火山奧秘-大屯火山群的地形與地質

[地形概述] [地質概述] [火山奇觀] [形成秘辛]

 

  從過去定年研究顯示,大屯火山群最早的火山活動大約開始於280萬至250萬年前(第三紀上新世),但規模不大,此時期北呂宋島弧與歐亞板塊的弧陸碰撞仍在持續,在壓力環境下,岩漿並不容易上升至地表。

  100萬年前基隆火山群(位於台北縣瑞芳鎮)開始活動,但由噴發形成的火山岩甚少,主要為侵入地層中的淺成岩,表示直到當時的北台灣仍處於壓力環境下。然而到了80萬年前(第四紀更新世)開始,大屯火山群卻陸續大規模噴發,一直持續到約20萬年前左右結束,形成今日的火山地貌,這又是怎麼回事呢?

  由主要的火山體分布情形來看(下圖),大屯火山群的火山分布基本上形成一向東北缺口的圓弧排列,金山斷層(圖中粗黑線)即穿過其間。由最新的鑽井研究顯示,在這些火山包圍的區域中心,即馬槽擎天崗地區(圖中紅點)的沈積岩基盤非常深,可能低於現今海平面800至1,000公尺左右,顯示出此區在火山活動時期曾發生嚴重的下陷。

大屯火山群主要火山體分布圖
大屯火山群的火山體呈圓弧狀分布(修自大屯火山地質踏青,宋聖榮,民88)

  另一方面,在火山群週邊發現的露頭,則可見到沈積岩基盤的褶皺並未影響覆於其上的火山岩,表示基盤所受的造山壓力並未持續作用到火山噴發時期。此現象在北投貴子坑地區就可以清楚看見。

在北投貴子坑地區出露的岩層中可以清楚看見,基盤的第三紀漸新世五指山層砂岩已受明顯褶皺;但其上屬於大屯火山的泥流堆積物卻不受褶皺影響,兩者間呈不整合關係,顯示火山必定是形成於主要造山時期之後。(取自大屯火山地質踏青,宋聖榮,民88)

  以上證據在在表明在大屯火山大規模噴發的時期,原促使台灣島基盤逆衝造山的壓力環境,至少在北台灣應已轉換為張力環境,促使金山斷層(原為逆斷層)通過的馬槽擎天崗地區發生大量的張裂下陷運動,使多年來被壓力環境囚滯於其下的岩漿順著裂隙上升,因而產生長達數十萬年、一連串的火山活動。


台灣地體構造示意圖(取自臺北與火山,宋聖榮,民88)

  據研究這關鍵的應力轉換,是由於琉球島弧的弧後擴張盆地(即沖繩海槽)已向西南延伸到北台灣附近,帶來了擴張環境;而原來活躍的板塊邊界碰撞位置又已漸次向台灣東南方移動,北台灣原來的受壓環境因此減緩甚至停止,彈性體的板塊因而開始反彈,更助長了張裂運動。


大屯火山群火山活動演化史(取自大屯火山地質踏青,宋聖榮,民88)

  有趣的是,同一張裂環境也正是促成台北盆地下陷形成的主要推手,這又是另一個課題了。

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