地質資訊-台灣的大地構造

如果我們從中壢往花蓮畫一直線，線以東的台灣東北角是一個多采多姿的地質區（圖1）。

它有綿延的山嶺和谷地、陡峭的斷崖和海岸、平坦的台地和盆地，以及峰巒相疊的火山 ... 東北角的往日雲煙 初見的歡愉煙 山脈的呼喚 撞前的回溯 撞後的追尋 八千萬年雲和月 相知相惜到永遠 文章出處 回地質資訊 台灣的大地構造 東北角的往日雲煙 《圖1》東北角的地質背景（A－B剖面見圖8） 如果我們從中壢往花蓮畫一直線，線以東的台灣東北角是一個多采多姿的地質區（圖1）。

它有綿延的山嶺和谷地、陡峭的斷崖和海岸、平坦的台地和盆地，以及峰巒相疊的火山彙。

它在8,000萬年前還是華南邊上的一片陸地，後來張裂下沈，變成了一個淺海，在500萬年前又被呂宋島弧推擠成一座高山。

不過這片山地目前已不再上升，反而又在張裂下沈。

這一段曲折的往事，讓我追尋了30年…… 初見的歡愉 認識東北角，是剛進大學時。

當年搭乘遊覽車，跟著普通地質學課程在台北近郊實習，從大漢溪上游的山陵到蘭陽溪下游的平野，從金瓜石的地下礦坑到蘇花公路的斷崖絕壁，一年中跑了許多從未去過的地方。

雖然地質只是一知半解，但親眼目睹了野外實景，也體會到台北是盆地（圖2），林口是台地（圖3）。

冒煙的七星山是休眠火山（圖4），野柳的女王頭原來是海底沈積物（圖5）。

這走馬看花的初探經驗，讓我發覺了面對大自然的喜悅，從此走上地質之路。

《圖2》台北盆地　　　　　　　　　　　　　《圖3》林口台地《圖4》七星山　　　　　　　　　　　　　　《圖5》野柳 大學四年，每天奔波在教室和實驗室之間，日子在作業、報告和考試的連番追擊下，飛快而過。

那時大學生都比較窮，出外旅遊的機會並不多。

地質系得天獨厚，經常往來各地「野外實習」，這份額外的附加價值。

直讓別系同學稱羨不已。

四年下來，台灣島大致轉了一圈，近郊的東北角帖地利之使，每年進出好幾趟。

從陽明山的大屯火山群，北海岸的第三系沈積岩，到清水斷崖的大南澳變質雜岩，東北角多采多姿的面貌，在我這初學者的腦海裡烙上丁深刻的痕跡。

記得當年每到一個新的景點，總是先忙著遊山玩水，然後看看砂岩裡的交錯層或安山岩裡的角閃石，軌覺得很有學問。

偶爾聽老師談起海進海退和造山運動，直覺郡是些空玄高論，自己不論多努力，地無法從露頭裡看出苗頭，也就不去理會了。

山脈的呼喚 進入研究所後，一腳跨進了東部的海岸山脈。

《圖6》蘇花斷崖 每次出野外，總先花上一整天的時間搭車，經北宜和蘇花公路到花蓮。

在旅途中，車行上下都是山。

以前跑野外時也常見山，只是不以為奇。

如今枯坐車中，望著窗外一山接一山，這才體會到台灣是一座山脈。

尤其在蘇花公路，千丈絕壁緊臨海崖（圖6），讓我深深感受到山脈的雄偉，也不禁開始自問這山脈從何而來。

《圖7》板塊架構 當時正值世界地球動力學的大革命時期，「板塊運動」逐步取代往日的「地槽學說」，成為造山運動的理論基礎。

在以往的地質文獻裡，台灣常被看成一座複合地槽，先從一塊陸地下沈成海，爾後再被「蓬萊造山運動」抬升成山。

在1970年前後，台灣的地質學界多還依循地槽的說法。

之後隨著板塊學風吹入，開始有些學者提出不同的看法。

他們認為台灣原本是中國大陸緣海的一角，只因呂宋島弧的衝撞而造山；如今台灣東部的海岸山脈，原來是菲律賓海板塊上的呂宋島弧；而台東縱谷以西的地區，則屬於歐亞板塊上的中國大陸邊緣（圖7）。

