觀音山地質簡介
感謝陳培源教授
一、位置、交通、與行程
甲、一般地質
觀音山位於淡水河河口之南岸，最高峰609公尺，隔河與北岸之大屯火山群遙遙相對，二者均屬第四紀之火山地區。往觀音山地質考察可由臺北市塔城街搭乘三重客運汽車經蘆洲至成子寮（成洲）站下車，由此開始考察行程，沿凌雲山路，經中坑、觀音坑? 凌雲禪寺（參閱圖1-1觀音山地區地質圖），然後往北下山，經華富山、?
二、地質概述
觀音山位於臺灣最北端，隔淡水河與大屯火山群遙遙相望。它與大屯火山各為獨立的火山活動所造成，但都是屬於第四紀更新世（約二百萬年前）時經數次噴發而成。噴發的原因可能由於菲律賓海板塊碰撞到歐亞板塊而隱沒到其下方所引起的火山作用。因之觀音山可 視為琉球火山弧的延伸。
甲、火山形態
觀音山火山之主體可能是一中央噴發之錐狀火山，錐體半徑約 1～2 公里，噴發中心在觀音山主峰之東南方。在凌雲山一帶之半環形之連峰可能是火山口壁之西側。在此以東，在石壁坑附近之地形，呈馬蹄狀之半圓形凹陷
（照片 1-1 ）可能是火山口所在，但火山口之東壁已經爆破或塌陷而崩潰，其部份碎屑構成分佈於凌雲山以東地區之集塊岩或原先之火山碎屑流與火山礫岩乙、火山岩
觀音山噴出熔岩流也和大屯火山群相似，均以安山岩為主。一般安山岩常呈現灰、灰黑或灰紫色，且多呈斑狀結構，由結晶較粗大之斑晶散佈在石質細密之石基中（照片 1-2 ）。斑晶礦物以鐵鎂礦物（成分中都含有鐵和鎂的礦物）為多，包括橄欖石、普通輝石、紫蘇輝石、角閃石、黑雲母等礦物，此外還有灰白色的斜長石。石基以斜長石和些鐵鎂礦物的微晶（肉眼不能分辨的）和無結晶的火山玻? 本區安山岩熔岩依噴發之先後，由下而上司分別為三層，各層岩石在組織上和成分上都有多少不同。 下層（或第一層）是普通輝石安山岩熔岩。主要露出於火山錐體之中心地帶，包括石壁坑及其東側之米倉村、烏山頭，至福隆山等地。安山岩顏色深灰，呈斑狀結構有許多黑綠色之普通輝石斑晶，散佈在灰色細晶之石基中，斑晶大者可達5公厘左右。在顯微鏡下觀察岩石薄片，這些斑晶多成雙晶或叢晶（glomerocryst）（由數個晶體結集而成），輝石之外還有多數斜長石和少數橄欖石（照片 1-3）中層（或第二層）的熔岩是由兩輝安山岩構造。岩石外觀灰色，普通輝石之斑晶雖粗大易見但甚稀少，細長之紫蘇輝石晶體頗多但均細小。本岩石之石基佔量較多，由斜長石和紫蘇輝石細晶以及火山玻璃所組成。本層是觀音山中露佈面積最廣的熔岩，主要分佈於觀音 山主峰北側之山坡（見圖 1-1地質圖
）。
上層（第三層）之熔岩之紫蘇輝石安山岩與一部份角閃石紫蘇安山岩為其特徵，顏色淡灰色或灰紫，斑晶細小不顯著。有時可見有細長之紫蘇輝石或角閃石之小晶，紫蘇輝石含量或多或少各地不同，含有角閃石者以褐紅色之玄閃石（oxyhronblende）為主，多有受早期岩漿熔蝕之外形與因反應而生之鐵礦微粒。石基較多包含微晶與玻璃質本層主要分佈在火山中央之頂部，由觀音山主峰至崩山一帶。
(2) 其他小規模火山岩體：
在本地區內除上述之安山熔岩流之外，還有兩處獨立之小規模火山岩體，一是在觀音山站北側公路旁出露之黑雲母角閃安山岩（位置見
圖 1-1 地質圖）為一厚約 20～40 公尺厚之岩脈狀小侵入岩體（或稱觀音坑山安山岩脈），穿入觀音山層之粉砂岩之中，詳情岩性和地質見第三站之說明中。另一處是突出於成子寮附近低地上之萬年塔小山，岩石是橄欖石玄武岩，可能是一火山側噴發之岩體（見沿線第一站說明）。
(3) 火山碎屑岩：
火山碎屑岩包括火山角礫岩、凝灰岩，及在水中沉積之火山礫岩等，其中角礫之大小不一，以礫長 10～20 公分者佔多數。在凌雲寺硬漢嶺一帶往東南至占山，露出較厚，含有各種安山岩礫塊，但以紫蘇安山岩較佔多數，其中也偶含有沉積岩礫與石英顆粒。在東南外緣地帶如獅子頭和成洲一帶之碎屑岩多顯有岩屑流或沉積岩之結構。
丙、火山之基盤岩層與上覆及同時代之沉積地層
- 基盤岩層：
在火山岩蓋覆之下的沉積層岩，在本地區內露出者，在中心及東緣有陸相或濱海相之觀音山層，在西北邊有淺海相之大南灣層，二者可能均屬早期更新世之沉積。觀音山層是以淺灰色而較疏鬆之砂岩和粉砂岩或泥岩二者之互層為主，局部含有凝灰質及含有只類及有孔蟲化石之層次，也偶有含有碳質或煤質薄層，及有碳化漂木之細砂岩。本層上部含有礫層，以砂岩圓礫為主，但也有含有安山岩礫者
（照 片 1-4 ）(2)上覆及同時代之沉積地層：
此類地層可分為林口層、火山岩屑堆積，和近代沖積層。林口層代表更新世之臺地堆積層，也許是古代沖積扇沉積物，由巨厚之礫石層及覆蓋其上的厚數公尺以至十公尺之紅土層所組成
