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台灣本島是如何誕生的?
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台灣本島是如何誕生的?
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菲律賓海板塊,南中國海板塊,太平洋板塊跟歐亞大陸板塊擠壓 推擠出來的 板塊學說是二十世紀地球科學最重大的成就，所有有關地球地殼之演化，均可由板塊學說加以闡逑。該學說認為地球地表一百公里範圍為岩石圈，代表板塊本身，而一百公里至二百公里為軟流圈，是較易變形的部份，岩石圈「浮」在軟流圈上移動。板塊分為兩種類型：海洋板塊及大陸板塊（圖二），海洋板塊由密度較 板塊運動包含三種類型： 誕生型板塊邊緣（中洋脊）、消 失型板塊邊緣（隱沒帶）、及轉 形斷層。 大的矽鎂質岩石構成，偏向基性，大陸板塊則由較輕之矽鋁質岩石構成，偏向酸性。地球內部由於熱的作用產生對流，岩漿上升處，遂在地表張裂板塊，產生誕生型板塊邊緣，中洋脊是為代表，該地區會有許多淺的，正斷層（張裂作用）式的小地震（圖三）。在中洋脊由深部岩漿加進來，所產生的是為海洋板塊，在淺部都是玄武岩，深部則為輝長岩。 世界地震分佈定義了板塊邊界。 （a）世界地震分布 （b）七大板塊。 海洋板塊以每年兩公分的速度向外擴張（稱為海底擴張學說），直到碰到大陸板塊邊緣，由於海洋板塊較重，會隱沒到大陸板塊之下，產生消失型板塊邊緣。環太平洋地震帶（包括台灣、日本）是為代表（圖二及圖三）。海洋板塊在擠壓過程中，會推動大陸板塊移動，產生「大陸飄移」，目前世界五大洲分佈，是由二億年前一大塊「盤古」大陸張裂開來的。消失型板塊邊緣由於兩種不同性質的板塊碰撞，不斷的在擠壓，不斷的在累積變形能量，直到超過岩石能夠忍受的程度，遂將累積之變形能量在瞬間釋放出來，發生地震。因為板塊不斷在移動，因此不斷的在累積及釋放能量，地震遂周而復始不斷發生，稱為彈性反跳學說。這種巨大的碰撞力量，使消失型板塊邊緣產生許多淺至深的，逆衝斷層（擠壓 作用）式的大地震。海洋板塊沿著隱沒帶，俯衝下插到大陸板塊之下約七百公里，才會與周遭物質同化，因此最深的地震也可到達七百公里。台灣附近最深的地震至多到達三百公里，代表此隱沒作用較年輕，規模愈小。 在海洋板塊隱沒過程中，發生許多有趣的現象，當隱沒到一百公里深度附近，由於溫度與壓力條件的配合，再加上帶入之水的作用，基性的海洋板塊遂部份溶融，產生岩漿，開始上升，並穿過酸性的大陸板塊，混合成中性的安山岩，噴發在地表上，產生島弧，所以島弧都是安山岩，且都位在隱沒帶邊緣，例台灣的蘭嶼、綠島都是。台灣北部之大屯火山及基隆火山也是安山岩，推論可能也是板塊隱沒帶上來的岩漿造成。1909年台北盆地範圍內曾發生一次規模7.3的深層大地震，相信亦是此種隱沒作用的關係。 有一種學說稱為「大陸成長之安山岩增積理論」，該學說主張由於隱沒作用產生之大量岩漿，不斷的將材料加積到大陸板塊之上，造成大陸的成長。此由安山岩之化學成份，與古老大陸地盾之化學成份相近，可以獲得證明。但此學說仍有許多盲點，例如板塊下作用之機制，有待更多的研究。 除了誕生型板塊邊緣（中洋脊）及消失型板塊邊緣（大陸邊緣）外，尚有第三種不生也不滅的板塊運動邊緣，稱為轉形斷層，在圍繞中洋脊附近之海底地形上，可以看到很長的裂痕，即是轉形斷層。由於地球自轉作用之影響，每一板塊也會繞著某一中心點旋轉，遂拉扯出這些很長的橫移斷層性質的轉形斷層。轉形斷層上並不會累積太多的地震。 