《圖8》台灣的地質單元及橫向變化 處身在這場革命中，我一開始先受地槽的洗禮，覺得這學說蠻有道理，可以說明為什麼台灣到處有海相地層，只是對於下沈的地槽何以會上升造山，始終不甚了解。

當我懷著這份疑慮接觸到碰撞學說時，心頭為之一震：自已在海岸山脈中，不早就看過島弧火山岩和造山沈積物嗎？以前始終不了解這水火不容的地層如何湊在一起，如今在碰撞模式裡，這只是反映了呂宋島弧在碰撞前後的變化。

回頭思索來路所見，從林口台地平整的第四系，到北海岸的褶曲第三系，再到蘇花公路的先第三紀變質岩，似乎愈靠近海岸山脈的地區地形愈陡，地層年代愈老，岩石的變質和變形程度愈高，這不是受了碰撞的影響嗎?（圖8） 碰撞的領悟讓我血脈賁張，我不敢相信如此單純的模式，居然詮釋了台灣複雜多變的地質面貌；而且提供了一個合理的造山機制！我半信半疑，開始狂熱地全島奔馳，一心想要探究這蓬萊山中的奧秘。

我登上玉山頂，俯瞰脊樑山脈；我攀上南湖大山，遙望雪霸連蜂。

台灣地質的南北連貫性讓我驚訝。

我橫渡能高越，貫穿玉里古道，在西部麓山帶、雪山山脈和脊樑山脈之閒來回穿梭，沒想到台灣在橫向上的變化竟是如此規律。

我持續向南探索；在台東外海，我望見正向台灣移動的綠島；在鵝鑾鼻，我摸到剛從海底冒出的珊瑚礁；在枋寮，我看著恆春半島的丘陵逐步地向北爬升，攀上了穿入雲霄的南武大山。

我不得不相信島弧真的撞上了大陸，因為我目睹了這場正上演的碰撞造山運動。

撞前的回溯 懷抱著弧陸碰撞的信念，我暫別了海岸山脈，從1985年後，轉身投入西部麓山帶和中央山脈。

剛開始我熱衷於新生代晚期的變化，努力從地質記錄中解讀碰撞山脈的上升史，並且驗證當年在海岸山脈所做的推測。

不過很快地，我的注意力就被雪山山脈所吸引。

雪山山脈錯綜複雜的地層構造關係，讓我急欲一探究竟，於是我在台北和宜蘭之間，順著北部海岸和新店溪上游河谷，展開了雪山山脈探索之旅。

雪山山脈有厚層的第三系沈積岩。

在碰撞之前，這些岩層都是中國大陸邊緣的堆積物，平躺在緣海的沈積盆地中，碰撞作用把這些岩層擠壓抬升，形成一系列的褶皺和斷層，順著山脈的走向排列。

如今我們看到的這些地層都是扭曲的片段，原來的盆地架構早已被破壞殆盡。

《圖9》雪山槽及碰撞前的大陸邊緣 當我追尋這些地層的時空分布時，發現在坪林到巴陵一帶的雪山山脈中，有將近3,000公尺厚的漸新統，向東越過梨山斷層、進入蘇澳附近的脊樑山脈後，就立刻消失不見。

何以在這麼短的距離內，地層有如此大的變化？我趕緊查閱文獻，發現這個議題常被提及，但原委不明，似乎成了一個謎。

迷惘之際，我改變方向朝西追蹤漸新統，通過西部麓山帶到台灣海峽。

等我把所有地層紀錄整理出來，並順著橫切台灣的方向一字擺開時，赫然發現漸新統的外形像是一個楔子，夾在台海和脊樑山脈之間，由西向東逐漸變厚（圖9）；而中新統的形狀卻像一床被子，覆蓋全區且厚度相當。

