世界華人地質(zhì)大會(huì)
——臺(tái)灣環(huán)島之旅

張志亮 陳飛揚(yáng)

世界華人地質(zhì)大會(huì)
——臺(tái)灣環(huán)島之旅

張志亮 陳飛揚(yáng)

對(duì)于臺(tái)灣，鄉(xiāng)愁也許是各種情感元素中最純厚的境界；而對(duì)于我們，臺(tái)灣則是一種久經(jīng)沉淀后的向往。2015年5月，我們有幸參加了在臺(tái)灣舉辦的第八屆海峽兩岸三地暨世界華人地質(zhì)科學(xué)研討會(huì)，以及會(huì)后環(huán)臺(tái)5日野外地質(zhì)考察。我們第一次來(lái)到寶島臺(tái)灣，就對(duì)她的人文氣息和地質(zhì)現(xiàn)象，有了一次親密的接觸。

本屆會(huì)議在臺(tái)北中央研究院舉行，分為兩天，吸引了全球兩百多位華人到臺(tái)灣進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。大會(huì)設(shè)有15個(gè)專(zhuān)題，包括了地質(zhì)領(lǐng)域的諸多方面(圖1)。最初于1995年3月在臺(tái)北召開(kāi)的海峽兩岸地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)，開(kāi)啟了兩岸地球科學(xué)領(lǐng)域大規(guī)模的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。隨后，在世界各地分別舉辦了7次世界華人地質(zhì)大會(huì)。

"臺(tái)灣"一名源自居于今臺(tái)南安平的原住民西拉雅族"臺(tái)窩灣"社的社名，意為濱海之地，并取全稱(chēng)中的"臺(tái)"字作為簡(jiǎn)稱(chēng)。明朝萬(wàn)歷年間官方正式啟用"臺(tái)灣"一詞。除此之外，她還有一個(gè)詩(shī)情畫(huà)意的別名福爾摩沙（英語(yǔ)：Formosa），意為"美麗之島"，由16世紀(jì)新航線(xiàn)開(kāi)辟時(shí)代的葡萄牙水手于航行途中驚呼而出。

圖1，臺(tái)北中央研究院學(xué)術(shù)報(bào)告廳

臺(tái)灣位于中國(guó)沿海的大陸架上，四面環(huán)海，東臨太平洋、東北臨琉球群島、南臨菲律賓群島、西界臺(tái)灣海峽與福建省相望，由85個(gè)大小不一的島嶼組成。臺(tái)灣島在地圖上大致呈紡錘狀外形，它的長(zhǎng)軸呈南北走向，長(zhǎng)約385km。而中央山脈則是臺(tái)灣島的脊梁山嶺，也是臺(tái)灣島東西兩斜面間的主要分水嶺，其以東為海岸山脈，二者之間以花東縱谷相隔。

臺(tái)灣是一個(gè)具有地槽和島弧雙重地質(zhì)背景的島嶼，發(fā)育大大小小的活動(dòng)斷層，是造山作用最活躍的地區(qū)。由于受到菲律賓板塊和歐亞大陸板塊的擠壓，臺(tái)灣島的地層都呈長(zhǎng)而窄的帶狀分布，與臺(tái)灣島的長(zhǎng)軸平行，同樣這條南北走向線(xiàn)和臺(tái)灣島的主要構(gòu)造線(xiàn)相一致。臺(tái)灣的地層都比較年輕，僅僅出露了較少的古生代晚期至中生代(先第三紀(jì))的地層，大部分為新生代的地層。而這些地層的巖相、厚度和構(gòu)造在不同地區(qū)都有著不同程度的差異，每一個(gè)地質(zhì)區(qū)都有它特殊的地質(zhì)和地理背景。目前臺(tái)灣大致可以分為3個(gè)主要的地質(zhì)區(qū)：中央山脈地質(zhì)區(qū)、西部麓山地質(zhì)區(qū)和海岸山脈地質(zhì)區(qū)（圖2）。我們的野外考察路線(xiàn)是從臺(tái)灣的東部到南部，再由西部到中部，從而對(duì)臺(tái)灣各區(qū)的地質(zhì)概況都有了細(xì)致的了解。

