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【李界木專欄】山川靈秀 鍾毓蘭陽(7)

by 葉博韜
台灣地區的板塊構造。(圖/Wikipedia)

文 / 李界木(仰山文教基金會顧問)

第三篇  靈秀山川好山好水(甲)

         第一章   山川靈秀

  • 台灣的誕生與宜蘭的形成

首先,我們需先了解宜蘭是怎樣形成。這跟台灣的誕生有關。

  •  台灣的誕生

地球表面由數十個大小不一的板塊組成,板塊的厚度約100公里,板塊岩質堅硬,可視為不易變形的鋼體,板塊下面則為塑性較大的軟流圈,由於地球內部熱的對流作用和地球轉動等因素的影響,板塊會在軟流圈上滑動,這就好像在臉盆裡裝一些水和冰塊,軟流圈可視為臉盆裡面的水,板塊則為臉盆裡的冰塊,擾動水體,浮在水上的冰塊就會跟著移動。

台灣島的周圍有兩個板塊,西邊為歐亞大陸板塊,東邊為菲律賓海板塊。台灣島的位置原先是歐亞大陸板塊上的大陸棚,約在500萬年前因菲律賓海板塊往西北碰撞歐亞大陸板塊,才從海底被推擠出水面,這種板塊聚合的碰撞運動又稱造山運動。

菲律賓海板塊在西邊擠出台灣島,在北邊則隱沒入歐亞大陸板塊的下方,兩板塊在隱沒處的地表上,因板塊的下拉而形成水深可達6000公尺以上的琉球海溝,隱沒的菲律賓海板塊被地球內部的高溫加熱,部分熔點較低的岩石熔化(稱為部分融熔作用,partial melting),形成岩漿往地表噴發,形成琉球火山島弧,龜山島和台灣北部的大屯山、觀音山等火山,也都是經由這種部分融熔作用所產生。隱沒的菲律賓海板塊前緣漸漸下沉潛入到軟流圈中,板塊牽引軟流圈的物質運動,破壞軟流圈內原先的熱平衡,引起熱對流作用,使琉球島弧後方的板塊被拉張,地殼受拉張作用影響而發育成沖繩海槽,海槽中心即板塊的張裂中心,來自地球深部的岩漿,可經由張裂的地塊噴發至地表,形成沖繩海槽中心附近有數十個海底火山,從地震學或地熱學的研究顯示沖繩海槽的張裂作用仍很強烈,最近的熱流研究發現,張裂中心的熱流值很高,其熱流值可高出一般地表平均值數倍至數十倍(Shyu et al., 2001),龜山島的周圍仍有很高的熱流值(江協堂,2005),而且可能一直往西延伸至宜蘭平原,一般相信宜蘭平原的產生和沖繩海槽張裂的往西延伸有很大的關係。

台灣島位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的聚合交界地帶。花東縱谷是這兩個板塊的交界線。縱谷以東的海岸山脈,屬菲律賓海板塊的一部分;以西的中央山脈屬於歐亞板塊。我們可以在花蓮玉里大橋上找到活證據,大橋位處歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊的接合處,受到板塊運動的擠壓,不僅使橋面隆起,也造成第17、18、19號橋墩隆起,目視可見橋面約有10公分的落差。由遠處觀看玉里大橋,在欄杆上呈現不等高的變形,每年以2至3公分速率仍持續上升當中,此景成為全台灣唯一僅存「會長高」的橋樑。 菲律賓海板塊每年約以七公分的速度向西北方移動。其上的呂宋火山島弧隨著菲律賓海板塊的移動,在距今約五、六百萬年前,從台灣北部開始與約成東北西南向的歐亞板塊邊緣斜向碰撞、擠壓而隆起。此弧,即陸碰撞作用隨時間向南延伸,逐漸形成中央山脈以至於整個台灣島。台灣島是目前世界上幾個激烈活動的造山帶之一,舉世聞名。

玉里大橋位在歐亞板塊與菲律賓板塊的聚合交界地帶上,已經扭曲很大了。(圖/作者提供)

玉里大橋位在歐亞板塊與菲律賓板塊的聚合交界地帶上,已經扭曲很大了。(圖/作者提供)

  • 南澳造山運動:

現今的台灣,至少是經兩次大規模的造山運動所形成。一是南澳造山運動,二是蓬萊造山運動。

話說長久以前(二億五千萬年前),恐龍尚未成為地球顯現之前,地球上並沒有中國大陸,也沒有台灣。那個時候,大約在相當於現今伊朗的所在,有一片大陸,後來這片大陸向東移動,最後形成目前中國大陸南方的廣大陸地,我們稱它為「華南古陸」。古陸的東緣是一片淺海,來自古陸的河流日以繼夜的搬運砂石泥粉填積在這片淺海中,同時這片溫暖清澈的海域也生長著大量的生物,尤其珊瑚、紡錘體蟲等石灰質的生物,這種沈積過程,一直到古生代延續到一億年前(侏儸紀、恐龍盛世)。

一億多年以前,位於現今太平洋中的古太平洋板塊正快速地形成,同時並急速地向東西兩側擴張移動,造成古太平洋板塊隱沒歐亞大陸之下。這段期間的隱沒作用,在亞洲形成大規模的火山噴發,岩漿沿著地殼的裂隙上升,而在中國東南與日本一帶也形成大規模的火山噴發。台灣正處於古太平洋板塊隱沒下沉的位置,同時拜古太平洋板塊隱沒的巨大擠壓力量之賜,原本堆積在歐亞大陸東緣大陸棚上的巨厚沈積物才被推擠隆起,終至形成島嶼,也就是最早期的台灣島。

接下來,約八至九千萬年前,因地殼變動,這些海洋堆積物,被推擠到歐亞大陸板塊上。這一強烈擠壓,使得這些沉積岩發生變質作用,我們稱這次板塊擠壓為「南澳造山運動」,現在中央山脈的岩層便是那片淺海堆積物所構成,自南澳到花蓮玉里之間的大理石,則是當時無以計數的海洋生物死後殘骸堆積而成(各種碳酸鈣的外骨骼先形成石灰岩,再經過變質作用而成為大理石。當我們在蘇澳、南澳一帶開採石灰石,製成水泥建工廠、聚落,能否想像出兩億年前,這裡曾是海中萬物興榮的景象嗎?這種種,又豈只是滄海桑田所能形容?

