澎湖多樣性低平火山口分類與成因研究

國立自然科學博物館 研究員 莊文星博士
國立臺灣大學海洋研究所 陳汝勤 教授
澎湖縣自然學友學會 林長興 先生
澎湖縣自然學友學會 洪清林 先生

 

節要

    從兩千多萬年前之中新世時代以來,中國南海之擴張方興未艾,此時在陸緣地區,形成了許多由正斷層所構成的半地塹構造。由於南海擴張所引發的熱力與裂隙作用在台灣西部麓山帶及澎湖列島引發了一系列火山活動。澎湖玄武岩之分布十分廣泛,除花嶼外,遍及澎湖全縣諸島嶼,地形保留相當完整,可說是台灣西部火山區之代表。由玄武岩熔岩所構成的火山島嶼,地勢低平,多方山地貌。雖然火山錐體與伴隨之火山口地貌不顯著,但由於澎湖列島位於台灣海峽北港高區上,與台灣本島相比較,新生代東寧造山運動所衍生之斷層、褶皺、岩石變形與變質作用的影響不顯著,因而火山特有的地形與火山口相構造特徵保持完整。加上澎湖沿海潮差大,海蝕平台寬廣,植生被覆少,岩石裸露,火山岩石構造容易觀察,為探討玄武岩火山構造一個極理想的區域。
在澎湖烏崁寬廣之海蝕平台上發現有大規模古熔岩湖、熔岩流之溢流構造現象。再經由鳥嶼、金嶼和員貝嶼等火山頸─火山口之系列組合探討,建立了澎湖低平火山口之分類體系。由噴出地表之熔岩湖、噴氣口、火口垣、次火山岩之侵入潛伏穹丘構造,及水平放射柱狀節理排列石柱圍繞著一凹洞所呈現的火山筒火口構造,進而衍生擴展至建立以火山頸為主軸,由火山頸主體─火山筒基座─火山口等玄武岩火山區所特有之構造,而建立一個多樣性低平火山口相構造體系─可作為玄武岩區古火山口調查推演研究闡釋之範例。
澎湖火山類型幾乎涵蓋了玄武岩質熔岩之岩漿爆發與蒸汽岩漿爆發的各種類型,包括熔岩錐、濺落岩屑渣錐、混合錐及瑪珥火山多氣孔、溢氣管玄武岩之低平火口等。
綜合而言,澎湖火山口可分為熔岩湖、火口環、水平面放射狀柱狀節理之熔岩或凝灰岩火山筒火山口、火山頸─火山口系列組合以及瑪珥火山等六大類型,有些複雜區域則是由上述之一、二種類型交替組合,或其過渡型所構成之以熔岩為主的熔岩湖、熔岩流、熔岩片之低平火山口或由熾熱岩漿與冷海水相互作用的蒸汽岩漿爆發形成的瑪珥火山系列。

根據火山口相調查,澎湖火山口變化具有多樣性、系統性、典型性,在國內外同類地質遺跡是罕見的,屬名副其實大陸裂谷型玄武岩火山地質公園或火山天然博物園。澎湖火山口地貌就露出狀況可區分為(1)夏威夷式熔岩湖、(2)環狀火口垣、(3)凝灰岩火山筒型火口、(4)熔岩火山筒型火口、(5)火山頸─火口─火山筒以及(6)瑪珥式低平火山口等六大類。依地形及岩石性質可再詳細分為19種型式。
關鍵詞:澎湖、玄武岩、低平火口、瑪珥火山、火山頸、火山筒、地景、成因探討、台灣。

 

前言

在距今約二千多萬年前之中新世時代以來,中國南海的擴張方興未艾,此時在陸緣地區,形成了許多由正斷層所構成的半地塹構造。由於南海擴張所引發的熱力與裂隙作用,產生了海峽西岸自長江口以南,江蘇、浙江、福建、廣東、珠江三角洲及海峽東側之台灣西部麓山帶與澎湖列島等一系列火山活動(Angelier, 1986)。
中國南海形成以後,南海板塊沿著馬尼拉海溝向東隱沒而形成呂宋弧,而菲律賓海板塊沿著琉球海溝向西北隱沒到歐亞大陸板塊之下形成硫球弧。這個弧溝系統的火山弧延伸到台灣島上,所以台灣北部的大屯火山群、基隆火山群和外海的火山島嶼都可能為琉球火山弧西延的部分。
根據大地構造與地理分布,台灣可以分成三個主要的火山岩分布區:

  1. 北部火山岩分布區:大屯火山群、基隆火山群、觀音山、草嶺山(大溪慈湖)及外海的彭佳嶼、棉花嶼、花瓶嶼、基隆嶼和龜山島。
  2. 東部火山岩分布區:海岸山脈、綠島、蘭嶼和小蘭嶼。
  3. 西部火山岩分布區:西部麓山帶(基隆外木山、台北汐止、木柵、南港、公館、中和、土城、三峽橫溪、桃園鶯歌尖山、角板山、新竹關西竹東、高雄內門木柵;何春蓀,1969)和澎湖群島。

