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台灣地質歷史

古生代

大南澳群

分佈區域

出露於中央山脈以東面,台東縱谷以西,北自蘇澳南方八公里,南至太麻里溪北岸。

岩石類型

變質岩:

  • 黑色片岩
    石英、絹雲母、綠泥石、鈉長石、石墨(呈黑色主因)
    灰黑至深灰色,片理明顯。岩層中夾雜綠色片岩或大理岩層。
  • 綠色片岩
    綠泥石、綠簾石(呈綠色主因)、透閃石、石英、斜長石、方解石、少量黃鐵礦
    深綠或灰綠色,具良好片理,常與黑色片岩、大理岩、變質燧石層互層。
  • 矽質片岩
    石英、白雲母組成。
  • 大理岩
    方解石變質而成,呈灰白色。發現紡錘蟲與珊瑚的化石。
  • 片麻岩
    由頁岩高度變質形成。
  • 角閃岩
    角閃石、斜長石、綠泥石、綠簾石、黝簾石、鐵礦。
    玄武岩質或凝灰岩高度變質形成。
  • 硬綠泥石岩
    30%~70%硬綠泥石、石英、綠簾石、白雲母、金紅石、磁鐵礦、碳酸鹽礦物。
    火成岩:
  • 偉晶花崗岩
    與片岩、片麻岩相接。

地質年代

  • 大理岩中發現二疊紀的紡錘蟲與珊瑚化石
  • 由花崗片麻岩、角閃岩、大理岩以定年方式推得地質年代約為80~260Ma
  • 地質年代約為二疊紀至白堊紀,三疊紀地層缺少。

太魯閣運動

晚二疊紀(260~200Ma),華夏板塊東緣(台灣)為穩定板塊邊緣,廣泛堆積石灰岩。
早侏羅紀(200~145Ma)古太平洋板塊隱沒至華夏板塊下,形成早燕山期火山弧(花崗岩,金門、華南沿海山脈)。
二疊紀石灰岩變質為九曲大理岩,地層之上不整合堆積華夏板塊沈積物與火山碎屑沈積物。

中生代

中央山脈

南澳、中橫、南橫、花蓮、玉山地區

台灣海峽海底基盤

澎湖海域、台灣海峽台南盆地、北港高區、八卦山
台灣海峽區域中生代地層均為非海相沈積物,此時台灣仍與大陸相連,後經板塊運動產生火山活動、斷塊運動、變質作用、海近海退而至現今位置。

南澳運動

古太平洋板塊潮汐隱沒至華夏板塊下,形成長達數千公里的燕山期火山帶,從華南地區延伸至日俄地區。
晚白堊紀(90~86Ma)火山弧東移至大陸邊緣,形成大南澳雜岩帶中的花崗岩,同時轉為弧後擴張環境。
大南澳片岩帶處在弧溝環境,增積岩體產生綠片岩相變質作用(74Ma)。

新生代

古近紀

地質演變歷史

始新世~中新世開始海侵,沈積物堆積於中央山脈第三紀岩層中的台灣地槽。
沈積盆地範圍隨時間擴大至台灣西部,西側為濱海或淺海環境。
海岸線逐漸西移,形成麓山區、五指山層。
東南方陸棚海水加深,泥質堆積物增加,形成中央山脈泥質岩層。
海底火山於盆地的多處爆發,供應火成岩。
(可能為侵入大南澳片岩基盤的輝綠岩岩脈)
中央山脈而後受板塊碰撞與蓬萊運動引起變質作用。

沈積環境與地體演化
交錯層:指出沈積時的水流方向從西向東。
沈積環境:濱海三角洲、淺海相
沈積物來源:台灣島西北方,中國
沈積地形:半地塹斷陷裂谷——雪山槽,形成現今中央山脈與雪山的沈積層。
中新世海水覆蓋地槽,使始新統上部至漸新統底部間地層部分缺失。

中央山脈地區-輕度變質岩

  • 雪山山脈北段-輕度變質泥岩、砂岩
  • 雪山中南部-泥岩、石英岩質砂岩、板岩、千枚岩、變質砂岩
  • 脊粱山脈南段-半板岩、板岩、千枚岩、變質砂岩、變質石灰岩

西部地區-未變質沈積岩

  • 西北部地區-五指山層
    分佈:金山斷層以東,屈尺斷層以西。
    岩性:多屬細粒砂岩、砂質頁岩、暗灰色泥岩及頁岩,西北部具有白砂岩層
    含多層密集之海綠石與菱鐵礦共生之粉砂岩,代表淺水相沈積環境。