（照片1-6）。礫石層在本地 區之南方較厚，可達 200 公尺左右，礫徑也較大，向北方漸次減薄，礫徑也較小，含泥沙量增加，礫石多亞圓形以硬化或石英岩質砂岩為主，也含有少數安山岩礫石，有些層次顯
近代沖積層分佈於本地區外緣之海岸與淡水河和一些支流之沖積地和河床為現代之海濱和河川之沉積物。
觀音山層和林口層礫石層中，都部份含有安山岩以及玄武岩礫石，表示在這二地層沉積之時，地面已有火山岩的露出，因此火山岩被侵蝕後之礫石流入沉積地點，觀音山沉積之時火山活動可能剛開始，斷斷續續的噴發。而林口層之礫石層是在火山活動停止之時或近於 同期之沉積物。
乙、行程沿線地質說明
第一站：成子寮萬年塔玄武岩。
由臺北市北門搭乘三重客運汽車，經蘆洲到臺北縣五股鄉之成子寮（成洲）站下車。由凌雲路左側巷道（凌雲路一段 149 巷）進入（向西）。到巷底（位在威洲國小西北方）有小山，名萬年塔，山高約 120 公尺。山上岩石全是含有橄欖岩之玄武岩。自此循小路上山，山坡多半闢成墓園，要到半山以上才有玄武岩之零星露頭，但墓園石材都是就地取材，所以也能權充為此玄武岩之觀察研究。
此地玄武岩顏色灰黑，在其礦物成分中，以斜長石、普通輝石和橄欖石為主，後二者多成細小斑晶，長度多不及 3 公厘(mm)，須用放大鏡才易看到。橄欖石呈粒狀集合體，色灰綠，風化後有些因氧化呈褐色斑點；輝石多呈黑綠色之砂柱體，橫面近四邊形或八邊形，在放大鏡或顯微鏡下可見有兩組近於交的解理，這和角閃石的六邊形斷面和有交角 120°的解理可相區別（比較照片 1-8 和成子寮附近有碑石工廠多家，在這裏所產玄武岩或玄武岩質安山岩，就是臺灣廟宇中石柱、碑石等石材的主要來源。
〔附註〕 由成子寮上萬年塔山須穿行墓園小路，上、下約費時一個鐘頭，若考察時間不足分配，則可省略。但巷底有石材工廠，可以參觀其原材鋸切與成品，也可檢取小塊樣品。
第二站：凌雲二路、林口層礫岩與火山碎屑堆積層。
自萬年塔下山，同到成子寮街上沿往觀音山的道路（凌雲二路，即 53-1 號道路）西行數百公尺，有三重客運之北勢坑站牌，在此路旁之山坡截面上露出有礫石層，在其頂部有火山碎屑層覆蓋，二者之間是假整合接觸（就是林口層露出地面，經過一段長時間之侵蝕之後，再有火山岩屑堆積在侵蝕面之上）。在接觸面之下與礫石層之間還有灰黃色（風化顏色 ）粉砂質泥層一層，厚約一公尺，與礫石層不整合，均屬於林口層。在此處礫石層露出厚度，僅數公尺。再往西約 300 公尺，在勝泰工廠對面山坡也有類似剖面可見，但此處在火山碎屑堆積層之下只有兩三公尺厚的淺灰色粉砂質至細砂質泥層
（照片 1-10 ）。火山碎屑堆積層和林口層之礫石層中所含的礫石，在形態和成分上有所不同。火山碎屑層全是由具有明顯稜角之安山岩角礫組成，並部分混合泥沙，安山岩角礫以紫蘇輝石安山岩和兩輝安山岩佔多數，也常含有少數黑色多孔狀之玄武岩質之礫塊（或稱岩滓）。表示主要由附近 地區崩落之火山岩岩屑在地面上之堆積，未經過長途搬運或水流磨蝕。此與林口層礫石大半都是圓渾之砂岩或石英岩質砂石之卵石或大礫，表示曾經長途磨蝕者有所不同。再西行約 600 公尺（距成子寮 1.3 公里），在一警局靶場之內，崖壁聳立，高達數十公尺，全屬林口層之礫層和所問夾之粉砂質泥層所組成，此處頂上未見有火山碎屑層蓋覆（照片 1-6 ）。礫石層略近水平，微向崖內傾斜，礫石層之中，有些部分已被成覆瓦狀之礫石堆疊（照片 1-11），表示沉積時水流頗急速，且水流自南往北流動。
在靶場之林口層露出剖面比前兩露頭既高且厚，頂部卻未見有火山碎屑堆積，此種在層位和地形上差別，可能表示在火山岩屑層堆積之時，地面已被侵蝕而有顯著起伏和高差，火山碎屑再順地面斜坡或低陷地方堆積（故屬假整合），再經過現代侵蝕，斷斷續續如現今 所見。另一可能是在靶場和勝泰工廠之間有一很新期的斷層，使西邊地塊上升，東邊下降（但也有人以為火山岩屑（或角礫）底下的礫岩屬於觀音山層而非林口層礫岩）。附近礫石層過去曾經採掘作砂石材料。
第三站：中坑附近觀音山層和黑雲母角閃安山岩侵入岩體
過坑口，道路轉折向北，經觀音坑與中坑站到達觀音山站，目前客運站以此為終點。自此前進道路急速轉彎轉上山。在此隔谷眺望（向西北方），呈單面山狀山頭之山坡上有層理明顯之觀音山層出露
（照片l-12） 。在彎道旁分叉的小徑上司細觀其岩石性質和層序，此處岩層走向呈北偏東70度，傾斜向東南，傾角近 35°（學生可在此試測岩層之位態，即走向和傾斜）。在此處附近露出?