澎湖玄武岩之分布十分廣泛,除花嶼屬玢岩外,幾乎遍及澎湖全縣諸島嶼,可說是台灣西部火山區的代表(何春蓀,1986,1969;林朝棨,1967;王鑫,1989,1990)。
由大地構造背景和玄武岩的產狀推論,澎湖列島基本上是由大規模裂隙噴發的洪流式玄武岩所覆蓋而形成具有方山地貌之火山島嶼。雖然其噴發型式和台灣北部更新世具有火山錐、火山口、陷落破火口等中心式噴發之火山地貌大不相同。但根據地函源橄欖岩包體及火山頸之成帶分布,發現可能有沿裂隙破裂帶呈線性排列的火山口分布(莊文星,1995, 1999)。但如能由洪流式玄武岩各個岩漿噴發口之確認,由點而線擴展至面或體,將可幫助建立大規模構造裂隙之分布和方向。如美國夏威夷Mauna Loa最高峰為中心點,朝西南方向延伸之斷裂帶就有無數的火山體與火山口呈線型排列(Francis, 1993)。再經由各火山之年代分析而完成熱點式與板塊移動的理論與學說驗證。
在無明顯火山錐、火山口、破火山口等火山地貌特徵之玄武岩古火山區,欲依火山口相之岩相變化來尋找舊火山口,確實有著相當大的困難。澎湖地區方山地貌單調,玄武岩區難以追蹤古火山口之分布。多年來眾人的努力能否克服,誠為一大考驗。
澎湖南高北低,北方潮差大,擁有廣大的潮間帶,早期先民體驗出利用潮差修建石滬來捕魚。此一廣大的潮間帶所露出之露頭十分清楚,可說是為玄武岩低平火山口之研究留下一片優良的空間。
火山噴發型式或火山噴發類型的決定因素一是岩漿的成分、揮發分含量、溫度和黏度。如玄武質岩漿含SiO2成分低,含揮發分相對少、溫度高、黏度小,因此岩漿流動性大,火山噴發相對較寧靜,多為岩漿的噴溢,可形成大面積的熔岩台地和盾形火山。若岩漿庫中的岩漿沿較長的斷裂線湧出地表,即形成裂隙式噴發。因素二是若沿兩組斷裂交叉而成的筒狀通道上湧,在岩漿內壓力作用下,便可產生較猛烈的噴發。決定因素三是岩漿噴出的構造環境,視其分布在陸地,還是水下;是在洋脊還是在板塊內;是在島弧還是在碰撞帶等等。火山所處的大地構造環境不同,火山噴發類型的特點也大不相同。
洪流式玄武岩噴發(flood basalt):這種噴發如印度的德干高原和北美的哥倫比亞高原。它們是岩漿沿一個方向的大斷裂(裂隙)或斷裂群上升,噴出地表,有的從窄而長的通道全面上噴;有的火山呈一字形排列分別噴發,但向下則相連成為牆狀通道,因而稱為裂隙噴發。噴發以玄武岩為主,流動方向近於平行,厚度及成分較為穩定,產狀平緩,以熔岩較多見,常形成熔岩高原。因為玄武岩流動性大,熔岩噴出量大,少有爆發相,在地形平坦處似洪水泛濫,到處流溢、分布面積廣,所以又稱洪流式玄武岩噴發。
當代火山學文獻中常見以下幾種火山類型:(1)玄武岩盾狀火山(basaltic shield)有兩個亞類型:夏威夷盾狀火山(Hawaiian shield)與冰島型盾狀火山(Icelandic shield);(2)洪流式玄武岩之玄武台地(flood basalt platform);(3)火山渣錐(scoria cone);(4)低平火山(maar)、凝灰岩環 (tuff ring)、凝灰岩錐(tuff cone)、(5)層狀火山(stratovolcano),又稱複式火山(composite volcano)、(6)破火口(caldera)。
夏威夷式噴發:屬熱點火山,氣體釋放量可多可少,由於噴發時岩漿受到較大的靜壓力以及氣泡的膨脹作用,當其到達地表時,形成熔岩噴泉,被逸出氣體推動的熔岩噴泉高達300m或更高,噴出的多是玄武質熔岩。熔岩往往是多次溢流,而且有許多裂隙作為通道。流出的熔岩可能形成不甚高大、比較平坦的熔岩穹。
火山錐是中心式噴發的代表性火山作用產物,因其在地表的錐狀形體而得名。火山錐通常保留有中央噴火口,地下岩漿物質通過火山通道自噴火口噴出地表。通常根據火山錐的物質組成與堆積物結構組織等構造要素對火山錐進行分類。由火山結構類型與結構的差異又可進一步分為岩渣錐、濺落錐、混合錐等碎屑錐。依組成材料可分為熔岩錐和碎屑錐兩大類:

  1. 熔岩錐是由一系列熔岩流構築起來的火山錐,玄武岩質熔岩很易於流動,可以展布到很遠的範圍。如果岩漿補給量很大,就可形成一個盾狀火山體--熔岩盾。有時岩漿流動幾十公里,火山高度可達一、二公里以上,火山地表坡度又較緩(6-12°) ,就可稱為盾狀火山。如果火山規模較小,熔岩流距離短(<5km),稱其為盾片狀火山。如岩漿黏度太大,熔岩流很難流動,這時就會形成熔岩穹或稱熔岩穹丘。
  2. 碎屑錐是由噴火山口爆破性噴出的火山碎屑物組成的火山錐。碎屑錐的剖面形狀由碎屑物穩定安息角決定,通常碎屑物堆積的息止角約30°,一般而言,細粒火山錐的位置離火山口較遠。

堆積層理小於其穩定角一般小於10°。
岩渣錐主要是由塊狀渣組成的;濺落錐則主要由塑性、半塑性團塊(火山彈)組成;混合錐:在錐體形成過程中,與塑性團塊層相互變化,這時所形成的錐體就是混合錐;火山規模較大時則稱為層狀火山。
低平火山口:又名瑪珥火山。岩漿與地下水接觸並發生爆炸,在地表形成圍岩的圓形或近圓形的火山口,並被一個低矮的碎屑環包圍,來源於拉丁文的”mare”即海(marine)的意思,是居住在德國萊茵地區的人們對當地有水的湖泊、沼澤的稱呼。圓形的小火山口湖研究中最早開始把 maar定義為一種火山類型。澎湖是否存在著如廣東省雷州湖光岩、田洋、九頭洋和青桐洋以及和海南島海口市石山、永興和十字路等地之瑪珥火山?澎湖灣是否為瑪珥湖?或者是一個中新世時期隕石撞擊所產生的構造(盧佳遇、王詠絢,1995),值得進一步探討。本文對澎湖玄武岩火山口進行詳實的調查,探討多樣性火山口之分類及成因,並建立完整的構造體系與噴發機制。