圖2，臺(tái)灣地質(zhì)簡(jiǎn)圖，圖中星形顯示臺(tái)灣集集大地震震源

第一天早上，在臺(tái)北中央研究院李建成等老師的帶領(lǐng)下我們從臺(tái)北坐火車(chē)前往臺(tái)灣最東邊的花蓮市，屬于中央山脈東翼地質(zhì)區(qū)。此區(qū)是臺(tái)灣最古老的地質(zhì)和構(gòu)造單元，主要出露先第三紀(jì)變質(zhì)雜巖，也叫大南澳基底雜巖。它主要是由原來(lái)的沉積巖和火山巖經(jīng)變質(zhì)作用后形成的片巖和大理巖所組成，其中還含有少量的片麻巖、混合巖、變質(zhì)基性火成巖和蛇紋巖等。它可以分為5個(gè)區(qū)域性的地層系統(tǒng)，分別為玉里層、長(zhǎng)春層、九曲層、開(kāi)南岡層和天祥層。由于這些變質(zhì)巖石中缺少化石和足夠的定年材料，目前推斷大南澳基底雜巖系的時(shí)代大概為古生代晚期到中生代初期，或者是屬于時(shí)限較寬的"先第三紀(jì)"。此變質(zhì)巖帶南北長(zhǎng)達(dá)240 km，總面積約為4600平方公里，覆蓋了臺(tái)灣總面積的14%。上午我們一行便到達(dá)了以奇峰插天、怪石嵯峨的大理巖景觀而聞名的太魯閣大峽谷，太魯閣國(guó)家公園也在此依勢(shì)而建。沿著中部橫貫公路，在立霧溪畔，我們沿途欣賞著這地球內(nèi)部力量的鬼斧神工（圖3）。自中新世末期以來(lái)，立霧溪水長(zhǎng)期的下蝕作用和地殼不斷的隆起抬升，形成了幾近垂直的U型峽谷。而灰白色的大理石中夾雜著暗色的片麻巖和混合巖，形成明暗相間的紋層體，重巒逶迤，延綿20公里。下午我們到達(dá)七星潭海灣（圖4），讓清涼而濕潤(rùn)的海風(fēng)吹拂著經(jīng)太陽(yáng)炙烤后的身軀。伴隨著夜幕的降臨，也讓遙遠(yuǎn)陸地的旅行者們初識(shí)了這海的浩瀚與寧?kù)o。