過上述彎道後，大約 900 尺之路旁，有黑雲母角閃安山岩在路旁出露
（照片 1-13 ）。岩石灰色呈斑狀，斑晶較細小，有黑色角閃石和較少數黑雲母和紫蘇輝石，稀疏的散佈在灰色石基之中，此外也有許多斑點狀之灰白色斜長石。角閃石里長條柱狀，有時可見六邊形斷面。黑雲母也是六邊形的，但呈片狀重疊，在光線下有反光。在這安山岩中常含有較早期凝結 的安山岩角礫（稱同源包裹?
至安山岩露頭盡頭處（由觀音山站至此 800 公尺），道路迴折向東，路旁出露觀音山層之粉砂質泥岩，顆粒微細，色灰微綠，但岩質較一般觀音山層為堅硬，是受安山岩侵入時之熱力所焙烤之變質現象。在泥質岩中含有一些細砂岩小礫與許多灰綠色膨潤石黏士充填之小孔穴（照片 1-15 ）。在安山岩體周圍的觀音山層可能因被安山岩之侵入而拱起一穹丘 (dome) 構造（參閱地質圖中地層位態的分? 自前一站之硬化泥質岩處往西北以至凌雲山鞍部（距離成子寮約 7 公里）沿途都是觀音山地層，但岩層傾斜與前段相反，都傾向北北西方向。其中岩石以砂岩與泥質粉砂岩或頁岩之互層為主。砂岩之顆粒有些甚粗，並含有超過 2 公厘之細礫（米礫），在中部並有純石英砂粒，密集成層（在道路成U字形彎道處）。在將近鞍部有分路，若右轉則往凌雲禪寺，若繼續前進約 200 公尺，在通往五股道路上之路旁有觀音山層出露，向西北傾斜，在其頂部有已紅土化的火山岩屑披蓋，順山坡下傾。在接觸面附近的剖面如照片 1-16 所示，最上層火山岩屑是由紅土和大小不一的安山岩碎屑塊相混在一起。可能在第四紀後期在火山岩崩碎的碎石堆中逐漸有土壤發育，因為氣候溫濕，土壤中鐵分容易氧化雨生成三價鐵（Fe2O3) ，呈現紅色，與陽明山以及林口臺地之紅土相似，在土壤分類上都屬於紅棕壤 （reddish brownlatosols)。有些安山岩礫塊經長期風化雨有洋蔥狀剝落現象（球狀風化）。（在紅土之礫岩中以及路上之碎石中，可撿到含有很多普通輝石斑晶之輝石安山岩碎塊）。不整合在火山岩屑層底下的觀音山層自上而下是淡灰色黏土層，厚約 1 公尺，再下是磨圓的礫石層，大小多在五公分左右，固結頗為緊密，再下部又是黏土層。礫層中之礫石渾圓，填充泥沙甚少，表示已經長期磨蝕和淘選，可能在河流下游或海灘的沉積。 由鞍部往五股道路上同轉，到往凌雲禪寺之叉路上，由路口前進約 200 公尺有聖公媽廟，再 300 公尺（共 1/2 公里）是凌雲嶺，由此下山 150 公尺即到凌雲禪寺停車場，或硬漢嶺登山口。由聖公媽廟到凌雲嶺之路旁，均有紫蘇安山岩之巨石露出，應屬於上層（或第三層）熔岩流之碎塊，石質灰色，斑晶稀疏而細小，以細長之柱狀紫蘇輝石為主，有時可 見斑晶叢及捕虜石塊。凌雲禪寺則座落於集塊岩（或稱火山角礫岩）之地區，在寺旁與硬漢嶺登山口以至途中均有岩石露出 由凌雲寺同到聖公媽廟附近有叉路接（北 53 號）道路，通過分水嶺，下坡後數百公尺之路旁有安山岩露頭（由凌雲禪寺至此 1 公里）。此處也是斑晶稀少的紫蘇安山岩，在顯微鏡下觀察其岩石薄片，可見有許多無色透明之斜長石和淡紅褐色之紫蘇輝石之細晶，岩石中有許多近垂直的節理（照片 1-19 ）。由叉路口至此露頭之間經過鞍部附近之路旁有觀音山層 由第六站沿道路往北下山，中經華富山果園，約三公里與（北 50 號）道路成丁字形啣接，路自此東折，沿（北號 50 ）路再行約 2.5 公里即達在路旁之大堀湖採石場。 此處採石場所採安山岩係渡船頭一帶石材店石材之主要來源。所採安山岩是出於山坡上紅土化之火山碎屑層中所含有安山岩巨礫。使用挖土機（怪手）由土層中挖出安山岩礫塊 自採石場往東北下山，大約三公里到達渡船頭，啣接成子寮至八里間之公路。在此附近以至成子寮之途中有石材數家，可擇一參觀其作業。通常將石材鋸切成石塊或石板，再經打磨使表面光亮，以為石板、墓碑、石柱等之用（照片 1-23 ）或則更加雕刻而成各種形像。 自渡船頭有渡船過江到對岸的淡水，過去是兩岸間之重要交通工具，但自關渡大橋建成通車之後，擺渡生意已趨式微。 自渡船頭可搭客運汽車同臺北，中途可遠眺觀音山全景，隔河與大屯火山群相對峙。自聖心女中附近至龍形附近可望見觀音山群峰環抱呈半圓形，其前向（東側）成陡壁下陷，即可能為火山口之殘跡所在。