台灣火山地形之多樣性

        台灣位處環太平洋島弧構造帶上,由於板塊運動與大地構造的變遷,乃形成了北部、東部和西部三大火山岩分佈區,並於地質地貌上形成多元化與分歧獨特的現象。
經由超輕型載具空中攝影圖像分析,顯示台灣北部火山與熔岩地貌保持得相當完整。就火山地形分類與火山口地貌而言,由於岩漿化學成分的差異、黏滯性與揮發成分之多寡,在西部火山區有澎湖玄武岩的低平盾狀火山、東部和北部火山區安山岩的錐形火山和熔岩與火山碎屑交替組合的複合式火山型式。研究顯示台灣北部大陸邊緣隱沒帶火山區,岩性屬中酸性黏度較高的安山岩,多錐狀或鐘狀火山(磺嘴山、紗帽山、大尖後山、彭佳嶼),或因火山熔岩大量噴發後,引起地下岩漿庫的匱空,崩坍陷落而成陷落破火山口(觀音山),以及爆裂的火山口(彭佳嶼)和其後衍生的後火山活動期之噴氣孔與硫氣孔(大磺嘴、大油坑、小油坑、八煙、死磺子坪、焿仔坪)。
大屯火山群中部份火山體頂部有火山口、溢流口或火山口湖發育,典型代表為磺嘴山之磺嘴池(圖1)與向天山之向天池(圖2)。此外,七星火山有寄生火山紗帽山、大屯火山群枕頭山(百拉卡山)有寄生火山烘爐山、磺嘴山有寄生火山大尖後山(冬瓜山)等。乾旱季節通常火山口湖不顯著,而於雨後積水,空中觀察甚為明朗(莊文星,陳汝勤,2008)。由於隱沒帶安山岩區的火山體或爆裂火山口與火山活動後期之噴氣口,一般地勢起伏大,因而除於陽明山國家公園硫磺谷硫氣孔與噴氣口中見有小型噴氣口(圖3)可作為低平火山口之模擬比較外,目前尚未有較適宜者(莊文星、陳汝勤,2008)。台灣並無正在噴發中的火山,故仔細觀察南部泥火山之活動期能研判澎湖大陸裂谷型玄武岩之古火山口、火山構造及火山機制。

