亚板块之下，而南海一带的欧亚板块则向东隐没於菲律宾海板块之下。-岛就位在两个隐没带之间。板块隐没而形成的火山岛弧系统分别称为琉球岛弧与吕宋岛弧；-岛的花东纵谷成为欧亚板块与菲律宾海板块碰撞的交界。
-位属於环太平洋的火山及地震带的一部分，菲律宾海板块以每年平均7-8公分的速度向西北方移动，西缘的吕宋岛弧北端在距今约600万年前撞上欧亚-的边缘，形成-的山脉、丘陵和平原。在板块聚合挤压下，菲律宾海板块上的火山岛弧（海岸山脉）犹如推土机般的挤压欧亚-边缘，造成-边缘地壳剧烈变形而隆起；山脉逐次增长并向西扩大，长期碰撞形成中央山脉、西部麓山带等地质构造带，山脉形成的次序大致由北向南、由东向西。地质构造带的排列与山脉平行，由东向西分别为海岸山脉、花东纵谷、中央山脉、西部麓山带等。
肆、-重要的地质现象
-史上最重要的经济矿产当属黄金，主要产地九份和金瓜石矿区曾盛极一时，是世界级的金矿，也是东亚最大的金矿床，对-早期的经济开发贡献卓着。从矿物学的观点，这个矿区内还有许多具有学术价值的矿物，如硫砷铜矿、脆硫锑铜矿（又称法马丁矿）等，常成为各国博物馆收藏的对象，甚至为这些矿物举办过特展。-另一重要的经济矿物为闪玉（或称「-玉」），产量曾高居世界第一；主要产於花莲丰田矿区，不过如今已停止开采。丰田一带早在5,000年前就有玉器的制作，流通全-甚至远达西南太平洋，卑南文化精美的玉器皆来此处。在日治时期，丰田开采石棉做为-用途之用，却将玉石废弃不用，直到1960年代，才开始大量开采闪玉打磨。硫是-最早的重要输出矿产，早在荷兰、西班牙势力进入-之前，大屯山区原住民即用手挖坑采硫，经由商人转卖到亚洲各地。大屯山区另一个着名的矿物为北投石，是世界上唯一以-地名命名的矿物。文石亦是-重要的宝石矿物，以澎湖所产最为知名，可说是当地的代表。东部出产的-蓝宝、玫瑰石，具有特殊的光彩，成为收藏家的珍宝。其他因民生、工业用途开采的矿物还包括石英、白云石、石膏、石盐和滑石。
-堪称世界最复杂的地质区之一，出现的-包含火成岩、沉积岩和变质岩等三大岩类。安山岩主要分布於北部火山群、东部海岸山脉及火山岛；玄武岩以澎湖群岛为主要产地，花冈岩则分布於金门。沉积岩是-分布最广的-，大致可分为砾岩、砂岩、泥岩、石灰岩。-是大地构造活动最频繁的地区，板块挤压造成广泛的变质作用，构成-山脉的核心主体，形塑世界级的太鲁阁大理岩峡谷景观。其他变质岩还包括板岩、片岩、蛇纹岩、片麻岩、硬页岩等。
就长远的地质时间来看，-是个新生的岛屿，地层的沉积年代多为新生代（距今6,500万年以前）；多次的变质作用抹除新生代以前地层的许多地质纪录，地史学的研究难度相对较高。反之，-的新生代地层巨厚且广泛出露地表，研究材料丰富。第四纪地层堆积速率快且厚；着名的化石产地有台南县左镇乡菜寮溪化石层、苗栗县後龙镇过港贝化石层与屏东县恒春四沟层。近年地质学家正由树木年轮和珊瑚骨骼的研究，尝试建立-过去数百年的气候变化。
地质历史上，-主要的造山运动有2次，分别是距今约7,000万年前的南澳运动和距今约600万年前开始至今的蓬莱运动。1960年代板块构造学说建立以来，-就成为国际地质研究的焦点之一；东部海岸山脉的利吉层，称为混同层，成因与板块隐没作用相关，是支持板块构造学说的重要证据。-位於欧亚板块和菲律宾海板块的交界处，吕宋岛弧像推土机一样将原本堆积在欧亚-边缘的地层推挤，形成一系列向西逆冲的断层，同时岩层内产生许多褶皱和节理。