關渡大橋橫跨淡水河上接連於北岸關渡與南岸獅子頭之間。淡水河流經此處，因受南北兩岸由火山岩屑流所構成之突出山嘴所扼制，江流窄狹，成一水口 (water gap)，但因建造大橋，兩岸已部分被挖掘拓寬。在獅子頭可見火山角礫岩（或岩屑流）之露出。 第九條路線 蘇花公路蘇澳至南澳段沿線 附近地質簡介 感謝李春生教授 甲、一般地質 蘇花公路蘇澳至南澳沿線出露的岩層以變質岩為主。地層之分布從北到南分為廬山層、南蘇澳層及大南澳片岩。中新世廬山層分布在此路線最北端，岩性以板岩與千枚岩為主。始新世的南蘇澳層以斷層與廬山層接觸。該層岩性由長石質砂岩、變質輝綠岩、板岩及千枚岩等組成。古生代晚期的大南澳片岩分布最廣，也分布在最南端，其岩性至為複雜，主要岩類為石墨（黑色）片岩，綠泥岩（綠色片岩）、石英片岩、矽質片岩、變質石灰岩（大理岩）、片麻岩、角閃岩、白雲岩、蛇紋岩及偉晶花崗岩等組成。大南澳片岩依逆衝斷層上覆到上述二年輕地層之上（圖9-1）。 本路線之設計，主要著重在（一）觀察上述以受變質之諸地層及其代表岩性，（二）同時特別強調大南澳片岩與上覆年輕板岩地層之斷層接觸關係，以及（三）角閃岩為正片麻岩所侵入的現象，利用截切定律及其他種種地質證據，顯示此地之角閃岩體可能為臺灣最老的一套岩層和（四）角閃岩廣受區域性後期輝綠岩脈之貫穿。利用截切定律同樣也可證明此輝綠岩脈之貫穿作用發生後，一般相信它發生於新生代。 乙、行程沿線地質說明 考察地點：除 9、10 站參考圖9-3外，餘請參考圖9-1。 第一站 地層：中新世廬山層。 岩性：硬頁岩或板岩夾薄層變質砂岩。 觀察事項：1.上述地層岩性之觀察應在沐浴場附近，已開挖小丘之山邊進行。 第二站：從蘇花公路蘇澳起站點算至南行約8.5公里處，有一折向海岸（即左轉）之沿海支線，專做輸送大理石礦石之用。在進口處停車爭取管理員同意後進入此路，在叉路上南行約2公里，在圖9-1上標示為2 之第一大凹處有板岩和千枚岩發育的露頭處停車。 地層：中新世廬山層。 岩性：深灰色至黑色板岩、千枚言及砂岩。 觀察事項：1.板岩組織堅緻劈理與節理發達，但層理不易觀察，僅在夾有砂岩處可測量層理。千枚岩之劈理面因雲母積聚而為絹絲光澤。且偶爾可見白色的石英細脈。他們均為細粒沈積岩，經變質作用而形成（照片9-2）。 第三站 地層：可能為始新世的南蘇澳層。 岩性：變質輝綠岩、砂岩。 觀察事項：1.在停車處未過凹前或往北回頭走尋找一種帶綠色的輝綠岩，因受變質，可以稱為變質輝綠岩。輝綠岩之主要組成為礦物為，長石、角閃石、輝石、榍石及綠泥石等（照片9-3）。但如無時間則可省略。 第四站 地層：南蘇澳層與大南澳片岩斷層接觸帶。 岩性：片言、砂岩、斷層角礫岩、斷層泥。 觀察事項：1斷層壓碎帶，寬約30公尺，斷層清晰，並含斷層泥及斷層角礫岩（照片9-8）。 第五站 地層：大南澳片岩。 岩性：大理岩與綠色片岩。 觀察事項：1.觀察採石場堆集之大理岩礦石，以及採石作業及裝載運輸情形。 第六站：驅車繼續南下，在進入東澳街道後不久，找尋一條往海邊海洋牧場或東澳里村莊之小路，左轉以便進入東澳海邊。停車後跟海防警衛打聲招呼，在獲准後，徒步往東澳港方向前行。 地層：大南澳片岩。 岩性：角閃岩、輝綠岩。 觀察事項：1.首先欣賞出露於海岸旁邊之岩層剖面，注意角閃岩體中存在了許多輝綠岩脈（圖9-2）。 第七站 地層：大南澳片岩。 岩性：片麻岩。 觀察事項：1認識新澳隧道原來大致鑿穿源頭山片麻岩而過（照片9-13）。 2.由於地下水豐富，使得隧道南出口出水相當多，且整個隧道內非常潮溼。以工程地質而言，此隧道工程應當注意排水設施。 第八站 觀察事項：1山谷中由於滾落的碎石而被填滿，且會在雨季裡慢慢下滑，舊蘇花公路原經此段，一遇雨或颱風便被阻斷。今已改道情況改善良多，乃一勞永逸之計（照片9-14）。 第九站 地層：大南澳片岩。 岩性：片麻岩。 觀察事項：1.在慈暉農場左側邊，有一舊採石場（照片9-15），曾開採片麻岩做石材用，現已閒置。此農場偶爾經營採洗沙金的事業。 第十站 地層：大南澳片岩。 岩性：片麻岩。中有許多角閃岩捕虜岩（照片9-16）。 觀察事項：1.觀察角閃岩捕虜石之周邊有無受熱液烘烤現象？此角閃岩可能為台灣最老的一套岩層。 