當我把同時代的地層都連起來，居然兜出一個半地塹盆地。

盆地以中生界為基盤，裡面堆積了始新統和漸新統的沈積物，盆地東緣的基盤高區就是脊樑山脈的變質雜岩。

望著半地塹，我心裡忐忑不安。

怎麼會在褶皺的山脈裡湊出了一個張裂盆地？心想既然中央山脈在碰撞前屬於大陸邊緣，就趕緊翻閱中國大陸邊緣的資料，看看是否真有張裂盆地出現。

結果發現從東海到南海，大陸邊緣多的是半地塹，台灣海峽裡就有好幾個，其盆地的形狀和內涵跟台灣的類似。

這個結果讓我興奮異常，因為我終於擺脫了碰撞的糾纏，找到碰撞前的盆地架構，並且解開了中央山脈地層之謎。

我把這個半地塹命名為「雪山槽」。

在我追蹤中國大陸邊緣盆地的同時，意外地發現這些緣海盆地大致可分成兩排，一排靠近華南的海岸，一排位於陸棚的外緣。

台灣海峽的「南日島盆地」就是近岸者之一，「雪山槽」則屬於外緣的一排。

所以碰撞前的台灣其實是一個張裂的被動大陸邊緣，有一個中生界的基盤，載著兩排半地塹槽，槽裡堆積古第三紀的沈積物，上面被新第三紀地層覆蓋。

《圖10》白堊紀以來的台灣地史 根據這個「雙槽式」的大陸邊緣，我把不同年代的沈積物一層一層剝掉，回復出以前大致的模樣，再參考其他的大地構造資料，就發現在白堊紀早期，台灣其實是一片陸地，位於一個安地斯山式的島弧前緣，爾後張裂下沈，轉化成一個被動大陸邊緣，最後再被呂宋島弧碰撞而造山（圖10）。

有趣的是，從白堊紀晚期到中新世晚期，台灣的確都在原地不斷地下沈，它的演化過程還真像當年地槽學說所做的推測。

撞後的追尋 在1990年前後，我帶著剛拼出的碰撞前演化史，懷著滿意的心情，經常在不同的研討會、課堂和野外實習中，講述台灣白堊紀以來的地質演變。

每當我興高采烈地說完，聽眾大多表示可以接受，讓我覺得有些飄飄然，好像已經掌握到台灣地史的命脈。

不過就在我即將陶醉之際，偶爾會蹦出一些奇怪的問題，像「台北盆地怎麼生成的？」、「宜蘭平原不是在張裂嗎？」，或者是「大屯火山和碰撞有什麼關係？」這些問題常讓我左支右吾，不知該如何是好。

下意識裡，我討厭這些問題來打擾我美好的故事，認為它們毫不相干。

可是每當我從外地搭車回家，順著高速公路從林口台地下滑時，台北盆地和大屯火山就自然呈現在眼前，這些惱人的問題跟著浮現在腦海。

我霎時意識到，這一片熟悉的土地裡還隱藏著一段不為人知的過去。

我翻開地質圖仔細端詳，發現台灣的山脈雖然貫穿全島，但山脈裡近乎南北向的地質構造，到了東北角就逐漸偏東，山脈的高度也隨之下降，從3,000公尺降低到海平面。

山脈中出現了台北和宜蘭兩個張裂盆地，以及大屯和基隆兩個火山彙（圖1）。

盯著地質圖發呆，我再度陷入迷惘，一連串的懸疑縈繞在心頭。

這斜插而出的山脈到哪兒去了？怎麼褶皺山脈裡又迸出了張裂盆地？東北角不是被擠壓的被動大陸邊緣嗎？怎麼會有大屯和基隆這些島弧安山岩？它們應該在海岸山脈才對啊！ 我意識到我己身陷廬山，難識廬山真面目。

於是我後退一步，從大區域的板塊架構再來看東北角，這才警覺到琉球島弧已經悄悄地潛入台灣。

在東北角的下方，有一條向北傾斜的隱沒帶，從東面的琉球島弧延伸而來；大屯和基隆火山彙其實是琉球火山島弧的一段，宜蘭平原則屬於琉球的弧後盆地－沖繩海槽（圖7）。

這麼看來，東北角已不再是呂宋島弧的碰撞帶，反而成了琉球島弧的一份子。

但是琉球島弧怎麼會搭上碰撞山脈？ 《圖11》台灣東北外海的造山及毀山 當我看到基隆外海的地下資料時，終於找到了答案！原來台灣的碰撞山脈並沒有停止在海岸，而是一直向東延伸到琉球南部。