石油与天然气等化石燃料是维系现代社会经济的基础，由於深藏於地下，要靠地质学家来探勘。1861年（咸丰11年）苗栗县出磺坑开凿-第一口油井，至今这个矿区仍在生产油气，是世界开采时间最久远的油气矿区之一。-采煤的历史更为久远，可追溯至1,000年前的十三行文化，历经荷西时期、清领时期，到日治时期产量开始大为增加。1960年代因政府支持而到达产量高峰，是-当时能源与经济的命脉。後来因为矿灾频传，加上新式发电厂改用燃油，国际煤价竞争，使-煤矿的开采走入历史。
从工业革命以来，人类利用化石燃料的巨大能量改造世界，机械文明产生「人定胜天」的迷思。在进行开发的同时，对自然环境不够重视，遇上天灾地变时，便有可能造成严重的灾害。-地狭人稠，开发重点逐渐从平原往山坡地开展，若未妥善处理，常导致山崩灾害。-地壳抬升速率快，风化侵蚀作用剧烈，山区到处是崩落堆积的土石，由於缺乏国土规画，如果开发不当容易导致土石流四处发生。在工程建设时，也必须考量地质材料的性质可能对结构物造成危害，例如土壤液化。此外，在沿海平原与盆地等第四纪松软地层区，超量抽取地下水导致地层下陷，易酿成水灾与排水-等环境问题。这些地质灾害直接影响人民的生命和生计，是-当前迫切需要解决的问题。
伍、-地质学研究的展望
从基础研究的角度，-活跃的地质环境可以验证板块构造学说，尤其关於地壳变形和隐没作用的各种假说。1999年的集集地震聚焦全球地球科学界的眼光，公认-是良好的天然实验室，有丰富的地质条件和地质作用可供研究。例如利用-位於板块边界的特性，以全球定位系统（GPS）、卫星遥测、应变计和大地测量，观测不同时间与空间尺度的地壳变形，以充分掌握板块边界变形特性与机制。此外，地表的环境地质和水文地质研究，地球-的物理及化学性质研究，以至各种时间尺度的古气候变迁及未来变化之研究等，都有相当好的前景。
从科学发展的角度而言，随着对地球的了解逐渐增加，单一学门的知识难以处理地球各项议题，希望能将大气圈、-圈、水圈、生物圈整合起來成为「地球系统」，联合地球科学相关学门，探讨地球及其上生物之间的互动关系。地球系统科学是全球变迁研究及永续发展研究的基础。希望在未来能充分掌握了解地球系统运作机制，发展出预测模拟地球系统变化的模式，评估人为活动影响地球的程度，还有地球系统对人類生存发展的影响。
从工程建设的角度，以往地质知识的应用主要是在水坝和隧道建设；随着结构物规模日益高大复杂，像是台北101大楼、高速铁路和雪山隧道等，都需要更精密的地质资讯做为基础。-的土壤和地下水污染层出不穷，例如桃园RCA厂污染事件，不管要进行控制或整治工作，都需要了解地下的地质状况。另一个重要课题是核能废料的最终处置；由於时间长达万年，只能凭藉地质学知识来加以解析，再配合工程方法来处理。
20世纪以来，世界人口快速增长，生活品质提高，对人身安全的保障也相对提高。从地球的观点，自然资源逐渐耗尽或遭受污染，自然因素或人为活动经常导致地质灾害。人类在地球的角色转变，面临许多自然界的挑战，生存发展都受到自然条件的限制。地质学的应用从过去的经济开发转变成保护人类和环境。联合国在1992年举办「地球高峰会议」，签署「联合国21世纪议程」，揭櫫「永续发展」的理念。在此理念上，人类社会的发展必须与自然界的生生不息共存共荣，其前提是对地球周遭环境要更深入了解，方能避免人类过度发展导致地球环境的大规模破坏。近年关於全球暖化的议题，显示人類活动的影响已经超过自然因素，造成全球环境的变迁。全球变迁牵涉到自然科学、社会科学和科技工程，影响着国际社会各国乃至每一个人。地质学家的使命除了基础研究之外，也要兼顾全球环境，重视人与环境的互动，服务人群并保护环境。藉由地质学的知识，在资源开发、土地利用及人类活动间取得平衡，维系人类未来的生存环境品质。
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