澎湖海蝕平台古火山口遺跡探討
多年來,澎湖火山口近火口相之研究已逐漸明朗(莊文星等,2007;江建霖、余樹楨,1991;陳培源;張郇生,1995;Song et al.,1994)。澎湖地勢南高北低,北迴歸線以北之諸群島,潮間帶寬廣,為本研究野外調查之重點區域。露頭之位置參考圖4。
澎湖潮差大,潮間帶面積高達群島之30%,有著寬廣的潮間帶。加上位於北港高區上,相較於台灣本島而言,就構造或岩石變質與變形的影響而言,受到第四紀東寧造山運動的影響,可說極輕微,少地震、斷層和褶皺,可說是台灣主要的地震空白區。
在一地形起伏平緩、潮差大、潮間帶寬廣,原始火山地貌未受擾動的澎湖海蝕平台地區也更由於無植生覆被,岩石完全裸露呈現,實為探討低平火山口的優良區域。
澎湖烏崁─鎖港一帶海蝕平台寬廣,退潮時見有同心圓狀構造及外環稍微凸出之垣(圖5)。推測此海蝕平台為一古熔岩湖熔岩冷凝而成之火山口與火口垣。火山爆發,熔岩溢流出地表,有時會如滅火器中的液體一樣噴射出來,形成熾熱火焰般的岩漿噴泉,高度有幾十公尺。熔岩在熔融狀態下的流動性隨二氧化矽的增加而減弱,基性熔岩黏度小易於流動,酸性熔岩則不易流動。由於熔岩化學組成成分的不同或火山環境的差異,熔岩有多種表現形式。
澎湖烏崁、將軍澳嶼、風櫃等地的海蝕平台常見古熔岩遺跡(圖5-圖8)。一般的繩狀熔岩沿流動方向都呈弧形彎曲或呈鏈形排列,弧頂多指向熔岩流動方向(圖6)。由一中心口向四方溢流之熔岩岩石因化學組成的有異,所形成之繩狀構造亦有很大的差異。在澎湖通常矽質玄武岩形成如一圈圈繩索圍繞而成的同心圓構造,經風化後呈淡黃褐色之外表(圖8)。而鹼性玄武岩繩狀結構較粗且岩石顏色較黑(圖9-圖10)。由熔岩所構成的海蝕平台,仔細觀察並和泥火山所呈現的同心圓圈狀構造對比,不難發現古熔岩池與古火口之存在(圖11-圖13)。
金嶼位於赤崁村與險礁之間,它和赤崁之間暗礁很多,船隻必須繞行,滿潮時面積0.054平方公里,由緻密的鹼性玄武岩和多孔狀矽質玄武岩組成。四周海域有沉水海蝕平台,潮間帶十分廣闊,大退潮時可由赤崁涉水到達。在金嶼有許多獨立的岩塊(風動石),其柱狀節理十分發達,南岸玄武岩柱狀節理有多樣性的形態,有放射狀、橫臥狀、傾斜狀或彎曲狀,十分特殊(圖9)。面向西南的玄武岩體,如同一朵盛開在海崖的向日葵,十分壯觀,其基座海蝕平台呈現火山頸底部現象,有一小火口,流出熔岩呈舌形繩狀熔岩構造,明確指示熔岩流動之方向為由小火口順地勢由高而下,弧頂朝下即為此熔岩流動之方向(圖11)。於火山頸底部之小火口,同心圓構造十分明顯,且已有水平面放射柱狀節理之雛形發育(圖12)。整個海蝕平台全由熔岩湖岩漿凝固所形成之石柱所構成,推測為一熔岩湖熔岩冷卻凝固而成的低平火山口,是典型的代表之一,十分奇特(圖10)。
確認海蝕平台古熔岩構造,除有賴於圍著一小凹洞形成的同心圓環狀構造外,有時也有小火口殘留(圖11與圖12)。例如鎖港就見有小火口及熔岩通道之熔岩管,其反應圈與冷卻緣十分清楚,玻璃質結構或霏細結構的冷凝邊,邊緣部分常出現流線、流面,而且由岩漿冷凝向下回縮塌陷所形成有如氣管的階梯狀構造都表露無遺(圖13)。
結殼熔岩(encrustation lava)   是夏威夷常用的火山詞彙,用來描述一種有光滑表面的熔岩。這種熔岩有時呈圓丘狀或繩狀,也稱為繩狀熔岩(ropy lava or pahoehoe)。結殼熔岩流動過程中表面冷卻形成塑性外殼,而內部的熔岩流又不斷的擠出形成新的殼體。結殼熔岩經常展現出奇形怪狀的形態,常被形容為天然的熔岩雕塑,為大地的傑作。結殼熔岩黏度小、易流動,表面氣孔較少。澎湖有繩狀熔岩出露之海蝕平台相當多,如金嶼(圖10)。
當噴出的熔岩匯聚成巨大的熔岩團塊,且呈半固結的狀況下,有時由於地震震動產生裂隙破裂,其內部尚未凝固之熔岩流出,形成二次熔岩流出及形成熔岩隧道。望安水垵東籠海蝕洞就是一個由熔岩隧道所衍生,洞口壁具有明顯的反應圈(圖14)。
塊狀熔岩(aa-lava)  是夏威夷詞彙,音”阿阿”,用來描述表面粗糙的熔岩。這種熔岩中布滿多孔帶刺的熔岩碎塊,或渣塊。渣塊熔岩是因熔岩在流動過程中,表層熔岩不斷固結,固結的表層隨著熔岩的流動不斷發生脆性破裂,形成渣塊,渣塊又有隨同熔岩流體翻滾、黏結,因此常形成翻花狀。因此渣塊狀之塊狀熔岩又稱為翻花熔岩,其外貌有如波濤洶湧翻騰之大海。中國五大連池就有翻花石海之奇異景觀。澎湖員貝嶼及錠鈎嶼海蝕平台就有可能為熔岩底部或熔岩穹丘外圍之邊緣地帶,因受剪切流動力的影響而形成水平剝離裂隙至扁平板狀節理等有如翻花石海景像的海蝕平台(圖15)。此類型之板狀玄武岩於菓葉、青螺海蝕平台出露,呈平滑弧狀之凹面(圖16),為近火山口相之塊狀熔岩特徵,其鄰近區域海蝕平台亦常見有構造完整保持良好的低平火山口(圖17)。
桶盤嶼位於馬公港西南方約7公里,船程約20分鐘,面積約0.3439平方公里,是一標準的方山,地勢南高北低,東、西、南岸都是柱狀玄武岩海崖圍繞。本嶼面積雖小,地質與地形景觀卻是澎湖群島的縮影。
桶盤嶼為一圓形低平之火山島嶼,四周直立式玄武岩柱狀節理發達,海上遙望彷如早些年代一桶箍著的木片圓桶,因而得名(圖18)。
夏威夷熔岩池式低平火山口地貌於桶盤嶼西南方海蝕平台之蓮花座地質景點表露無遺(圖19與圖20)。推測當基性熔岩因黏度小,氣體含量少、活動力不強,熔岩緩緩溢出所形成之地貌應當與澎湖烏崁低平火山口熔岩池底部所表現之同心圓圈狀構造(圖5與圖6)相仿。若岩漿之水含量與氣體含量逐漸加多,則平面式同心圓構造將轉變成風櫃低平火山口現象(圖8)。當氣體含量再提高,上湧力道加強,則矽質玄武岩質岩漿與氣泡上湧,而所形成的形貌就可能接近於桶盤嶼西南岸海蝕平台蓮花座之蛛網八卦式中心微凸穹狀正地形之低平火山口地貌(圖19與圖20)。馬公市西衛大石鼻穹狀低平火山口,可能為熔岩湖的另一類典型代表之一,它的特徵是已具備了環狀與放射狀二組裂隙節理系統(圖21)。
澎湖西衛大石鼻潮間帶有一低平火山口(圖22),利用動力飛行傘空中攝影尚清晰可見。推測此乃熔岩池繩狀熔岩所構成之低平火山口地貌,當熔岩停止溢出而冷卻凝固,可能因體積回縮而造成中心下凹負地形之小水塘。但考究其大小,若為大型熔岩湖之直通地表之熔岩管道殘留,則略顯規模過小,似乎有可能為大型熔岩湖中的一個噴氣口殘留(圖22)。
由熔岩湖中心往四周溢出的熔岩,如石落池塘,激起的水浪,由中心溢出往外推移而於遠端邊緣逐漸堆積而成一火口垣(圖5與圖6)。金瓜嶼弧型岩牆(圖23)與馬公嵵裡乳仔尖山火口垣(圖24),其中心位置或臨近區域內海蝕平台亦常見有小的熔岩通道(岩管)殘留。
赤嶼有一由不同期熔岩圍成之圓桶形地貌,突起於海蝕平台之上,江建霖和余樹楨(1991)認為可能為一古火山頸。但考其四周環繞之玄武岩具直立之柱狀節理(圖25),似與近火口相火山頸柱狀節理有很大的差異(莊文星等,2007)。且北寮鄰近之赤紅色凝灰岩海蝕平台上多弧狀環形牆貫穿(圖26),熔岩湖熔岩下部出露呈弧形板狀構造之塊狀熔岩,呈石海狀的海蝕平台(圖16)且具有典型凝灰岩處的低平火山口(圖17)。參考比較頭巾嶼海蝕平台之同心圓與水平面及剖面都為弧形之凝灰碎屑岩環形牆(圖27),推測赤嶼、北寮與頭巾嶼等地所露出的弧形岩脈,與近火口相火山系統有密切關係,可能為火口垣或爆破式噴發的火山灰、火山碎屑物與熔岩之基浪所造成。
熔岩湖熔岩由中心點向外朝各方向溢流有可能呈為緩緩連續性擴散(圖5與圖6),亦可能呈脈衝式階段性,有如鋒面過境般一波波的熔岩就可能形成如東嶼坪嶼北岸海蝕平台多重弧狀環形牆(圖28)。東嶼坪嶼龍虎湖凝灰岩與熔岩構成了三道以上的環形牆。部分管狀玄武岩岩體,呈現層層剝離狀,其前身可能是岩管或是熔岩瘤(圖28與圖29)。許多熔岩特別是繩狀熔岩的表面,存在著由於運動的熔岩產生的壓力使得熔岩殼被推擠成褶皺而形成伸長的脊,通常被稱為壓力脊。常見的壓力脊高約1~3公尺,長可達3~5公尺。但在特殊情況下,壓力脊高可達十餘公尺,而長達百餘公尺,形若穹隆式熔岩管,這就是通常所說的熔岩瘤。這類火山灰、火山凝灰碎屑岩與熔岩、熔岩瘤、擠牙膏狀熔岩(squeeze up lava)交替組成之環形牆結構,推測可能為爆破式噴發的基浪所造成。激烈的火山爆炸,常於其後緣地帶引發大的斷裂。地下的岩漿順勢而上產生大片的熔岩。溢出熔岩最後匯聚於當時的窪地,冷凝收縮而形成一廣佈的直立式柱狀節理的玄武岩地層(圖29)。
熔岩湖玄武岩岩漿若有冷水介入交互作用,將有較高的含水量,冷凝後可能產生多孔狀玄武岩。若氣泡大至某種程度有可能形成噴氣坑或盆狀構造。但規模若大過數十公尺,且存在有火山岩筒、火山口者,初步研究認為仍以劃分歸屬於弧狀環形岩牆之火口垣為宜,如馬鞍山嶼(圖30)。
澎湖鎖港與尖山等小的盆狀火山體構造,目前認為是噴氣構造(圖31及圖32)而非火口構造,其真正成因尚有待探討。
瑪珥(maar)最早是用來描述德國西部愛菲爾(Eifel)第四紀火山區發育的小而圓形的火山口湖,火山學家對瑪珥的概念、類型及形成機制進行了深入系統的研究(Ollier , 1967; Lorenz 1973),確認它起源於水汽(phreatic)或岩漿水汽火山噴發作用(phreatomagmatic)。  Buchel(1993)建議瑪珥火山應包括它整個地質結構和發展過程,並提出瑪珥是一個由環形牆(ring wall)、火口沉積物(crater sediments)、火山筒(diatreme)和饋漿通道(feeder dyke)組成的系統,其中瑪珥湖是它的一部分。由於岩漿與地下水接觸並發生爆炸,在地表形成深到圍岩的圓形低平火山口,並被一個矮的碎屑環或凝灰岩環包圍。瑪珥湖一般近圓形,呈半徑可達1~2公里大小的火山口窪地。澎湖白沙島東北海域由屈爪嶼、毛司嶼、小白沙嶼、毛常嶼、南面掛嶼、鳥嶼與員貝嶼所圍成近於圓形的北海海灣,四周海域凝灰岩地層普遍存在(圖4與圖33),其中以鳥嶼-南面掛嶼沿岸最發育是否為凝灰岩環形牆與古瑪珥湖,值得探討。
水蒸汽與岩漿作用產生巨烈爆炸(Waters and Fisher, 1970)。一般H2O/熔體比值介於0.2~1.0間,過熱蒸汽爆發特有微米級噴出物等火山雲之瑟特西恩型(Surtesyan type)火山活動。瑟特西恩命名自冰島瑟特西恩島,蒸汽爆發普遍,形成基底湧流和火山塵、火山灰落堆積,常為凝灰岩環和凝灰岩錐。澎湖鳥嶼南面掛嶼推測為屬瑟特西恩型火山所造成之瑪珥火山。近火口相熔岩流、火山碎屑流、岩穹、凝灰岩、凝灰角礫岩、崩坍堆積發達(圖33)。初步調查結果,顯示中屯嶼北岸、西嶼學仔尾與馬公乳仔尖山可能為澎湖屬瑪珥火山的重要代表區域。
澎湖群島依其地質狀態與地理分佈情形可以分為