第十一站 地層：大南澳片岩。 岩性：綠色片岩。 觀察事項：1.政府為改善南澳地區電視之收視情況，在此綠色片岩小丘山，見有微波增強設備（照片9-17）。 2.測量此綠色片岩之走向傾斜及採樣。綠色片岩中主要的礦物為綠泥石、綠簾石、黝簾石、石英及方解石等。 第十條路線 花蓮太魯閣峽谷地質簡介 陳培源 甲、地質概述 一、位置與交通 太魯閣峽谷考察地區，位於中部東西橫貫公路之最東段，考察路線沿中橫公路自太魯閣入口至天祥北方三公里處的文山溫泉共計22公里（公路里程牌189K至167K）。太魯閣峽谷屬花蓮縣境，自花蓮市經新城至太魯閣入口（照片10-1）計公里。花蓮市至天祥每日有花蓮公車來往，此外台汽客運每日也有十餘班次分別前往臺中、梨山、和洛韶等地都會經過本考察路段。天祥及太魯閣均為旅遊勝地，故往返遊憩堪稱方便。 二、地形 立霧溪古稱摺基利溪（山地語音Takkir），發源於合歡山（3,418公尺）與奇萊主山北峰（3,605公尺）之間，慣流於脊梁山脈東斜面，順坡而下，流至新城北方入海，流路全長約53公里。在本區之內於天祥（古稱他比多）附近匯合北來而發源於南湖大山之陶塞溪（山地語音Tausai）和西北來之小瓦黑爾溪（山地語音Waheru），自此東流在在慈母橋會荖西溪，至今太魯閣峽谷口（神祕谷）會砂卡礑溪。中游河道在慈母橋至長春橋之間，成世界上罕見之大峽谷，長達15公里（參閱圖10-1地質圖）。 立霧溪在天祥以西之上游，河谷雖深，但成較開闊之Ｖ字形河谷 大峽谷之所以形成，乃由於地勢之利導，並受岩層性質和地質構造之控制。立霧溪順中央山脈東斜面東流入海，原具有順向河（ 台灣居西太平洋邊緣之造山帶上，自第四紀（大約 立霧溪在長春橋以下，和慈母橋以上以至天祥、西寶一帶之河岸或山坡間可見多處河階群之存在。少者一、兩級，多者五、六級 立霧溪一帶階地群在分布上的特徵是兩岸出現階地多不成對（即分對等之階地） 地霧溪現今河谷之地形，在比高 三、變質作用 各種岩石在其形成之後，若其周圍之物理環境發生變化，尤其是受到周圍高溫或高壓的作用，就會使岩石本來的結構和礦物成分發生變化而重新改組，轉變成另一種結構形態的新岩石。這種經過改變的岩石稱為變質岩，促使產生這種轉變（變質）的地質作用就是變質作用。 發生變質的場所多在地下深處，例如由於火成岩漿的上升侵入周圍較古老的岩石之中，岩漿的熱力將周圍焙烤而生變質（這樣的變質稱為接觸變質），或者岩層中發生大斷層（如逆衝斷層），斷層兩側岩石固滑動常被磨碎，運動時的摩擦力和熱量也會使兩側的岩石變質（這叫動力變質）。這兩種變質可能影響的範圍多不甚廣，寬度常在一公尺一下以至數百公尺之譜。但是另一種變質作用，他的波及範圍常達數百方公里以上，就叫做廣域變質（或區域變質）。廣域變質常與造山帶（有大山脈形成的地帶）的形成有密切關係。在大規模的沈積盆地（向海溝、海槽或地向斜）之中常有巨厚的泥沙等沈積物的堆積，厚度可逾萬公尺。因此在其底部的沈積層必須承受上部巨厚沈積層的重壓（靜壓）（在 一般岩石當周圍溫度升高，在 變質作用常使岩石發生兩種現象：（ 當泥質岩受壓力變質，其中片狀礦物（如雲母或黏土礦物）和壓扁的其他礦物粒子如上述呈和壓力近正交方向的平行排列，因此變質岩石多呈片狀或板狀的結構，我們敲打岩石時就易順礦物平行排列而裂開，這種的結構現象稱為變質岩的葉理（ 由泥質岩變成的變質岩隨著變質程度由淺而深（結晶由細而粗）逐漸變成 硬泥岩→板岩→千枚岩→片岩 除硬泥岩外，其他的都顯有葉理，板岩和千枚岩的葉理又稱為劈理，片岩的葉理稱為片理。但有些變質岩經過再結晶之後，就呈塊狀，沒有明顯的葉理，例如 原岩 變成 變質岩 石灰岩 → 大理岩 石英砂岩 → 石英岩 頁岩 → 角頁岩 玄武岩或安山岩 → 綠色岩 →角閃岩 超基性岩 → 蛇紋岩 角閃岩也可變成有葉理的角閃片岩，火山凝灰岩多變成綠色片岩。由花崗岩類變成的片麻岩有較粗糙的葉理稱片麻岩構造。 太魯閣一帶地居臺灣島區域變質帶之核心，沿途岩石都是變質岩石（第四紀以後河流沈積物除外），也都是臺灣最古老的岩石，都已有二億年以上的年齡。這些原是上部古生代（二億五千萬至約三億年）的沈積岩和部份中生代的火成岩因遭白奎紀晚期（七千萬年以前）之造山運動（南澳運動）之影響而變質。