由以上板塊學說大概敘述，可瞭解到板塊運動與地震息息相關，由全世界地震發生的位置，可勾劃出板塊的形貌，如圖三所示。全球是由七大板塊構成，有海洋板塊，也有大陸板塊，中間挾雜一些小板塊。板塊內部較為剛性，因此地震發生在板塊與板塊相互作用處，即板塊邊緣。台灣地震即是在菲律賓海板塊（海洋板塊）與歐亞大陸板塊（大陸板塊）相互作用下產生。不過，由於加上附近不同構造系統之影響，有其獨特的複雜性。 台灣島形成之可能過程。 圖四表示台灣島形成之可能過程，可充分說明台灣附近的板塊運動。約六百萬年前，原來屬於呂宋系統的海岸山脈，隨著菲律賓海板塊向北移動（將隱沒到琉球弧溝系統下），以約45度方向斜撞中國東南邊緣之大陸斜坡，並將此地原有之地殼物質抬高成山。此造山運動稱為蓬萊運動，迄今仍在持續進行。圖五表示此一 台灣板塊運動示意圖。 碰撞情況。碰撞前緣作用力最強，山也抬得最高，造成中央山脈東翼之變質岩帶（圖六），但往西變質度降低，即為中央山脈西翼及雪山山脈之亞變質岩帶。再往西則未變質，但變形極為利害，造成褶皺與斷層充斥的西部麓山沈積岩帶，此帶有許多巨型的逆衝斷層，成為覆互狀構造，代表地殼之大量縮短。因此從板塊運動眼光來看，海岸山脈是外來的，屬於菲律賓海板塊的一部份，而花東縱谷即為二板塊逢合線所在。圖六為東西向橫過台灣島之一地質構造剖面，表示海岸山脈撞上來，推擠台灣本島，產生由東到西之一系列構造。 橫過台灣島東西向之地質構造剖面。 其實，單由海岸山脈碰撞台灣島尚不足以完整解釋台灣附近之板槐運動，仍需加入其他的系統。 圖七為台灣島內之地質單位及附近區域之地體構造單元。大體而言，台灣附近有四個地體構造單元：台灣本島（西及西北）、南中國海板塊（西南）、菲律賓海板塊 （東及東南），及琉球弧溝系統（東北）。分述如下： １. 台灣本島： 台灣本島由東至西有六個不同的地質單位：(1)海岸山脈：由安山岩質火山岩、火山碎屑岩外圍後來侵蝕下來之碎屑岩構成，(2)中央山脈東翼：先第三紀變質雜岩所構成之古老核心，(3)脊樑山脈及雪山山脈：亞變質板岩帶，(4)西部麓山帶：第三紀沈積岩受激烈褶皺與逆衝斷層錯動，呈覆瓦狀構造，(5)西部海岸沈積平原，(6)澎湖群島：由洪流式玄武岩構成。各地質單位間，都有「界線斷層」分隔，例如西部麓山帶與沈積平原間，有金山－新莊－三義－車籠埔－觸口斷層，中央山脈與西部麓山帶間，有屈尺－荖濃溪－潮州斷層。中央山脈與海岸山脈間有縱谷斷層，這些大的 台灣地質構造單位及地體構造單元。 「界線斷層」大都是活動斷層，隨時都有可能活動，引發地震。在圖七之地質圖中，也可以看到以澎湖為中心，環繞彰化、雲林一帶有一圓弧狀構造，稱為北港高區，此為一種基盤高區，代表地函物質比較接近地表，其內地震很少，此高區阻擋北方沈積物南移，因此台灣西部之北半部與南半部地質構造很不相同，各成一套，南部形成一較深海之環境，後來產生許多泥岩。另外在苗栗、新竹一帶屬於丘陵台地，整個向西北突出，（造成鐵公路之山線），一般認為係板塊作用力量，沿雪山山脈之彎曲，順勢向西北推出。 ２. 南中國海板塊： 台灣板塊構造中最不為人知，疑問也最多的，是位於高屏、恆春半島西南之南中國海板塊。此為挾於中國大陸與呂宋島間之海洋性板塊，此板塊沿馬尼拉溝（圖一）向東隱沒，位於巴士海峽上的巴布耶、巴丹、甚至於蘭嶼、綠島，都可視為此隱沒作用噴發之島弧。目前理論認為南中國海板塊變形前緣，沿壽山、半屏山、小崗山、大崗山一線進入本島，這些小山丘都由珊瑚礁構成，代表過去陸棚邊緣之環境。南中國海板塊之作用力可傳達到北緯23.5度附近，嘉南平原附近一些東西向線型地震分佈，被認為與此板塊之向東運動有關。南中國海板塊在屏東平原東側與菲律賓海板塊之影響範圍相遇，此即為潮州斷層。