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澎湖列島的火山岩
澎湖列島的火山岩

  澎湖列島(圖1與圖2)位於北緯23°9'40"與23°45'41",東經119°18'3"與119°42'54"間。最北端為目斗嶼,南端為七美嶼,東端為查母嶼,西端為花嶼,分布之範圍南北長約六十餘公里,東西寬約四十餘公里,露出海面之面積僅一百二十餘平方公里,其中除花嶼由玢岩組成外,其餘各島嶼均由玄武岩流與夾層之沈積岩構成。初期之玄武岩流多以海底火山噴出岩為最,具水平板狀節理之多孔質玄武岩,夾有數層含海相化石之沈積岩層,後因地盤上升,露出空中,其後陸續有熔岩噴出,其特徵為具有顯著之柱狀節理。由於屬於裂隙或部分為孔洞噴出熔岩流(圖3),加上侵蝕作用之進行,使得各島嶼分割支離。但各島嶼的地貌以及各夾層沈積岩之沈積面均十分平緩,因此各島嶼之平坦面應屬於真正的熔岩流臺地面,而非屬於差別性侵蝕風化所形成的侵蝕面。澎湖各大小島嶼乃屬於方山、似方山或似小方山之構造(圖4與圖5)。局部區域熔岩含氣體較多,流動性強而快,熔岩較薄,當其流動時,常轉動扭曲,有著圓滑起伏的繩狀構造(圖6)。
  澎湖列島係由大小六十四個島嶼所組成,其中現有居民者是澎湖本島、中墩島、白沙島、西嶼、目斗嶼、吉貝嶼、鳥嶼、員貝嶼、大倉嶼、測天島、小門嶼、桶盤嶼、虎井嶼、將軍澳嶼、望安島、花嶼、西嶼坪嶼、東嶼坪嶼、東吉嶼和七美嶼等二十個島嶼。其餘均為無人煙之荒島,孤立海中。澎湖列島位於大陸棚之淺海中,附近海域平均深度在五十公尺以內。各島周圍之海蝕平臺發育,並有廣大之珊瑚砂礫堆積,低潮時水退顯露,島之出露面積大增。如白沙島滿潮時面積十四餘平方公里,低潮時則增至二十五餘平方公里,二者相差達一倍以上。計全縣島嶼退潮時總面積一百六十四餘平方公里,滿潮時面積一百二十六餘平方公里。
  有關於澎湖列島之地質調查有齋藤讓(1889)、出口雄三(1912)、早(土反)一郎(1933)、林朝棨等(1957)、顏滄波(1958,1965,1987)。依前述學者所提澎湖列島除花嶼由玢岩類構成外,其餘各島均由上新-更新世之玄武岩熔岩、岩脈及黏土、砂層或砂岩層構成,其露出海面的高度不超過七十公尺。有關地下鑽探方面,在1933年前馬公自來水廠曾有六口深水井資料,深度達136公尺,均由玄武岩或沈積岩構成,並未發現基盤露出。1966年中國石油公司之澎湖白沙通梁一號井(TL-1)鑽井深度達899公尺,根據資料的研判,在海水面下459~503公尺處有含存在於上漸新世至下中新世時代的有孔蟲化石Miogypsina石灰岩,它被認為與北港三號井(PK-3)之含軟體動物化石石灰岩相當,而PK-3石灰岩不整合覆蓋於中生代地層之上。Miogypsina出現於公館凝灰岩和大寮層中,相當於中新世早期之指準化石,因此將通梁一號井之石灰岩歸之於中新世早期,而不整合在中生代地層之上。黃敦友(1968)由通梁一號井中底棲性有孔蟲之研究,從-500至-313公尺之沈積層中發現有Texturaria kansaiensis與T. pseudokansaiensis之存在,故定為中新世,並認為T. pseudokansaiensis在-320公尺絕滅,而將此絕滅面以上的沈積岩與玄武岩歸之於上新至更新世地層,並將其中所含有可能屬於中新世之底棲性有孔蟲認為是次生化石。在中國石油公司所稱之上新-更新世0~-320公尺岩心中有三段由玄武岩構成,分別由-116~-116.45公尺之含普通輝石紫蘇輝石玄武岩,-150~-185公尺之玄武岩-凝灰岩及-302~-305公尺之紫蘇輝石-普通輝石粗玄岩,此等岩石均屬於矽質玄武岩,而在-320公尺以下之中新世或中生代的地層中,均未有玄武岩之出現。
 