到後來在第三紀末期（約 古老的變質岩多半已經歷數次的造山運動的變故，由於各次運動之壓力應力作用之方向有所不同的差別，可使先前已被褶皺之岩層或以發生之葉理受影響而變形或扭曲，即由先前褶皺與後來不同方向之褶皺（再褶皺）相重合之結果而生成許多扭曲形態， 大南澳群變質岩，都是以歷經數次造山運動（如前述之南澳運動和蓬萊運動等），因此在長春層和天祥片岩中常見有複雜形式之褶皺，例如劍鞘型褶皺（ 四、岩層劃分 由太魯閣口至天祥沿途之岩石都是變質岩，在地層系統上屬於大南澳群（或稱大南澳片岩）（顏滄波， 大南澳群岩層包含片岩、千枚岩、大理岩、變質砂岩與礫岩、變質之基性和中性火成岩以及片麻岩等岩類。其全部厚度，因地質構造複雜不易精確計算，但總在 關於此一巨厚變質岩系應如何分層和各層的上下關係和時代，各家意見仍不一致，產生了幾種不同的分法（參見 陳培源（ 在大理岩層中尤其是長春層常間夾片岩，但在慈母橋以西出露之岩層中則以片岩為主，作者（ 在太魯閣沿途有三段片麻岩岩體出露，及分布於立霧溪口兩岸（崇德與富世）之開南岡片麻岩（顏滄波之開南岡層）與出露於白沙橋至上溪橋之間之溪畔片麻岩，以及上溪橋以西至燕子口之間之片麻岩，現為方便敘述，暫稱最後者為燕子口片麻岩。開南岡和燕子口之片麻岩，都有明顯葉理，部份近於片岩狀有薄葉理，並有小皺紋。至於溪畔片麻岩之片麻構造較粗，有些地方近於塊狀（或等粒變晶狀 至於立霧溪口之開南岡片麻岩，葉理薄而明顯，不含包裹體（捕虜石），在礦物成份上含有綠色黑雲母、綠色角閃岩與矽線石、石榴子石等高度變質礦物。可相當角閃石相之矽線石變質帶（王執明， 溪畔片麻岩因是侵入於大南澳群變質岩，所以他的年代應比大南澳群較新，可能與福建之侏羅紀花崗岩屬於同一時期之產物（江博明、陳培源、顏滄波，第四站：凌雲山鞍部附近之觀音山層與紅土化火山岩屑
第五站：凌雲禪寺之安山岩熔岩和火山角礫岩
第六站：北 53 號道路上之紫蘇輝石安山岩露頭 
第七站：大堀湖採石場
（照片 1-20），礫塊之巨大者先用手鑽或人工鑿孔、劈開成矩形石塊（照片 1-21）， 再運裝往石材店加工。 此處安山岩礫石以兩輝石安山岩（即中層熔岩）為主、色灰、結構細品質，在外觀上與紫蘇安山岩所不同者，即在岩石中可見有稀疏散佈之普通輝石之粗晶（斑晶大者可 3～5 公厘）存在，但又比輝石安山岩稀少得多（照片 1-2 ）。自此向東北往渡船頭之途中，紅土中亦含有顏色灰黑雨普通輝石斑晶甚多之輝石安山岩之礫塊，附近墓園以及房舍圍牆等建造亦多取自當地之石材砌成第八站：渡船頭附近之石材 歸 途：
：進入蘇澳市區，在公路局總站附近的土地銀行處左轉進入小巷，抵達蘇澳冷泉沐浴場。
：從第二站繼續南行約1公里，到圖9-1上標示為 3之第二大凹處附近停車（讓車調頭）。人可步行過大凹往南走，如時間許可，亦可往回頭走。
：在此差路過大凹繼續往南走約50公尺，尋找斷層壓碎帶。
：上車後往原路回程走，到了叉路口，向管理員致謝後，左轉繼續停在蘇花公路南行，到九宮里附近採石場停車。
：上車折返回到蘇花公路又繼續南行，穿越新澳隧道，在隧道南口附近停車。
：上車繼續南行，在一視野良好寬闊處停車，回頭眺望新澳隧道南出口之左測。
：上車繼續南行，進入南澳街道在蘇花公路南澳管制站，車往右轉變是往碧候村的叉路。過橋後右轉，順著南澳北溪到四區路上參看（圖9-3）。
：上車繼續往南澳北溪上游走，到了外四區附近停車亦參考（圖9-3）。
：上車順原路回頭走，但不再左轉過金岳大橋回碧候村，而採經金岳村路線。在支路遇到蘇花公路後左轉回南澳，在南澳橋之南端停車。
（照片10-2），並有曲流。至天祥以東，形成深峻之峽谷，尤以在荖西溪口之慈母橋以下，河床深切入厚層大理岩之中，兩岸壁立，河谷兩岸近Ｖ字形（照片10-3）。流路也近於直線，僅有狹窄之嵌入曲流（incised meander）。兩岸谷壁高達數百公尺以至千公尺（圖10-2），在錐鹿斷崖附近谷形最陡，比高在500公尺以下之谷壁坡度達75度。至河谷下方，兩岸間相距峽處不及10公尺，如在九曲洞、燕子口等地頂上一線天日是世界上少見之峽谷景觀。東西橫貫公路緊靠谷壁，鑿石穿洞而過。