  1. 澎湖火山群島----以玄武岩、凝灰岩與沈積岩組成。
    1. 澎湖本島火山群----澎湖本島、白沙島、西嶼(漁翁島)及其附屬島嶼。
    2. 望安島(八罩島)火山群島----望安島、將軍澳與、東吉嶼、西吉嶼、東嶼坪嶼、西坪嶼、七美嶼(大嶼)。
  2. 花嶼火山島----以玢岩、石英玢岩組成。

西嶼舊名漁翁島(Vessers Eyl)位於澎湖本島西方四公里處,成南北延長,蜿蜒長九公里。由學仔尾附近瞭望緝馬灣、內垵間海岸的漁翁島層地層,為以三至四層玄武岩-凝灰岩以及三層沈積岩組成。凝灰岩分布最廣,可說是澎湖本島火山群的火山活動初期的產物與澎湖層下部地層的主要組成岩石。由凝灰岩風化的棕黃色赭土質風化殘留土壤以分布於西嶼橫礁、合界、小門嶼、牛心灣一帶最厚。此種風化土壤上堆積小門嶼層,其下部為鐵質頁岩層,風化成不規則扁平之小碎片,當地人稱赤礫仔,其中亦混雜有砂質部分。鐵質頁岩層上有粗粒石英砂岩層,稍帶鐵質,砂粗而帶有稜角,似由花崗岩或花崗斑岩風化而來。推測早期火山爆發火山灰與火山碎屑物堆積之凝灰岩地屑中可能夾雜有花崗岩地殼之爆炸物,為此類粗粒石英之來源。此外,凝灰岩發達的區域可能接近火山噴發中心,屬凝灰岩環之產物。凝灰岩分布廣泛,可說是構成澎湖本島火山群之基盤岩石。其中以圍繞澎湖內海(澎湖灣)四周區域最發達(圖4)。分布從西向東依次為龍門、菓葉、赤嶼、北寮奎壁山、虎頭山、沙港、燕情嶼、中屯嶼、白沙島、尖嶼、橫礁、合界、西嶼牛心灣。
凝灰岩海蝕平台上常見圖形或近乎圓形的低平火山口,例如湖西鄉牛母件嶼(圖34)、白沙鎮海(圖35)及西嶼東台古堡(圖36)。
由通梁經著名的跨海大橋可抵小門嶼鯨魚洞及學仔尾。從鯨魚洞─大池─小池─池西─池東─大菓葉之西嶼半島(舊稱漁翁島),出露澎湖漁翁島層之標準露頭(林朝棨,1967),沿岸海崖玄武岩柱狀節理十分發達。
東台古堡附近海蝕平台見一圓形淺窪地,四周岩石由凝灰岩組成,具有放射狀之裂隙節理,為一典型的凝灰火山筒火口(圖36)。凝灰岩海蝕平台上出露之火山口,其大小、數量與結構不一。池西瓜皮式火山頸露頭處之海蝕平台上有一大型窪穴及無數的小窪洞(圖37);大池附近則為具有環形結構之火山口(圖38);大菓葉所見者除有環狀環外,亦具有放射狀裂隙節理(圖39)。
大池─池西─學仔尾主要出露矽質玄武岩,除柱狀節理發育外,還有多處小火山口或低平火山口,尤以學仔尾為最。學仔尾海蝕平台推測原為一龐大的低平火山口之熔岩湖所構成。大的低平火山口熔岩池內散布著許多小的低平火山口或噴氣口及受海浪沖蝕所衍生的潮池或壺穴等小地形。
澎湖學仔尾海蝕平台空拍圖上常見有圓圈噴氣口,為由熱的岩漿和冷的地下水作用爆發形成的低平火口,為澎湖瑪珥火山的典型代表區域之一。其岩漿與液氣作用所表現的低平火口地形表露無遺,種類與式樣之多,堪稱國內外罕見(圖40與圖41)。
上升岩漿接觸地下水,導致岩漿與水混合的爆炸而形成火山基浪堆積。高達攝氏二、三百度高溫的火山灰與水氣作用,有如煎熬的麥芽糖,氣泡冒出而形成大大小小的坑洞,再經風化、海水侵蝕而成今日之壺穴狀構造(圖41)。噴氣坑之凝灰岩環狀構造亦具有如火山岩管的放射狀裂隙節理(圖42)。值得注意的是噴氣口亦具有同心圓環狀反應圈(圖43)而其上覆者則為緻密粗玄武岩或微輝長岩之塊狀熔岩(圖44)。盆狀噴氣孔窪地(負地形)因氧化作用成紅褐色,但由於熔岩質細緻堅硬,其風化帶不若凝灰岩風化所形成的紅土化嚴重,可說極輕微(圖45)。學仔尾海蝕平台多噴氣孔所衍生之潮池或壺穴亦有呈眼鏡狀之孿生構造(圖46),無論就地質學或潮間帶生物學的觀點來看都具有高的多樣性,值得深入研究。
從馬公市嵵裡往風櫃的路上北側,可以看到馬公港內海有一座雙峰突起的山頭,看似孤立的島嶼,卻又不是島嶼,而是有一邊與紗帽山相連的陸連島。乳仔尖山所面臨的海域叫做青灣,在這裡擁有目前澎湖保留最完善,最沒受到人為破壞的珊瑚群落,預定劃設為海洋生物重要棲地保護區。研究澎湖火山噴發的地質歷史中,乳仔尖山旁的海蝕平台海岸是一個重要據點。整個海蝕平台上,充滿許多低平式火山,因熱岩漿與冷水作用,汽化與噴氣所產生之坑坑洞洞與反應圈等特殊地質現象,為台灣瑪珥式火山之典型代表區域之一(圖47),而青灣海域是否原為一古瑪珥湖尚有待推敲。
瑪珥火山爆發,大量的火山灰掉落在一片淺水中,這些地表水受到熾熱的火山灰的熱力影響而汽化時,在適宜的地質環境下可以在凝灰岩中產生各種形狀不一的逸氣管道(張郇生,1991)。乳仔尖山海蝕平台出露多孔質凝灰岩層以及許多向上突出之逸氣管道。這些逸氣管道組成岩石為玄武岩質凝灰岩,質細緻堅硬抗風化,突立於海蝕平台上形如蕈石,頂部風化侵蝕表現出噴氣口之原貌。乍看之下易誤認為是矮小之噴氣錐(圖48)。布滿藤壺之蕈石突立隆起於海蝕平台之上,表示近期海平面下降的現象。
火山通道又稱火山管、火山筒,是指火山活動時,將岩漿源與地表連接起來的垂直或近於垂直的管狀通道。桶盤嶼東北岸海蝕平台與尖山海蝕平台可見由具柱狀節理石柱圍著的凹洞,中心呈水平放射排列,襯托出火山筒型火山口(圖49與圖50)。而火山活動地區,通常以火口為中心地殼向上隆起形成穹丘構造。火山筒火口也不例外,如金嶼,放射柱狀節理石柱圍繞著一圓形凹洞小火口,形若半撐開雨傘骨架中心,即凸起正地形之火山筒型火口地貌(圖51),為一難得之地質景觀。
