台灣島地質結構東西南北大不同

  高山、平原、丘陵、海洋,大地的容貌時時在變換,宇宙的訊息輕輕在敲響。台灣,雖然只是一個小島,但是在這個小島上,卻透露著耐人尋味的點點滴滴,只要用心走過台灣島,自然可以發現山水之間總有奧妙! 以地質的觀點出發,您會發現每一顆石頭都是可貴的,因為它們已記錄下過去台灣島數千百萬年以來的歷史,而大地的痕跡也蘊藏在細小的砂粒之中,岩層中的化石可以告訴我們千百萬年前,台灣四周海洋中的世界。

  事實上,想要細分台灣島的構造,岩層中深藏的許多訊息是非常重要的,比方海岸山脈的岩層和中央山脈的岩層就是截然不同的;而台灣東部的地質特色和西部也勢必是不一樣的。因為台灣島來自海洋,板塊互相推擠運動造成了地殼的隆起而成為陸地,數千百萬年來逐漸演變,於是有了台灣島的誕生。台灣島,這個美麗的島嶼,有她豐富的內涵,就像拼圖一樣,整個島的構造是由高低起伏的高山、丘陵以及平坦的平原與盆地等等地形所組成,特別值得一提的是這塊美麗的拼圖,可不是隨意拼湊而成的,每一個小區塊的位置、結構、還有年代長短或久遠,都和台灣島誕生的歷程,有著息息相關的牽連呢!

  台灣島南北總長大約有四百公里,東西幅寬則大約是一百五十公里,台灣的主構造線大致是呈北北東走向,在東北部呈東北向,在東南部呈南北向。如果從空中俯瞰台灣,會看到一個地形相當複雜的海島,不但地形表現包羅萬象,最獨特的還是在這樣一個面積不大的小島上,竟有東亞最高聳的山脈,這是一般海島所少見的,而且只有在板塊擠壓的構造環境下才可能發生,究竟我們心之所繫的台灣島位於什麼樣的環境中,而這樣的環境對台灣島的構造形成又有什麼樣的影響,都是我們所要探究的內容。事實上在台灣島的四周海域內,東北方有沖繩海槽,南方有呂宋島弧等海底構造,在在影響著台灣島的形成,而台灣島構造依地質來區分,也可以清楚的看出台灣的主要構造和縱切台灣的幾條斷層線是有很大的關係的。

  整體來說,台灣的構造主要區分為五大區:

   (一)東部海岸山脈

   (二)花東縱谷

  (三)中央山脈

  (四)西部麓山帶

  (五)西部海岸平原

 

東部海岸山脈是菲律賓板塊離家出走的火山島

  介於台東縱谷與台灣東部海岸之間的東部海岸山脈,長約一百三十五公里,是一個新第三紀沈積盆,也是新第三紀火山弧,原本是位於菲律賓板塊上最西端的一串火山島,後來經過長久的板塊運動,這一串火山島終於流浪到台灣島東南方,而且就這麼留下來併入台灣島,成為今天的海岸山脈,所以海岸山脈對台灣島而言其實算是外來客。

  此區具有典型的濁流地槽式堆積,強烈之岩漿活動為其特色。海岸山脈的核心主要由安山岩質島弧岩漿凝結而成的火山岩。覆蓋在火山岩系上面的岩塊,都是由中新世、上新世、及更新世與火山活動有關的岩層組成。台灣東部海岸山脈主要的岩漿體出露在海岸山脈中段秀姑巒溪下游奇美村附近,故被稱為奇美火成雜岩。這個岩漿體大部分由安山岩質的岩流以及火山碎屑岩組成。

  海岸山脈是從二百萬年前開始慢慢的與台灣本島靠攏,跟本島縫合以後變成現在的海岸山脈,也形成了台灣最大的斷層----花東縱谷斷層。海岸山脈可說是台灣地槽中最為活躍的地帶,由於其中有混亂的岩石堆積或含有混同層,在造山運動中成為要角,並且到目前為西部麓山帶裸露的白砂岩岩層止還不斷的在活動中。

  同屬奇美火成雜岩的有海岸山脈東南外海的兩個主要火山島和其附屬島嶼,此即綠島和蘭嶼。綠島位在台東縣東南的外海,全島幾乎大部為安山岩質集塊岩所覆蓋,也有少量的安山岩流散布在各地。蘭嶼則是在台東縣東南的外海,全島由安山岩流和集塊岩構成。