consequent stream）之性質（既順原始地面之斜坡而下流之河道），河流之流向與區域地質構造線呈東北—西南之走向近於正交，由以在大理岩峽谷中，河流橫截岩層走向成橫谷（transverse valley），沿途山峭坡陡，水流湍急，河流下切急速，而沿岸岩石皆堅岩，包含大理岩和片麻岩，岩質牢固而均勻，河道過處，兩岸壁立，邊坡因岩石堅固，不易崩塌，且流路與岩層走向近程正交，既有岩石崩裂多節理脫落成崖壁，又其間罕有軟質、硬質交間之岩層，故無差異侵蝕之發生，因此河流之側蝕力受到拘束，不易拓寬河道，或發育成曲流帶。此外大理岩能溶於碳酸水，因此河道侵蝕兼具機械之磨蝕作用和化學溶蝕作用，雙重作用增強下切能力，使峽谷形態更形顯著。
200萬年前）以來，地殼有大量而快速的隆起，造成了巍聳之中央山脈。據地質研究，現今中央山脈之隆起量達每年5公厘之多（以前可能更多），由與地盤隆起，侵蝕基面（海面）相對的下降，河流作用不斷「復活」，下切力盛旺，河道循既有橫切地質構造線之流路越切越深，這是太魯閣峽谷形成之另一因素。所以這一峽谷也具有先成河（antecedent river）的性質。
（照片10-4）。階地呈平坦地面或平緩之坡面，其上多有砂礫層之覆蓋，厚自數公尺至百餘公尺，不整合於底部岩層之上。這些河成階地都是代表古代河床高出於現代河床的位置。一般解釋；河階之產生是因河流具有回春作用（rejuvenation）的緣故，就是當地盤隆起或侵蝕基地下降，使河道和基面間的高差加大或斜率增陡，河流由現在河床上又向下挖深，使舊河床遺留在兩岸，便成階地。地盤隆起並非河留下切力之復活之唯一原因，任何因素致使侵蝕基面變動，或由河川之流量遽增（例如氣候變化，以至因河流襲奪而增加水量），又或因山崩改變基面，例如山崩堰斷流路變成湖潭如雲林之草嶺潭即為一例，造成臨時水準面之提高，一旦堰塞物被切穿或崩潰，河川流路又暢通，侵蝕基面又驟下降，水利下切挖深流路，湖中沈積層隆起成階地。似此種種都可導致階地之形成。
（照片10-4），各處階地離河床之高度（稱為比高）也欠規律。距河床10公尺高之階地最常見於下游至河口一帶也分布得比較廣泛（照片10-5），其他各級比高自二、三十公尺以至200公尺不等，分見於不同地點。各級階地間之高差，短者一、二十公尺，長者可四、五十公尺也不一致。遊街自分佈情形和地形觀之，立霧溪一帶出現階地之性質可能有下列數種形式。（1）谷河道曲流外灣滑走坡上凸出之河曲沙洲（point bar）；（2）由支流或山溝進入主流處所沈積的沖積扇；（3）二河流會合處之中間三角形灘地；（4）隆起之河床（如氾濫堆積）；（5）有些是山崩堆積（崖錐）。其中（1）與（2）都可顯有低傾斜之坡面，此種坡面所經流水橫向切割或崩移（slumping），都可能斷成數級。又在其沈積前緣被主流沖蝕之後則成峭陡河崖，由於後退（被侵蝕）程度之不同，也產生不同高度之河崖，或變成不同高度之階地。
100～200公尺一下部份，谷壁甚為峻窄，但在其以上，谷形較寬（圖10-2），整體山坡略顯凸形弧線。高位階地分佈所在到現在河道的距離也較長遠，這表示古代立霧溪河谷或曲流帶之寬度比之現今者寬闊。到其後期，河流側侵蝕力消弱，下切力增強造成峽谷，所以太魯閣峽谷之形成是立霧溪生長歷史中較後期之發展。在本區谷頂，高度在600～700公尺，800～1,000公尺，以及1,100～1,200之山頭上，常有開豁低起伏之平坦面之出現，其上多有紅色土壤之發育（土壤學稱紅棕壤），代表開廣之昔日寬谷或一古期地形面（地形輪迴中以近中期之地面）被切割開折之後之殘留部份。前日人地形學者稱之為「赭土緩起伏面」或所謂LH面。（東西公路在關原附近就有一個最明顯的緩起伏面），在該地形而形成以後河流發生復活現象，往下深切，造成峽谷，故成谷中谷的景觀。
10公里深的岩層的靜壓可達2.5千巴，或約等於2,500氣壓）。同時深度約大，地下溫度也越高。此外這些巨厚的沈積，當地殼發生運動時（例如大陸地殼和海洋地殼的碰撞）又遭受到巨大的橫壓力和相伴生的高溫，使沈積層被壓擠而變形，乃發生摺皺和逆衝斷層等構造，使盆地沈積物拱起成山繼之變質。在這造山運動中也常伴有岩漿的活動，造成侵入岩或噴出岩。