鳥嶼是澎湖小火口典型的代表之一,由動力飛行傘空拍照片可一覽無遺。海蝕平台上可見有二、三個凹洞,代表古火山筒構造之小火口(圖52)。凹洞上方有如一呈羽毛梗鱗次櫛比之羽狀構造,為古岩漿通道的火山頸構造(圖53)。所謂火山筒型火口是指彷如一直立的水管,每一段橫斷切面,都有一以圓形凹洞為中心方向四方放射排列之石柱堆疊而成之管道而形成圓柱狀火山體(圖54)。
根據觀察,澎湖典型火山頸構造一般都具備有火山頸本體、火口與放射狀、柱狀排列之基座等三大結構要素(圖55)。火山筒型火口的圍繞石柱,有時也可能因岩漿停止供應後冷卻凝固收縮,回檔而導致火口中心呈如洗衣槽放水所產生的漩渦下凹狀之奇異石柱排列現象(圖56)。這種火山頸─火山筒─火口組合系列,呈現於員貝嶼則是呈百褶裙式或稱塔狀柱狀節理之火山頸(圖57),而其外圍邊緣部分,或火山頸基座之熔岩則因剪切力作用而成片狀至條狀排列,似翻花石海的熔岩地貌(圖15)。
北雞籠嶼(圖58)位於白沙島講美村東方,因狀似雞籠而得名,全島為一圓錐形鹼性玄武岩組成的小岩丘或錐狀火山頸分佈在玄武岩及玄武岩質凝灰岩所構成的海蝕平台上,附近海域潮間帶廣闊,退潮時可由中屯嶼風力發電站涉水而過。海蝕平台上,火山頸與圍岩間有明顯的反應圈呈圓環狀圍繞(圖59),且有一東北走向且呈彎曲狀的岩脈,長約百餘公尺,其尾端略呈閃電狀。雞籠嶼A字形火山頸穹丘圍岩凝灰岩之反應圈,亦為瑪珥火山碎屑環所常見的地質現象。
討論與結論
澎湖山口分類方面基本乃沿用當地居民之基本理念,雖無台灣本島地勢高聳的崇山峻嶺,但有微起伏之凸起平緩之盾狀平台仍稱山,如大山、尖山、南山、北山等。由火山作用所形成的地貌就爆裂口或岩漿噴出口窪地就稱為火山口(volcanic crater)。
澎湖群島北部區域包括澎湖本島、白沙島等四週海域海蝕平台寬廣,由熔岩、凝灰岩及沉積岩等不同岩石組成的地層,經由長期差異侵蝕的結果,乃造成高低落差不大的海蝕平台與階地,而地名稱為崁,如烏崁、赤崁、二崁等。而位於海蝕平台上之似熔岩湖之噴出口,因無顯著之山丘,習慣上則稱之為火口。此火山口、火口,地形上坡度與地伏小因而習稱為低平火山口(low relief crater)。這類的火山口地形上與台灣北部或東部隱沒帶安山岩火山區所常見之火山口或火山口湖─火山體之火山結構有明顯大的差異,就是火山爆裂口或熔岩溢流口之窪地是位於火山體之下方,如火山頸─火口─火山筒基座之火山體架構。
其他類似之低平火山口地形
台灣北部、東部火山區,相類似之低平火山口十分罕見。其中值得一提的是海岸山脈台東黃金橋海蝕平台錐狀火山頸(圖60),為一與澎湖北雞籠嶼相似之火山筒構造。空照圖上,圓形之熔岩管構造亦十分清楚,已具備了火山筒火山頸邊緣外圍應有的片狀節理與凝灰碎屑岩所呈現的環狀構造。
而與台灣澎湖玄武岩火山岩區有同一構造淵源與構造背景的福建佛曇群火山區亦有著相同之火山筒火山頸構造,如漳州火山地質公園牛頭山瓜皮式玄武岩柱狀節理之火山頸與海上兵馬俑玄武岩石柱圍著火口呈環狀排列(圖61),南錠島數百萬根玄武岩柱所構成的火山島嶼,以及林進嶼海蝕平台噴氣口構造(圖62)等皆為上選之地質景觀。
火山頸相火口
火山岩漿向上運移到達地表的火口通道稱為火山管道,火山管道為熔岩或火山碎屑岩充填者稱火山頸或岩頸。火山頸的鑑別在火山岩地區岩相研究中占有重要的地位,是確定古火山活動中心的直接證據。對於古火山地區,由於剝蝕作用,火口可能僅保留部分殘餘或全部被剝蝕殆盡,而火山頸則往往因岩石緻密堅硬、抗風化,尚能出露地表。因此,火山頸的確定,在本質上也就是確定火口的位置。
澎湖火山頸在水平面上呈圓形、橢圓形或其他形態,剖面上呈筒狀、漏斗狀、羽狀、瓜皮式、百褶裙式、葵花式、扇形、圓錐狀。火山頸直徑幾十公尺至幾百公尺。
綜觀澎湖柱狀節理發育,具有火山頸或火山通道潛存區域之海蝕平台,如員貝嶼、金嶼、鳥嶼、七美嶼、錠鈎嶼,常有小火口或低平火山口和水平柱狀或略呈層狀之柱狀節理岩柱,它們圍繞著火口窪穴組成的火山筒。當岩漿逐漸向上推升,貫入岩層中凝固成火山頸構造。規模大者,受限眼睛視野,只能見到局部。因而整體架構組織不易由海蝕平台上平面觀察,藉由動力飛行傘空中觀察描繪輪廓就能勾勒清楚,如員貝嶼、金嶼與鳥嶼。
有些具有典型火山頸構造的玄武岩海蝕平台,其所呈現之規模小,雖不壯觀,但正適合於平面觀察,同時更能清楚反映火山通道或火山頸的立體架構。鳥嶼火山頸之組合單元,包括水平放射狀節理石柱所構成之火山筒基座平台、圓形窪地之低平火山口和羽狀柱狀節理之羽狀火山頸本體等三項主要構造單元。此火山頸本體、低平火山口與基座之三大組成要素,為本文探索澎湖玄武岩柱狀節理與火口之結構組織,也就是所謂火山頸構造的三大要件。
火山頸底部基座之構造係以火山頸主體正下方之低平火山口凹地為中心,圍著圓形火山口窪地,玄武岩石柱平面地向四周呈放射狀排列。此種岩漿通道有如南非出產金剛石之金伯利岩鹼性煌斑岩岩管,亦如蠟燭與棉線燭心之關係,或簡單的說,有如汽油筒構造。此圓柱狀煙囪式直立的岩漿通道,冷卻凝固時,其等溫面或等溫線分布,就如同樹幹之髓心與年輪之關係,當此一岩管或稱火山筒型岩漿冷卻收縮時,其收縮方向將隨時平行於瞬間之等溫面(Hill, 1972, Jaeger,1961, Spry, 1962),因而產生之柱狀節理,以火山口為髓心向四周成水平面上近乎圓形放射狀分布。而火山筒之石柱在垂直面上的排列與分布,因受到岩漿流動的剪切力與岩漿冷卻凝固體積變小回縮之影響,而有平面、中心隆起正地形、中心下凹之負地形等三大類。