  在海岸山脈周圍的海底,曾經如同現在的蘭嶼、綠島,四周有美麗的珊瑚礁,在小野柳隨處可見的珊瑚礁岩,就是最好的說明。小野柳這個地區所看到的經常是石頭外面包裹了一層厚厚的珊瑚礁,珊瑚礁本來是成長在海底的,為什麼露出陸地上來了呢?那就是因為菲律賓海板塊不斷的擠壓,把原來沉積在海底的岩層推上來了,所以不少的石頭上面都有厚厚的珊瑚礁,形成一種獨特的景觀,也透露了台灣島的生成和構造之間的密切性。

 

花東縱谷一全台最大的「活」斷層帶

  全台灣島最大的斷層帶----花東縱谷斷層帶,不僅有中央山脈的屏障,同時又有海岸山脈的依護,花東縱谷夾在兩座山脈中間,顯得封閉而安穩,但是若是您這麼想,可就大錯特錯了。花東縱谷是全台灣最大的斷層帶,也是最古老的,本區是一個急速下沉、急速沉積、大規模火山活動、濁流作用強烈和海底崩移運動發達的區域,雖然現在的斷層活動已不似往昔那般激烈,但它歷久不衰始終仍在活動中。

  從海岸山脈西面的谷地,到中央山脈之間,隔出了一條縱長的裂谷,也就是所謂的花東縱谷。花東縱谷是海岸山脈與中央山脈碰撞時,在它們之間所形成的狹長谷地。此處正好是「歐亞大陸板塊」與「菲律賓海板塊」的交接處,也是目前台灣經常有斷層活動與地震發生的地方。這一點在著名的玉里大橋斷層現象以及池上斷層露頭可看出端倪。連外國地質學家都注意的玉里大橋的斷層現象,反映出花東縱谷的活動未有停歇,這座橋剛好是一個東西走向的結構,跨在整個花東縱谷的上頭,而花東縱谷是台灣最大的、最長的、最有名的活動斷層,整座橋跨在花東縱谷斷層上的結果就是一例上升另一例下陷。根據地質學家測量的結果發現落差有十五公分左右,算是蠻大的落差。

  花東縱谷是海、陸板塊縫合帶,其間斷層、褶皺錯列,沖積扇及河階毗連,自然生態豐沛含有相當厚度的沖積物,並且兩側為一系列的沖積扇所圍繞,這些沖積扇的形成大部分來自中央山脈下來的河川。此區在台灣地景保育上呈現了生動的一頁,在世界自然保育體系中也有其深遠之潛力。

 

縱貫台灣的分水嶺--中央山脈

  在空中俯瞰台灣,最突出的當然還是最高、最廣的台灣島主幹,也就是中央山脈,其中玉山每年仍持續長高當中,太魯閣升格為國家公園受到保護,至於最南端的墾丁恆春半島,則是獨特的珊瑚礁岩地形,中央山脈的構造與地質深具特色。

  中央山脈綿延長達三百多公里是台灣的脊樑山脈,不僅幾乎縱貫台灣全島,它也是東西兩斜面之間的主要分水嶺,因此產生有趣的分野,凡是台灣西部的河川,都是向西流入台灣海峽,例如號稱專門出產好米的台灣第一長河----濁水溪,源自阿里山脈的曾文溪,還有滋養排灣文化的高屏溪等等。至於台灣東部的河川,則是向東流入太平洋,比方因泛舟活動而聞名的秀姑巒溪,河水清澈並且以封溪行動來保護國寶魚的卑南溪,這些都是典型的例子。這些河川為台灣版圖增添了幾許綠意,因為河川在下切的過程中,往往會攜帶泥砂、小石頭等淤積物往下流,而在下游河口形成沖積扇,因此如果是追溯台灣平原地形的來源,我們可以說高山與河川猶如親生父母般,耐心的付出自己只為了孕育它們的下一代----台灣島的平原地形,當然還包括時間這個重要的近親來幫忙。

 

台灣的地質史是板塊移動的最佳歷證

  說起中央山脈的成因,就一定要再次強調台灣島生成的大事記了,台灣的地理位置,在太平洋海盆的西側,屬於亞洲大陸的邊緣,換句話說,就是在大陸與海洋地殼交界上的地塊,根據推測,在久遠以前的中生代末期,曾經發生過一次大規模的構造運動,當時可能已在現今台灣的這塊土地上造成山脈,但是不久之後陸地又深埋海底,然而這樣悠久年代的歷史,著實已經難以追溯了。新一代的台灣地質史大約發生在六百萬到兩百萬年前,台灣島東南方向的島嶼撞上了歐亞大陸地塊,經過一連串巨大的撞擊和猛力的擠壓,強烈的壓力把海底的沉積物擠壓到水面上,伴隨的褶皺運動和斷層活動,形成了台灣造山帶,現今出露的岩層都是當時深埋在地底深部的古老岩石。