圖3，太魯閣大峽谷，可見(jiàn)立霧溪水下蝕而成的幾近垂直的大理巖崖壁

圖4

圖5

第二天上午我們到達(dá)花蓮市嶺頂、石梯坪，屬于臺(tái)灣東部海岸山脈地質(zhì)區(qū)。海岸山脈介于花東縱谷與臺(tái)灣的東部海岸之間，長(zhǎng)約135 km。在板塊構(gòu)造的構(gòu)架中，海岸山脈代表菲律賓板塊前緣面向西的古近紀(jì)島弧，即呂宋島弧的一部分。其核心是由安山巖質(zhì)島弧巖漿冷凝而成的中新世到上新世火山巖。覆蓋在火山巖系上面較新的巖層大多由疊瓦狀巖塊組成，這些巖塊都是由中新世、上新世以及更新世與火山活動(dòng)有關(guān)的濁流巖層組成。這些巖體大致可以分為：都巒山層、番薯寮層、利吉層、八里灣層和卑南山礫巖。海岸邊隨處可見(jiàn)大小不等的火山碎屑巖和具疊瓦狀構(gòu)造的濁流巖（圖5）。陸地上的巖石向海伸入，形成大大小小的灣澳，形狀如階梯一般，排列長(zhǎng)短不一（圖6）。下午便來(lái)到屬于花東縱谷地質(zhì)區(qū)的池上鎮(zhèn)，它是臺(tái)灣的一個(gè)主要地質(zhì)邊界-歐亞板塊與菲律賓板塊中的呂宋島弧碰撞的縫合帶。長(zhǎng)約150 Km的花東縱谷分隔了中央山脈與海岸山脈地質(zhì)區(qū)，其東部為由島弧改造成的山脈，而西部為大陸邊緣山脈?；|縱谷主要為逆斷層所形成的，目前斷層的活動(dòng)性表現(xiàn)在較高的地震頻度、較大強(qiáng)度的地震和切過(guò)谷地的斷層崖。此區(qū)發(fā)育不同規(guī)模的活動(dòng)斷層，我們前往觀測(cè)了其中的池上斷層。池上斷層沿著海岸山脈的山腳出露，大坡國(guó)小的操場(chǎng)東側(cè)即為池上斷層的地表出露點(diǎn)。在此，我們可以觀察到一些受斷層擠壓抬升的地表破壞現(xiàn)象，如滑梯頂部翹起，斜坡底部土墻破裂（圖7C）。池上斷層最初由國(guó)際知名的法國(guó)地質(zhì)學(xué)家安朔葉(Jacques Angelier)開(kāi)始研究，他的工作使得臺(tái)灣花東縱谷的池上斷層

圖4，七星潭畔的礫石灘

圖5，海岸山脈的火山碎屑巖為濁流巖所包裹，時(shí)限為10-5Ma

圖6

圖6，花蓮石梯坪，可見(jiàn)沉積巖包裹著火山巖體登上了世界舞臺(tái)。目前，沿著錦園溪溝渠兩側(cè)，地質(zhì)工作者已經(jīng)設(shè)置了一個(gè)跨越斷層的測(cè)量網(wǎng)，裝置了將近20個(gè)測(cè)量地標(biāo)，來(lái)分析斷層帶的變形行為，并且用以測(cè)量/記錄斷層的滑移速率（圖7D）。測(cè)量結(jié)果表明，主斷層地表位置在接近錦園橋景觀臺(tái)前方，斷層上盤(pán)呈現(xiàn)一個(gè)背斜的褶皺變形，寬約40-50米。斷層以每年2-3 cm的速率滑移，并且有明顯旱季鎖住不動(dòng)的季節(jié)性潛移現(xiàn)象。傍晚途徑鹿野龍?zhí)锔吲_(tái)（圖8），俯瞰如茵綠草后，便回到臺(tái)東市區(qū)歇息。