這個山脈潛伏在海底，被第四紀的張裂盆地所覆蓋。

它雖然失去了山脈的地勢，但仍保存了山脈的褶皺和斷層構造。

它的存在告訴我們：台灣的東北外海以前也曾碰撞造山，只是後來隱沒作用反轉，使得碰撞作用終止，山脈在失去碰撞的支撐後垮塌，最後沈入海底（圖11）。

這個碰撞反轉到隱沒的作用，在過去的500萬年裡，一直不斷由東向西發展，如今越過了東北角，推進到中壢－花蓮一線。

東北角的山脈已不再上升，反而在張裂下沈。

台北和宜蘭就是山脈張裂所產生的盆地。

八千萬年雲和月 從碰撞追蹤撞前到撞後，回顧台灣8,000萬年來的地質演變，我發覺東北角是台灣的縮影。

它從華南邊上的一片陸地下沈成海，再從海底被擠上高山。

這一段滄海桑田的過去，都記載在蘇花海岸的片麻岩中，刻劃在野柳岬頭的砂岩上，呈現在坪林－巴陵的山嶺裡。

過往的事蹟已隨時光消逝，當年的場景卻依舊在人間。

我們西望福建，可見到8,000萬年前的那片陸地；向西南看廣東，6,000萬年前以來的那片淺海仍在；南望恆春，呂宋島弧還正推著碰撞山脈向前衝。

東望琉球，在海裡我看到山脈的最終歸宿。

只要目前的板塊運動的方式不變，向北隱沒的菲律賓海板塊還會持續向西推進，逼著台灣下方的隱沒方向不斷反轉，山脈隨著垮塌下沈，最後潛伏到大陸邊緣的淺海裡。

在這回歸大海的前程上，東北角是台灣邁向未來的第一步。

我們在野柳的岬頭上，望見了伏向大海的殘餘山脈；在七星山的蒸氣中，看到了琉球島弧閃動的影子；在宜蘭的海灘邊，聽到了洶湧澎湃的浪濤，正在開裂的山口徘徊。

相知相惜到永遠 從初識到深知，30年的歲月一晃而過。

野柳岬頭的景物依舊，內灣的漁港卻日益繁華。

濱海公路掩蓋了當年的海邊小徑，取代了水湳洞的火車軌，也帶走了北海岸樸實無華的原貌。

昔日的影子只有在殘存的礁岩和山洞裡，才隱隱約約地浮現。

一年半載地，我還是會上陽明山看台北盆地，到北部海岸看砂頁岩。

七星山的氣孔和野柳的女王頭仍在，只是當年跟著老師來的小伙子，如今成了另一群小伙子的老師。

在東北角的地質搖籃裡，似乎有說不完的新奇事。

當年安山岩裡單純的角閃石，如今抹上了琉球島弧的色彩；砂岩裡的交錯層也隱含著大陸邊緣的訊息。

再見到熟悉的角閃石和交錯層時，雖已不復當年初識的驚喜，但仍掩不住那份淡淡相知的歡愉。

《圖12》蘭陽溪三角洲 碰撞的波濤曾把我推出東北角，撞前撞後的張裂又將我拉回。

實在沒想到身邊的山川竟是如此多嬌，讓人難以割捨。

當我途經蘇花公路到東部時，總會選在海岸斷崖處停留，仰望傲視大海的絕壁，撫摸岸礁裡斑駁的岩紋。

在浪花激揚灑落間，我常情不自禁地走進8,000萬年的時光隧道。

30年的光陰讓我領會了「山起又山落」的道理，但沒有減緩我對這一片土地的好奇心。

每當我行經北宜公路到達縣界時，總會走到公路的最高點迎風站立，先回首來路盤旋而上的山陵，再俯望前方深邃平坦的裂谷（圖12）。

想起當年支支吾吾地解釋宜蘭平原的成因，如今信心滿滿地站在山脈浮沈的關鍵上，不自覺心頭一陣欣喜。

然而，在我俯仰自得之際，常會聽到身後枝葉婆娑作響，回頭望去，在舞動的樹影草叢間，彷彿又看見那詭譎的山神向著我微笑。

文章出處 鄧屬予(2001)東北角的往日雲煙。

地球科學園地，第20期，第2-9頁。