話說三千二百萬年前,當人類尚未出現,猿類正開始演化的漸新世,有一古老的板塊,因另一側的板塊擴張,而被擠到菲律賓板塊之下。由於地殼愈深處溫度愈高,下沈的板塊沉到相當的深度時,岩石開始熔融形成熾熱的岩漿。後來岩漿愈積愈多,加上高溫下岩漿受熱膨脹,在地層下蓄積強大的壓力,終至在板塊隱沒帶上引發一連串海洋火山爆發。火山熔岩冷卻後,在菲律賓板塊上形成了弧狀排列的呂宋島弧。這期間,板塊歷經擠壓、張裂、漂移等地質作用,且由於作用條件的變化,於是產生各種形貌的火成岩。

3000萬年前,南中國海一帶也張裂得非常劇烈,造成歐亞大陸板塊完全被撕裂開來,並且長出新的海洋地殼就是南中國海板塊,直到1500萬年前才停止張裂的活動。約2000萬年前時,「南中國海板塊」物質逆衝至「歐亞板塊」, 南中國海板塊向東邊隱沒到台灣東側的菲律賓海板塊之下,並且在菲律賓海板塊上形成一長串的火山島鏈。這串島鏈北端的火山島就是現今的海岸山脈、綠島與蘭嶼。

另一方面,整個菲律賓板塊挾帶著呂宋島弧以每年大約七、八公分的速度,向著西北方歐亞大陸板塊的方向移動。這種移動造成兩板塊之間的擠壓,使得原本深海的火山噴發變成淺海噴發,甚至到了600萬年前,已成為陸上噴發。晚期上新世(約3到1.7百萬年前),弧陸持續碰撞,並在島弧兩側自北而南形成沖積扇。台灣附近地區大陸棚上的張裂盆地一直在堆積沈積物,最厚的沈積層可以厚達8000公尺以上。這麼厚的沈積物大都是在河流到淺海的環境沈積。因此,當時的濱海與沼澤地區經常堆積許多植物,淺海的沈積層中則沈積許多的生物的遺骸。這些沈積層經過長期的埋積,逐漸變成台灣最有利用價值的能源礦產:石油、天然氣與煤礦。

  • 蓬萊造山運動

由於菲律賓板塊的前緣漸行漸遠,呂宋島的前段逐漸脫離古老板塊的隱沒帶,因此呂宋島的北段便不再發生噴發。大約300萬年前,島弧的最北段終於撞上了歐亞大陸板塊。

這一撞,當然是激烈的地動天搖,兩板塊的邊緣就這樣長高起來(這個碰撞仍然延續至今)。就因島弧與陸地的撞擠,歐亞大陸板塊的前緣隆升形成中央山脈,而在呂宋島弧的碰撞過程中,原本一個一個的海上島嶼被擠成海岸山脈中的幾個山頭,尚未擠上來的,則包括現在的綠島、蘭嶼。如此一線連到呂宋島的東方。目前,菲律賓的巴丹島都還延續著火山的噴發活動。這一回的島弧與大陸的碰撞被稱為「蓬萊造山運動」。

「蓬萊造山運動」便是全台灣山巒起伏的肇因。也可以說,塑造目前台灣地形的最重要因子便是蓬萊造山運動。而這個運動中兩板塊的交會線,就落在狹長的花東縱谷上。這也是花蓮地震頻繁的道理所在。而台灣北部地區的板塊推擠不再作用,同時也造成地殼開始鬆弛,並引起地殼的張裂,而形成地函的岩漿大量的湧出地表,再次產生火山作用,約持續到20萬年前才停止火山活動。這些火山就是現今北部的大屯火山群、基隆火山群以及北部海域中各火山島,如基隆嶼、棉花嶼、彭佳嶼,釣魚台與龜山島。這次火山作用也形成台灣北部金瓜石與九份豐富的金銅礦產,以及大屯山的硫磺礦。在菲律賓板塊向台灣北部隱沒的同時也造成歐亞大陸板塊張裂,形成1000至2000公尺深的蘭陽盆地以及沖繩海槽。現今宜蘭外海經常發生地震,就因為這地區板塊的張裂活動,還不斷在進行,造成地殼破裂所引發的地震。

蓬萊運動是台灣島1億年以來最重大的地質事件,也因為這次的碰撞才有今天的台灣島;如果沒有這次事件,相信今日台灣島上的一切都還沈睡在海底。晚期更新世(約50萬年前)至今,終至形成現今山巒宏偉的面貌。

台灣島的形成:板塊的推擠碰撞,會使地殼隆起,形成高大山脈,例如台灣中央山脈。此種地殼因經過變動而造成山脈的運動,即稱為「造山運動」。(圖/維琪)

台灣島的形成:板塊的推擠碰撞,會使地殼隆起,形成高大山脈,例如台灣中央山脈。此種地殼因經過變動而造成山脈的運動,即稱為「造山運動」。(圖/維琪)

 

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