第三天清晨我們驅(qū)車(chē)前往臺(tái)東卑南鄉(xiāng)，參觀了利吉地質(zhì)公園。東部海岸山脈除了壯麗的山脈地形外，最具特色的地質(zhì)景觀便是利吉惡地和小黃山。利吉惡地位于海岸山脈的尾端，形成原因尚有爭(zhēng)議，其組成巖石稱(chēng)為利吉層。利吉混同層原是臺(tái)灣東南方的深海沉積物，數(shù)百萬(wàn)年來(lái)受到菲律賓板塊向西北擠壓、剪切、上沖而露出地表，被侵蝕為巨厚的泥巖惡地。由于地層飽受剪切作用因而層序混亂，遍布光滑的剪切面，并含有大量卷入的砂巖及海洋地殼物質(zhì)等外來(lái)巖塊（圖9）。由于組成利吉層的土壤滲水性差，因此每當(dāng)降雨時(shí)便造成土壤表面的沖蝕和崩移，形成如今光禿的特殊地貌（圖9A）。之后，我們參觀了卑南史前博物館。自上世紀(jì)八十年代起，考古工作者們陸續(xù)在卑南遺址發(fā)現(xiàn)了大量的史前文物。如今發(fā)掘面積達(dá)一萬(wàn)多平方米，出土了一千五百多座墓葬與數(shù)萬(wàn)件石器及陶器。這是臺(tái)灣新石器時(shí)代中晚期十分重要的代表性遺址，也是環(huán)太平洋與東南亞地區(qū)規(guī)模最大的石板棺墓葬遺址。這些精美保存的出土文物讓我們對(duì)臺(tái)灣史前文化與原住民文化的豐富與多樣性有了詳細(xì)的了解，也對(duì)潤(rùn)養(yǎng)這片土地的大自然懷有深深的敬畏之情。下午我們到達(dá)的屏東恒春鎮(zhèn)，屬于中央山脈最南端的恒春半島。恒春半島的主要構(gòu)造線(xiàn)均呈南北走向，自西而東可見(jiàn)恒春河谷向斜層、恒春斷層及墾丁公園背斜層三個(gè)構(gòu)造單元。恒春河谷向斜層主要由最新的上新世及更新世地層組成，恒春斷層與河谷平行，主要由中新世微變質(zhì)的頁(yè)巖夾砂巖組成。我們所在的關(guān)山風(fēng)景區(qū)主要由隆起的珊瑚礁組成（圖10），其自更新世以來(lái)便以每年大約5 cm的速率抬升。行走于山群之中，頗有滄海桑田之感。一天的旅途結(jié)束后，我們夜宿臺(tái)灣島最南部的墾丁岸邊，在混合著臺(tái)灣海峽、巴士海峽和太平洋的波濤的激蕩聲中進(jìn)入了夢(mèng)鄉(xiāng)。

第四天清晨從墾丁出發(fā)，沿著臺(tái)灣西海岸線(xiàn)一路北上，在嘉義市作短暫的休整后，我們長(zhǎng)途驅(qū)車(chē)前往參觀位于南投竹山鎮(zhèn)的車(chē)籠埔斷層保存遺址，屬于西部麓山帶地質(zhì)區(qū)。此區(qū)由中央山脈西邊的漸新世及新近紀(jì)地槽盆地構(gòu)成。最新的古生物研究表明本區(qū)內(nèi)最早的沉積物在漸新世時(shí)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)，沉積作用經(jīng)過(guò)中新世延至上新世，到更新世初期發(fā)生主要造山運(yùn)動(dòng)，盆地內(nèi)沉積的巖層經(jīng)過(guò)褶皺斷移，形成本地質(zhì)區(qū)內(nèi)的一切構(gòu)造現(xiàn)象。1999年9月21日清晨，在臺(tái)灣南投市集集鎮(zhèn)發(fā)生了近百年來(lái)傷亡損失最慘重的九二一集集大地震（圖2）。經(jīng)由地質(zhì)工作者的努力，地震所造成的地表破裂原狀以及多次地震所造成的褶皺與斷層構(gòu)造在車(chē)籠埔斷層保存遺址區(qū)得以清晰地展現(xiàn)（圖11）。館內(nèi)還展出了古文物與百年地震儀，以及豐富的歷史地震資料，使我們對(duì)臺(tái)灣土地的地震史有了一個(gè)全面的了解。傍晚我們住宿在以濃濃臺(tái)灣風(fēng)情著稱(chēng)的日月潭畔，在瀲滟的水波、婆娑的樹(shù)影和五彩的夜光陪伴中度過(guò)了一個(gè)愜意而浪漫的夜晚（圖12）。

圖7，花東縱谷地質(zhì)區(qū)-池上活動(dòng)斷層。A，變形的房屋；B，破裂的圍墻；C,大坡國(guó)小損壞的滑梯；D,錦園溪溝渠上安置的地殼變形精密測(cè)量?jī)x

圖8,第八屆世界華人地質(zhì)大會(huì)會(huì)后野外考察于鹿野龍?zhí)锔吲_(tái)集體合照

圖9，海岸山脈地質(zhì)區(qū)-利吉惡地。A，因水流剝蝕而成的光禿山體；B，利吉混同層中的砂巖體；C，利吉層泥巖中可見(jiàn)遍布光滑的剪切面；D，輝長(zhǎng)巖，為洋殼的組分之一