有人認為菲律賓海板塊衝撞力量較大，挾帶著恆春半島、脊樑山脈南段，衝到南中國海板塊之上，迫使南中國海板塊在過了屏東平原後向東隱沒，南中國海板塊在台灣島西南側向東運動，可解釋台灣島向西凸出之現象，而此板塊系統在高雄、屏東伸入本島，造成了屏東平原，也可解釋高屏地區缺乏地震之原因（不在板塊邊緣）。 ３. 菲律賓海板塊： 菲律賓海板塊向北隱沒，是開啟台灣附近板塊運動之原動力，也是世界島弧系統與大陸碰撞（稱為弧陸碰撞）之典範。日本、琉球、台灣、菲律賓等一系列太平洋西北邊之「花綵列島」，都是菲律賓海板塊隱沒之消失性板塊邊緣。由於整個菲律賓海板塊繞著庫頁島附近一個點在旋轉，故在台灣附近菲律賓海板塊係以近乎「西北」的方向撞上中國大陸斜坡，此一切入之巨大力量，將中央山脈整個推起，但係因斜撞，也將中央山脈之走向在花蓮以北，扭而轉向東北（即蘇花公路的範圍），板塊至此無處可去，遂在花蓮附近以45°度俯角向北向下隱沒，自到宜蘭外海已達300公里深。此一「頭對頭」的碰撞使宜蘭至花蓮間成為台灣絕大部份地震誕生地。中央山脈在花蓮北方右轉，形成一阻力橫恆於前，遂抬起花蓮北方之米崙台地。 由於菲律賓海板塊是向西北或向北運動，因此北邊先接觸，再逐漸向南方伸延，此由一系列之安山岩噴出或安山岩島嶼，包括奇美火成岩體、綠島、蘭嶼、巴丹、巴布耶，由北向南遂漸年輕，可以推斷。這些島嶼幾乎排在南北一線上。海岸山脈撞上來時，其作用力在北邊花蓮附近以南北方向為主，但到南邊台東附近，則有較多東西方向成份，此仍因是斜撞的緣故。因此在台東附近，比較像是整個海岸山由東向西靠攏上來。此「關」的動作，在海岸山脈西南緣，造成許多「利吉混同層」。利吉混同層本來是在海岸山脈海邊斜坡上，因「海崩」而滾下來的混同物（有許多泥岩），但板塊運動的巨大力量，將之連同海洋板塊的基性岩石，好像堆土機一般推到陸地上來，現在台東市附近之獅頭山、虎頭山、猴山等都是原屬於海洋板塊的基性岩石（稱為輝長岩），後來才被推到陸地上來，也就是現在台灣東部可以看到活生生的海洋板塊。另外，台東附近之板塊「關」的力量，也將原屬於中央山脈山腳海底下的一堆礫石，緊緊壓縮後抬起來，這就是台東市西北方之卑南山（為膠結極佳之卑南山礫岩構成）。米崙礫石台地與卑南礫石台地，一北一南各述說不一樣的板塊運動故事，此實為台灣附近板塊運動極為動人的一章。 ４. 琉球弧溝系統 琉球弧溝系統位在台灣東方，當其西延接近台灣時，也開始被推移向北，而連結到花蓮附近。琉球系統有標準的板塊隱沒構造，也就是說，前緣有海溝，緊接為安山岩噴發造成之島弧，島弧後方尚有一弧後擴張，此即沖繩海槽，此海槽為張裂作用造成，有許多海底火山，台灣東北方之宜蘭平原咸認為係沖繩海槽進入台灣的部份，且在其進入前尚不忘噴發一小島，即龜山島。 其實，在菲律賓海板塊剛撞上台灣島時，琉球系統位在比現在更為北邊的位置。板塊撞擊力量，將琉球系統向外向南推移，造成琉球系統由北向南偏移，並由內往外移出。約三、四百萬年前，沖繩海槽可能在現今台北市北方登陸，造成觀音火山及大屯火山，後來繼續南移，並再次爆發，造成基隆火山（有金瓜石金礦)，一直到今天被推到宜蘭外海上。瞭解沖繩海槽對台灣北部之作用，可解開許多構造之謎，例如台北盆地之成因，此即為「新期構造運動」，是目前研究台灣板塊運動的極重要的課題之一。 本節及上節建立起，台灣板塊運動的架構，包括西北、西南、東南、東北四個方向。各方力量相互作用，將台灣團團圍住。下二節回到地震的問題，看看在板塊運動作用力下，台灣地震如何發生。先談台灣過去一百年來的地震觀測歷史。
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