  中央山脈大部份是由堅硬或是經過輕度變質的第三紀巨厚泥質沉積岩組成,這個地質屯區在上新世末期至更新世初期,發生了蓬萊造山運動,這個造山運動把盆地中的泥質和其他的沉積物抬升起來,形成現在的中央山脈系統,這個系統包括中央山脈的脊樑山嶺和西側山地,同南延伸到恆春半島,並包圍了中央山脈東側大南澳片岩帶的南端。中央山脈東部的先第三紀變質雜岩是臺灣最古老的地質構造。此變質帶全面積佔了台灣陸地14%的面積。

  總體來說,中央山脈地質區裡,就是由原生的沈積岩,遭受地殼運動的作用,不斷的抬升,同時不斷的侵蝕,將原先的沈積岩層剝削完成之後,便成為現今的變質岩地貌。

  實際上,中央山脈最值得注意的現象,是在台灣這樣的小島上,居然能夠出現中央山脈這麼壯觀的山脈,而高達三千公尺以上的高山更是為數不少,還有更趣味的是,台灣島的地質構造一直處在變動的狀態,在動盪的環境中,地盤持續隆起,因此台灣的最高峰----玉山仍然在長高當中,地質學家推測,玉山一萬年大約可以上升五十公尺以上,也就是說,如果經過100萬年,就可以達到5000公尺以上了。

 

億萬年前的古石存在太魯閣露頭

  沿著立霧溪緩緩行進在氣勢磅礡、峭壁千仞的太魯閣峽谷之間,才發現什麼叫做集天地之大美、山水之情趣,太魯閣峽谷之所以偉大,和它形成的原因與時間有很大的關係,既然它是中央山脈最重要的岩層,就不得不了解一下它的地質特色。先說說太魯閣國家公園,它位於台灣東部花蓮、台中、南投三縣的交界處,東到太平洋、西到合歡山群、北臨南湖大山、南是奇萊連峰,整個國家公園面積十分廣闊,共有九萬兩千公頃,東西寬四十一公里,南北長三十八公里,峽谷地形可是區內最珍貴的寶藏!太魯閣山清水秀、變化多端,是大自然最令人感動的傑作,它是立霧溪的切割作用所產生的,然而先天條件也是不可或缺的因素,我們可以在峽谷岩層上,發現各種美麗的褶皺,那是由於多次的造山運動而產生的,此外又因為菲律賓板塊與歐亞大陸板塊之間,碰撞作用持續的進行,使得台灣島不斷隆起升高,上覆的岩層逐漸剝失,深埋在地下深處的大理岩,不但升高更露出地表,再加上河流巨大的侵蝕力量,於是山愈高、谷愈深,太魯閣峽谷就這麼造就而成了!在年輕的島嶼裡面,竟有這樣一個深獲世界級專家認同的世界級景觀,是何等的驕傲!

  太魯閣的地質是中央山脈地質的縮影,主要都是一些變質岩,有片岩、大理岩、還有一些片麻岩,這些都是一些變質的石頭,原來埋的深度大概是在十幾公里到二十公里的地方,但是由於造山運動把它抬升到地表,從整個台灣島的岩石來看,太魯閣這個區域的這些石頭,是台灣島目前出露到地表最古老的岩石,所以要看台灣最古老石頭,就要來太魯閣,它的年代是在二億年到二億年之間,甚至還可能有更老的石頭呢!太魯閣真是台灣之寶!

 

台灣最早、最大的油田--出磺坑

  從中央山脈的西斜面住西行,高聳的山嶺也隨著進入了較低的麓山地帶。西部麓山帶是剛剛隆起的新生山脈,高度比中央山脈低矮,一般多在海拔一千到兩千公尺以下。西部麓山帶的岩層至今並沒有產生變質作用,這些岩層都是三千萬年以來堆積在大陸棚上的沈積層。西部麓山帶的形成是因為碰撞的時候產生了逆斷層,把海底的岩層抬舉到地表變成隆起的山脈。

  在更新世紀主要的造山運動發生以後,西部麓山帶內的地層就被摺曲和逆斷層作用疊擠在一起。在麓山帶的東部,緊密而不對稱的摺曲和低角度的逆斷層特別顯著。西部麓山帶內地層由南到北變化快速,這種岩性變化在不同的地區衍生出很多不同的岩石地層單位。

  在本區西北部都是以含煤層的白砂岩夾灰黑色頁岩為主;到了東南部五指山層岩漸以灰黑色頁岩為主;到了大漢溪以南,五指山層就不再出露,僅在台灣中部一個背斜層中,有極小範圍地層出現。西部麓山帶中漸新世的地層單位有北部的五指山層及蚊子坑層與中部的粗坑層。