圖10，恒春半島關(guān)山觀景臺(tái)上隆起的珊瑚礁體

圖11，西部麓山地質(zhì)區(qū)-車(chē)籠埔斷層。A，李建成老師在斷層剖面現(xiàn)場(chǎng)講解；B，逆斷層的多期錯(cuò)動(dòng)導(dǎo)致間斷性抬升的礫石層

圖12，日月潭夜景

最后一天早上，我們?cè)跔N爛的陽(yáng)光照耀下乘船觀光日月潭。日月潭及周?chē)呐璧貙儆谥醒肷矫}西翼地質(zhì)區(qū)雪山山脈帶，主要由堅(jiān)硬或輕度變質(zhì)的新生代巨厚層泥質(zhì)沉積物組成。日月潭是臺(tái)灣島最著名的風(fēng)景區(qū)，它位于西部的南投縣，臥伏在玉山和阿里山之間的山頭上，是臺(tái)灣省第二大湖泊、最大的天然湖泊。湖岸周長(zhǎng)35千米，平均水深19米。日月潭附近的地形由于受褶曲、斷層及河川侵蝕等作用的影響，致使境內(nèi)山丘遍布，其間羅布著約13個(gè)大小懸殊的盆地，和許多急陡坡及崩塌地帶。當(dāng)把日月潭周?chē)拿麆倬包c(diǎn)一一游覽過(guò)后，已近中午時(shí)分。食過(guò)午飯，來(lái)自全世界的華人就在此惜別，來(lái)日方長(zhǎng)，各自奔赴機(jī)場(chǎng)，告別美麗島臺(tái)灣。

5天的臺(tái)灣地質(zhì)考察在記憶中留下了深深的印痕，觀測(cè)于眼的是地質(zhì)現(xiàn)象，而游走于心的是人文情懷。地質(zhì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓我們清楚了全新世以來(lái)臺(tái)灣島的地質(zhì)演化歷史，以及目前的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。對(duì)于從未有過(guò)地震及火山作用經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，這些地質(zhì)現(xiàn)象的確讓我們對(duì)地球內(nèi)部所爆發(fā)的巨大能量有了一個(gè)實(shí)質(zhì)的認(rèn)知，也對(duì)這些地質(zhì)作用的結(jié)果有了一個(gè)更加宏觀的概念。對(duì)于研究沉積巖中古生物化石的我們來(lái)說(shuō)，這些缺乏生命記錄的巖石和地層多少還是顯得有些陌生，但是物質(zhì)地球的構(gòu)造演化過(guò)程對(duì)我們了解生命的演化歷程應(yīng)該有一個(gè)視野上的提升。巖石圈、水圈、大氣圈以及生物圈的協(xié)同演化也必然伴隨著每一次的滄海桑田。我們都是以巖石為窗口，去探尋遠(yuǎn)古海洋里和大陸上發(fā)生的種種奇跡，去預(yù)知大地周行不殆的自然之道。

臺(tái)灣文化以中華文化為主體，很好地融合了原住民高山族的南島文化。歷經(jīng)荷蘭、日本的殖民統(tǒng)治，又經(jīng)過(guò)戰(zhàn)后民主改革，在獨(dú)特的地理和生態(tài)環(huán)境中逐漸呈現(xiàn)出多元面貌。在臺(tái)灣主辦方精心的籌劃下，我們以愉快而感激的心情完成了這次地質(zhì)考察，領(lǐng)略了寶島臺(tái)灣獨(dú)特的地理和人文。知識(shí)之樹(shù)猶如生命之樹(shù)，科學(xué)的疑難或者人生的困惑，像繁茂的枝葉，把觸覺(jué)引向了更廣闊的天空。

圖13，臺(tái)灣非常受歡迎的誠(chéng)品書(shū)店，24小時(shí)開(kāi)放