熔岩湖式火口
澎湖玄武岩質稀液態岩漿比較靜態,液流爆發指數小於10,主要呈岩流、熔岩湖。爆發活動微弱,流動狀態氣泡微弱地噴發,形成繩狀、塊狀與波狀熔岩。火山頸一般為熔岩充填,火山灰與碎屑物很少,幾乎沒有基座岩石的碎屑物。熔岩噴發形成盾狀火山,極稀薄的玄武岩質岩漿大規模洪流,可形成極寬廣的熔岩台地。
當地下之岩漿經由火山通道直接噴出地表,岩漿匯聚可形成熔岩湖。根據熔岩所表現的繩狀熔岩或塊狀熔岩之形式,複可分為水平面同心圓,水平面或近乎平面蛛網八卦形,中心向上隆起正地形之穹狀火山口,以及中心下凹之負地形熔岩湖。熔岩湖熔岩經長期風化侵蝕作用,地下之火山筒構造有可能顯露出來。桶盤嶼海蝕平台就有熔岩湖之蓮花座穹狀火山口與放射狀柱狀節理火山筒出現。就基本上而言,澎湖熔岩湖火口、火口垣、火山筒火口與火山頸火口,其基本組成材料就是含水量少的熔岩。
火山射氣岩漿噴發火山口與噴氣口
當熔岩湖岩漿流經含水地層或沼澤地區,岩漿的水氣含量大增,熔岩的熱使水份汽化。汽化體積膨脹為吸熱反應。吸熱降低了熔岩的溫度,也降低了熔岩的通動性,此時繩狀熔岩因內部凝固解壓所釋出的氣體會浮出表面造成多孔狀的表面構造。同時熔岩湖的火口也就逐步邁向有如噴氣現象殘留的桶盤嶼西南岸八卦形蓮花座穹狀低平火山口。同樣的,此熔岩湖型火山口亦可分為中心點隆起正地形、平面與下凹負地形的低平火口。但不論如何,這些都可歸類為溢流式噴發。當熔岩與地下水接觸,導致水氣或岩漿水汽爆發乃形成環形牆與後緣地區裂隙產生與岩漿之侵入形成穹狀火山筒之構造。
澎湖瑪珥火山之研究包括熔岩、凝灰岩岩漿水汽火山噴發作用。由環形牆、火山筒之探討,可畫分成為學仔尾熔岩式與乳仔尖山凝灰岩式二大類型。而澎湖北海鳥嶼─南面掛嶼東側海灣、中衛灣、青灣、西嶼東岸二崁大菓葉灣、赤馬灣、牛心灣及西嶼西岸內垵北港可能就是古瑪珥湖之所在。綜合研究結果,將澎湖火山口地形分為熔岩湖、火口環、熔岩與凝灰岩火山筒、火山頸與瑪珥火山等六大類型,再依地表之起伏為平面式、凸出(正地形)、下窪(負地形)等畫分為19種型態,詳細分類見表一。
誌謝
本研究承蒙國科會數位典藏與數位學習國家型科技計畫研究經費補助(計畫編號:NSC 97 -2631-H-178-003-)才能順利進行與推展。空中攝影承蒙神龍飛行工作室動力飛行傘與空中攝影專家李揚聲先生協助。野外工作期間得助於澎湖縣自然學友學會周麗炤、許自由和施碧珠三位老師以及計畫助理吳浚榮先生之幫忙協助。中國大陸野外考察承蒙西安地礦研究所吳漢泉教授與南京大學地球科學系孫明志教授之鼎力協助。文書作業處理得助於私立開南大學資訊及電子商務研究所莊景伊研究生與義工徐文怡小姐。謹此深致謝忱。研究報告承蒙國立台灣大學地理環境資源學系王鑫教授、經濟部中央地質調查所張郇生博士及不具名之熱心學者多方指正,得以完成,深懷感激特此誌謝。