澎湖岩層的地質時代
  一般而言,澎湖玄武岩十分新鮮,夾層沉積物鬆散膠結不良,岩層除南部七美嶼大獅風景區外,較少褶皺變形,沉積夾層中所含炭化流木煤化程度低。此外玄武岩夾層間含有紅色黏土或紅色頁岩,沉積岩中亦含海相貝類化石群與底棲性有孔蟲,過去學者咸將澎湖層與臺灣頭嵙山期相對比,而認為是屬於上新-更新世地層。
  在八○年代以前,臺灣的地質界一直承襲了上述的觀念,而且在定年方面,也未曾有放射性定年的文章發表。為了確認澎湖玄武岩漿的活動時期,最近已有許多的研究,利用澎湖列島鹼性玄武岩、矽質玄武岩以及玄武岩底部火山碎屑岩岩-礫岩中之金雲母與角閃石,藉鉀-氬法定年來探討澎湖玄武岩可能的生成年代,詳細的定年資料,可參考圖7與圖8。由放射性定年結果與前人的推論,有很大的出入,幸運地,在澎湖七美嶼與東嶼坪等地,玄武岩夾層之富鈣質海相沉積岩中含有浮游性有孔蟲與超微化石(圖9與圖10),經鑑定其化石群的時代亦相當於中新世晚期。綜觀鉀-氬法定年的結果與化石的資料,澎湖玄武岩火成活動的年代,應屬中新世中期至中新世晚期,最晚不超過上新世早期。
  根據通梁一號井之地下資料以及地表岩層分布,澎湖列島之地層依序列於表1。
  澎湖列島露出海水面最高點僅75.5公尺(貓嶼),而岩層傾斜角度又相當平緩,因此平面之地質圖(圖1與圖3) 不易顯示出實際的出露情形,故可輔之以柱狀剖面圖來作說明 (圖7,8與11~13)。在以往的地質文獻中常依北迴歸線而將澎湖列島劃分成南北二大地理區域。根據野外的調查,以岩性為劃分標準可劃分成兩大區域,所劃定之界線較北迴歸線應略往南移,也就是望安、將軍澳嶼以北的北部區域(包括目斗嶼、澎湖本島等北部諸島嶼)以及南部區域(包括貓嶼、草嶼、東嶼坪嶼、西嶼坪嶼、東吉嶼、西吉嶼、七美嶼等)。北部區域(圖1,第一類型)主要由鹼性玄武岩或矽質玄武岩與沈積岩交替出現;而南部區域(圖1,第二類型),則以鹼性玄武岩與沈積岩交替出現為主,可能不含矽質玄武岩。在北部區域之東北角部分,可能存有一大的裂隙帶,由目斗嶼至查坡嶼與查母嶼,含有較晚期之鹼性玄武岩,內含許多超基性團塊,主要是由橄欖石、直輝石、斜輝石組成,並含少量的尖晶石,特劃分為第一類型之亞區(Ia)。
  根據通梁一號井地下資料,在海水面下320公尺至503公尺之早中新世砂岩層,其所含之有孔蟲化石可和公館凝灰岩來相對比,但岩心中出露者為砂岩、頁岩、粉砂岩、泥岩和砂質石灰岩,未有凝灰岩或玄武岩之報導,僅在302-305公尺有矽質玄武岩之出露。這是否意味著,早中新世公館期火山活動尚未波及澎湖地區,或僅因地下井資料有限,未能充分反應出實際之情況。如果想利用地球物理探勘之震波反射法來解決澎湖地區之地下構造問題,則受限於沈積岩與玄武岩間之物理性質差別太大,受到淺層玄武岩之強烈反射,在記錄儀上所呈現的將是一明顯的陰影帶,很難得到較深層的地下資料,技術上如何克服是一大難題。