  • 嘉南平原地下地層
    具始新統與部分漸新統之砂頁岩沈積。
    始新統上部至漸新統中部地層缺失,有一普遍不整合面。

台灣海峽海底下地層-沈積岩與火山岩

  • 雲彰古陸
    位於北港高區之西北邊,由火成岩構成,阻隔台西盆地與台南盆地地脊。
    多為酸性火山岩,供應五指山層與木山層沉積物。

  • 台灣海峽
    白堊紀晚期地殼運動形成雛形,產生一系列雁行且走向為東北-西南的正斷層。
    海底基盤切割為長條狀地塊,形成地壘與地塹交間地形。
    古新世盆地積水成湖,具有湖相或陸相沈積。地壘受風化侵蝕。
    始新世為海進環境,具海相堆積。
    漸新世受造山運動影響,台灣海峽成為陸地,受侵蝕而形成不整合面。

穩定大陸邊緣與裂解拉張作用

新生代古太平洋板塊隱沒作用停止,轉變為穩定大陸邊緣,歐亞板塊東緣開始裂解與拉張作用。
產生一系列北東走向正斷層,形成半地塹盆地與地壘。
晚漸新世岩石圈拉張減薄與軟流圈上湧對流,正斷層活動減緩。陸棚區域沉陷。

新近紀

地理分佈

  • 西部麓山帶
    新第三紀地層與古第三紀地層以屈尺斷層、荖濃溪斷層為界
  • 中央山脈西翼
    輕度變質岩,以硬泥岩、板岩為主。
  • 東部海岸山脈
    為火山弧前盆地堆積,此時已受板塊與呂宋火山脈影響。
  • 恆春半島
    以砂頁岩為主,含有濁流層。

岩質概況:
以碎屑沈積岩為主,脊梁山脈西側有少數輕度變質岩。
沈積環境:
沈積盆地西淺東深,西側濱線位處今台灣海峽中線,東側界線為脊梁山脈西坡。

中新世

沈積環境:
西側,位於大陸前緣斜坡的穩定盆地或陸棚,接受大陸提供的碎屑沈積物以淺海、濱海相碎屑為主。
構造活動性小,火山活動性弱。
東側,菲律賓島弧之弧前盆地,構造活動量大,火山作用強烈。

接受火山性濁流岩型碎屑。

沈積循環

北部至西北部於中新統的地層序列中出現的海陸交替岩相組合。
由下而上分別為:

  1. 木山沈積循環
    海退時期,沈積白色沙岩、灰色泥質岩。夾有數層煤層。
    往東南方漸深,生物減少,煤層逐漸變薄,頁岩逐漸增厚。
    海進時期,形成砂頁岩互層,此時火山活動密集,沈積凝灰岩與玄武岩流。

唭哩岸石!

  1. 石底沈積循環
    海退時期的濱海環境,地勢低平,潮汐帶沈積粉砂岩與頁岩組成之紋層。
    具交錯層理、波痕、泥片礫岩等沈積構造。
    海進時期引進淺海至半深海沈積物,以鈣質沙岩或深灰色泥質岩為主。
  2. 南莊沈積循環
    海退時期出現海濱沼澤堆積,北部含多層厚層紗岩,中南部多為海相泥質沈積物,沈積物由西北向東南輸送。

每一循環包含海退和海進一次,海退時產生有利的造煤環境。海進時產生海相化石群。

海岸山脈與呂宋島弧

中新世(15Ma),南中國海板塊隱沒至菲律賓海板塊之下,形成海岸山脈與呂宋島弧。
大陸邊緣地殼隱沒,產生低度變質,為現今盧山板岩帶與玉里片岩帶。
弧前盆地堆積海岸山脈沈積物,形成花東縱谷。

結論

中新世岩層構成台灣沈積岩層主體。
西側沈積物輸送方向仍為西北向東南。
中央山脈東側地槽開始張裂並沈積,來源多為火山活動產生的碎屑、風化在沈積之碎屑沈積物、古台灣島泥沙,形成海岸山脈沈積岩層。

蓬萊運動(6Ma)

菲律賓海板塊撞擊,台灣島隆起成型,改變沈積環境。
晚中新世(6Ma):形成北部山脈與前陸盆地
早上新世(4~3Ma):形成中部山脈
晚上新世~早更新世(2Ma):形成南部山脈
更新世(1Ma):恆春半島隆起

更新世

第三紀基盤岩石出露,形成古台灣島。
沈積物來源:

  1. 古台灣島沖刷之泥沙
  2. 西北方台灣海峽或大陸邊緣之沈積物
    地層年代越晚,顆粒越粗,淘選度越不良。
    代表古中央山脈高度增加,使侵蝕、搬運作用越劇烈。
    墾丁、東部地層沈積環境不同,為板塊交界帶上的混同層。
    古、新第三紀地層間出現顯著斷層運動。
    西部地區發生多條走向北北東之逆衝斷層,上部地層遭侵蝕,出露底部地層。

台灣地殼變動過程

台灣地殼變動