  西部麓山帶地殼運動的高潮是在上新更新世時期,也就是台灣地質上著名的蓬萊運動,此運動在台灣是最重要範圍最廣的造山運動。

  這個造山運動在台灣西部上新世行將結束和更新世初期開始,其實西部下降的沉積盆地內很多地點都堆積了厚層的礫岩,這個就是頭嵙山層。更新世初期的造山運動發生後,在北部造成了大屯和基隆兩個火山群,以安山岩、石英安山岩和碎屑岩為主,另外,位於台灣海峽的澎湖群島則以玄武岩為主。到今天,在西部麓山帶的褶皺衝斷帶還是有相當頻繁的地震活動。

  在西部麓山帶中的苗栗附近,有一個值得一提的地方,就是台灣難得產出石油的出磺坑。出磺坑是台灣最早、最大的油田,它不產硫磺卻取名叫出磺坑,真正出產的是很有經濟價值的油氣,出磺坑讓我們認識到著名的背斜構造,也讓許多地質學家都以這裡做為研究的對象,因為它的背斜構造相當完整,可以說是地質學上,很有用的實地參考資料。

 

最晚出現的沖積平原--西部海岸平原

  在西南部麓山帶的西面,地勢滑入了一大片廣大的濱海平原,緊位在台灣海峽的東緣。這一個臨海平原南北長約二百四十公里,東西最大的寬度是四十五公里。在台灣島的地質構造中,西部海岸平原是出現得最晚的一個區域,而且整個西部平原多是河流的沖積扇,地勢平坦,地質特色和其他區域是截然不同的。

  台灣島的擠壓是從東邊向西邊陸陸續續的推擠土來,山脈的形成也是一樣從東邊往西邊慢慢的抬高,目前台灣的西部平原主要是還沒有受到擠壓,還沒有形成高山的一個部份,是屬於一個平原的狀態,底下的一些沉積物,它是水平的,最重要的是從中央山脈被侵蝕下來的泥沙,大部份都在這個區域沉澱,所以會形成一個沖積平原,於是就有了海岸平原的形成。

  以區內的嘉南平原為例,由於屬幼年期,坦蕩平野尚未受顯著之刻蝕,惟臺南東西附近一帶,有高度超出平原地面10公尺至20公尺之沙丘。在本平原入流之濁水溪、曾文溪等,自其上游帶來大量沖積物,淤積於下游及河口地帶,且因臺灣西部地盤,仍逐漸緩慢上升,因此海岸線漸向西移,故嘉南平原之面積,現正向西擴展中。

  嘉南海岸平原之河流發源自中央山脈及玉山彙,河床廣闊,上流帶來之沖積物極多,下游則堆積現象顯著。此區內的海岸平原之海岸線,大致簡單平直,像在濁水溪與曾文溪兩河出口之間,沿岸沙洲瀉湖甚多,皆與海岸線平行。一般而言,海岸平原區之地形特徵為地形平坦遼闊,可利用度高,多半是開發之精華區。西部海岸平原及台地除了嘉南一帶外,地殼活動發生的機會與頻率並不明顯。

 

自然資源保言是政府民間共同的責任

西部海岸平原的環境變遷,除了長年來海岸地區養殖業的開發之外,近年來,尤其近十年來,工業區的設立嚴重的影響了海岸平原的環境,例如彰濱工業區、六輕、以及其他陸陸續續發展出來的工業區,像台南的七股工業區等等,都會影響到整個海岸平原的環境,海岸平原是一個很重要的區域,它是台灣主要的濕地以及潮間帶的環境,許多食物鍊裡面的微生物的繁殖;都是在潮間帶這個區域,所以這些環境如果被破壞,將來一定會造成整個台灣區域性環境的改變。保護西部海岸平原的環境是很重要的,關心它的變化也是相當重要,最近西部海岸平原出現了最受地質學家矚目的八卦山台地西側的彰化斷層,就是因為這個斷層造成了八卦山台地逐漸隆起,它可以說令我們目睹到了造山運動的肇始。

 

地質與地形的聯合國--台灣島

  漫遊台灣島,從東向西望去,很明顯的可以看出,台灣島的構造有海岸山脈,花東縱谷,中央山脈,西部麓山帶,還有西部海岸平原,這樣的分區將台灣島分為幾個主要區塊,彷彿一片長形的拼圖,因不同的地質而自成一區,但拼湊起來又十分和諧豐富多彩,台灣之美,就是因此深具吸引力吧!瞭解我們生存的土地、環境,能夠讓我們立足這塊土地上,更多了一份踏實感,也讓人類在開發使用地表資源的同時,更增添了一份對土地的情感與互動,也是我們珍惜土地、愛護自己的最佳詮釋。