  根據中國石油公司孫習之(1982)指出臺灣西部第三紀沈積盆地內存在著許多正斷層所形成的半地塹構造,此等大陸斷裂系統之張力,可能是形成澎湖玄武岩漿活動的動力機制。根據澎湖地區所作的古應力系統分析(圖14)也可以看出在中新世中至晚期(圖14C-D),由於中國南海的擴張,其所呈現的是張力作用。推測早中新世時代,亦復如此(圖14A-B)。及至上新世或第四紀以來,由於南海板塊向菲律賓板塊隱沒和菲律賓板塊向歐亞大陸隱沒(圖14D),此時澎湖和臺灣地區乃處於壓力構造狀態。
  總之,根據澎湖玄武岩定年的結果,配合通梁一號井的地下資料看來,澎湖火山活動的歷史實可和臺灣中新世火山活動的過程相對比。
  這一連串的火山活動,與中國南海的擴張有密切關係。由於中國南海的擴張所引發的熱力與裂隙作用,乃產生了自中南半島、海南島、雷州半島、珠江三角洲、廣東、福建、浙江、澎湖列島以及臺灣西部麓山帶一系列的火山活動(圖15)。
 

* 圖說:
				表1.澎湖地層層序表
* 圖說: 表1.澎湖地層層序表
* 圖說:
				圖1.澎湖列島地質剖面位置索引及地質區域畫分圖。I、II及IA區域畫分之說明詳見本文;星號代表鹼性玄武岩含有超基性團塊之露頭位置。
* 圖說: 圖1.澎湖列島地質剖面位置索引及地質區域畫分圖。I、II及IA區域畫分之說明詳見本文;星號代表鹼性玄武岩含有超基性團塊之露頭位置。
* 圖說:
				圖2.澎湖列島地質圖
* 圖說: 圖2.澎湖列島地質圖
* 圖說:
				圖3.澎湖桶盤嶼孔洞噴發所形成蓮花座地貌之火山口景觀
* 圖說: 圖3.澎湖桶盤嶼孔洞噴發所形成蓮花座地貌之火山口景觀
* 圖說:
				圖4.玄武岩熔岩所構成之方山地貌示意圖
* 圖說: 圖4.玄武岩熔岩所構成之方山地貌示意圖
* 圖說:
				圖5.澎湖東吉島堅硬之玄武岩覆蓋於鬆散軟弱的沉積岩或凝灰岩地層上,形成平坦的方山地貌。
* 圖說: 圖5.澎湖東吉島堅硬之玄武岩覆蓋於鬆散軟弱的沉積岩或凝灰岩地層上,形成平坦的方山地貌。
* 圖說:
				圖6.西嶼東岸內垵下部熔岩具繩狀熔岩構造
* 圖說: 圖6.西嶼東岸內垵下部熔岩具繩狀熔岩構造
* 圖說:
				圖7.澎湖列島南北二大區域之標準剖面地質柱狀圖。I. 北部;II. 南部區域。
* 圖說: 圖7.澎湖列島南北二大區域之標準剖面地質柱狀圖。I. 北部;II. 南部區域。
* 圖說:
				圖8.澎湖層於各不同島嶼出露剖面與鉀-氬法定年結果(單位百萬年)。南部島嶼出露之含古生物化石資料結果亦示之於圖中作為比較參考。
* 圖說: 圖8.澎湖層於各不同島嶼出露剖面與鉀-氬法定年結果(單位百萬年)。南部島嶼出露之含古生物化石資料結果亦示之於圖中作為比較參考。
* 圖說:
				圖9.澎湖七美嶼玄武岩夾層中之有孔蟲電子顯微鏡照相
* 圖說: 圖9.澎湖七美嶼玄武岩夾層中之有孔蟲電子顯微鏡照相
* 圖說:
				圖10.澎湖七美嶼玄武岩夾層中超微化石之電子顯微鏡照相
* 圖說: 圖10.澎湖七美嶼玄武岩夾層中超微化石之電子顯微鏡照相
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				澎湖列島的火山岩