150℃和壓力約500巴之內常可容忍，沒有什麼明顯改變，再至200℃為止，所有的效應都算是成岩作用的範圍。溫度超過200℃則進入變質範圍，變質作用可持續至岩石之熔融溫度到達之前，即約在650℃至800℃之間，依岩石種類而異。若岩石發生部份或全部熔蝕，則進入火成（或岩漿）作用範圍。所以一切變質作用中岩石結構和礦物的轉變，都是指在固態的狀況下進行的變化。
1）變形，即使岩石中原有的粒子受軋力而被壓扁或拉長，或其位置發生旋轉或滑裂（gliding）而趨於平行排列（或稱順向排列）；（2）重新結晶（再結晶）即在新壓力和溫度狀況之下，原來礦物為達到新的平衡狀態而轉變成新形相礦物，這類新礦物就是變質礦物，例如綠泥石、綠簾石、陽起石、雲母、鈉長石和石榴子石等等。
foliation），是變質岩的一種特徵。
200萬年前）臺灣地區又發生一次強烈造山運動（蓬萊運動）使沈積在臺灣海槽裡的巨厚泥沙，被擠壓變形並發生輕度變質而呈板岩系列之岩石，並將之拱起成中央山脈。而在其基盤之第三紀以前的岩石經過這又一次的變動也蒙受再多一次變質作用。這第三紀末的地殼變動，是由於西太平洋的海洋地殼（菲律賓板塊）碰撞到亞洲大陸的邊緣所引發的。
圖10-3即為再褶皺發生過程之示意圖。
sheath fold）（盧佳遇，1986）或「牛眼」構造（照片10-6），由於對各構造面方向分析之結果，可知已有三次以上之褶皺（盧佳遇、王執明，1981 ）。 地層分層問題
1960），上面已講過這些都是臺灣島上最古的岩石。大南澳群變質岩分布地區是在花蓮、臺東縱谷以西之中央山脈的東斜面上，北起蘇澳南迄臺東附近。在東西縱貫公路上，由大禹嶺東之碧綠以至太魯閣入口都是這一岩群的分布範圍。
5,000公尺以上。
（表10-1）。在顏滄波氏之分層中，最上部的玉里層在本路線區域內無露出。由於顏氏在太魯閣層中之大理岩中找到二疊記得紡錘蟲（有孔蟲類）和珊瑚化石，因此可確定大南澳變質岩之中至少有一部份是古生代上部的岩石（距今約二億五千萬年前之海地沈積物）。因地質結構複雜，地層的上下關係難得有可供直接測量得層序和剖面，因此各家所分畫多是間接得比較和推定，而且除構造因素之外還可能有岩相的遞變，就是在甲地所見的大理岩（石灰岩相）到遠處可能變成片岩（砂、頁岩相），而二者可能都是同時代的沈積物。
1963）在太魯閣地區和沙卡礑溪沿岸調查時，在薄層矽質大理岩（稱為長春段）和厚層大理岩段之接觸帶上發現有多處硬綠泥石岩（chloritoid rock），成莢狀之夾層散佈在薄層大理岩裡，根據該岩石特有隻化學成分認為應是由古生代土壤（高鋁紅土）變質而成，所以在這兩層大理岩層之間必有一侵蝕面，也就是不整合面的存在，硬綠泥石岩就是在這侵蝕面上的古土壤變成的（陳培源1963、1975、1979）。王執明教授（1979）根據以上觀點，將長春段改為長春層，並將其下部的塊狀（或厚層狀）大理岩分劃為九曲大理岩（相當三錐層之全部或一部份，參閱表10-1），而以此不整合面為兩層之分界。
1963）稱之為天祥片岩，後王執明（1982）改稱為天祥層，安排在九曲大理岩之下，但就沈積觀點天祥片岩可能與長春層（或顏氏之太魯閣層）是同時異相的岩型。
granoblastic），尤其是近中心部份（溪畔片麻岩往東北延伸可達白髮山東北之沙卡礑溪上游，延長約12公里）。溪畔片麻岩與其周圍之大理岩之接觸關係，在有些地方是整接的（concordant）關係（照片10-7），但也有些地方顯侵入狀的穿插接觸（照片10-8）。靠近邊緣部份之片麻岩也常見含有大理岩和片岩之捕虜石塊（照片10-9），故顯有侵入岩之特性。陳汝勤（1977）和王執明等（1982）就岩石化學的觀點都認為這片麻岩原是由再熔融之岩漿凝結而成，然後再經變質者。其中部份葉理顯著之岩石做這認為可能是侵入體邊緣之流層構造以及夾雜片麻岩化之沈積岩。
1982），這表示開南岡與溪畔二岩體在成份上或成因上有所不同。至於燕子口片麻岩體之葉理也很發達，頗似開南岡型片麻岩，但其中不含角閃石也缺綠色黑雲母，是其所不同的地方，該處特別發達之葉理，可能與斷層作用有關，在其與大理岩接觸邊緣有斷層帶存在由斷層磨碎而產生磨嶺岩（mylonite）之結構所致。
1976）。開南岡與燕子口之岩體均以斷層與大南澳群之大理岩接觸，其時代關係一時尚難確定。
沒有留言:
張貼留言