* 澎湖列島的火山岩
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				澎湖列島的火山岩
* 澎湖列島的火山岩
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				澎湖列島的火山岩
* 澎湖列島的火山岩
* 圖說:
				圖11.澎湖列島南北二大區域標準地質剖面野外露頭景觀。北部區域以西嶼為代表:1,西嶼外垵之上部(β3)與中部玄武岩層(β2)其間夾雜有兩層沈積岩(S);2,西嶼外垵之下部板狀玄武岩層(β1); 另於西嶼東岸內垵-小頭角間尚有最上層(第四層,β4)之鹼性玄武岩露出。南部區域以七美嶼為代表:3,七美頂隙最上部為上部沈積岩(S)其下部有玄武岩夾層(β), 接著為沈積岩(S), 最下部為火山碎屑岩或凝灰質集塊岩(Py-t),詳細剖面如11-4所示;地質柱狀圖參考圖7。
* 圖說: 圖11.澎湖列島南北二大區域標準地質剖面野外露頭景觀。北部區域以西嶼為代表:1,西嶼外垵之上部(β3)與中部玄武岩層(β2)其間夾雜有兩層沈積岩(S);2,西嶼外垵之下部板狀玄武岩層(β1); 另於西嶼東岸內垵-小頭角間尚有最上層(第四層,β4)之鹼性玄武岩露出。南部區域以七美嶼為代表:3,七美頂隙最上部為上部沈積岩(S)其下部有玄武岩夾層(β), 接著為沈積岩(S), 最下部為火山碎屑岩或凝灰質集塊岩(Py-t),詳細剖面如11-4所示;地質柱狀圖參考圖7。
* 圖說:
				圖12.西嶼東岸內垵—小頭角間出露三層玄武岩,可能為澎湖地區最上部之熔岩。
* 圖說: 圖12.西嶼東岸內垵—小頭角間出露三層玄武岩,可能為澎湖地區最上部之熔岩。
* 圖說:
				圖13.澎湖列島各島嶼地質柱狀圖(各島嶼位置參考圖1)
* 圖說: 圖13.澎湖列島各島嶼地質柱狀圖(各島嶼位置參考圖1)
* 圖說:
				圖14.早中新世至近代中國南海海盆之演化(原圖引自 Angelier et al., 1990)。圖中十字代表歐亞大陸;點區域代表呂宋弧;空白處為薄的大陸地殼或海洋地殼;圖中亦明示大陸棚和大陸邊緣之斷層分佈;海盆之古地磁異常以點線表示。A-B,大的空心箭頭表示南海擴張方向和菲律賓海與歐亞大陸聚合碰撞之方向(E)。黑色箭頭代表澎湖地區重建歸位後拉張(C-D)和壓縮的方向(E)。
* 圖說: 圖14.早中新世至近代中國南海海盆之演化(原圖引自 Angelier et al., 1990)。圖中十字代表歐亞大陸;點區域代表呂宋弧;空白處為薄的大陸地殼或海洋地殼;圖中亦明示大陸棚和大陸邊緣之斷層分佈;海盆之古地磁異常以點線表示。A-B,大的空心箭頭表示南海擴張方向和菲律賓海與歐亞大陸聚合碰撞之方向(E)。黑色箭頭代表澎湖地區重建歸位後拉張(C-D)和壓縮的方向(E)。
* 圖說:
				圖15.中國嶺南包括浙江、福建、廣東、雷州半島、海南島北部以及澎湖列島與臺灣西部麓山帶之玄武岩分布圖。
* 圖說: 圖15.中國嶺南包括浙江、福建、廣東、雷州半島、海南島北部以及澎湖列島與臺灣西部麓山帶之玄武岩分布圖。
 
 
 
 
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