參考文獻
王鑫(1989)澎湖柱狀玄武岩地景保留區調查。臺灣大學地理學系,共78頁。
王鑫(1990)澎湖柱狀玄武岩調查。臺灣省立博物館年刊第33期,17-54頁。
何春蓀(1969) 臺灣北部公館凝灰岩之地層研究。臺灣省地質調查所彙刊,第20號:第5頁-13頁。
何春蓀(1986) 臺灣地質概論。臺灣地質圖說明書。增訂第二版,經濟部中央地質調查所。共163頁。
江建霖、余樹楨(1991)澎湖群島玄武岩中含高溫堇青石捕擄石:中央地質調查所特刊第五號,第59~76頁。
林朝棨(1967) 臺灣外島之地下資源。臺灣銀行季刊,第18卷第4期,第257-268頁。
莊文星(1995) 臺灣中新世玄武岩超鎂鐵質包體及榴輝岩探討。行政院國科會專題研究計畫成果報告,共140頁。
莊文星(1999) 臺灣之火山活動與火成岩(二版),國立自科學博物館,共324頁。
莊文星、陳汝勤、林長興、洪清林(2007) 澎湖火山頸中玄武岩柱狀節理多樣性之成因探討 經濟部中央地質調查所彙刊第二十號 第71~99頁。
莊文星、陳汝勤(2008)北台灣火山地形多樣性之探討 經濟部中央地質調查所彙刊第二十一號 第107~141頁。
張郇生(1991) 澎湖玄武岩質凝灰岩中之逸氣管道:地質,第十一卷,第二期,第163~168頁。
陳培源和張郇生(1995) 澎湖群島地質與地史。澎湖縣文化資產叢書,第20號,共239頁。
盧佳遇、王詠絢(1995) 澎湖:一個可能的中新世隕石撞擊構造。中國地質學會八十四年年會手冊論文及摘要  第248-250頁。
Angelier, J. (1986) Geodynamics of the Eurasian-Philippine sea plate boundary; preface.  Tectonophysics, 125. (1-3),IX-X.
Buchel G.(1993) Maars of the Westeifil, Germany.  In: Negendank J F W, Zclitschka B (eds). Paleolimnology of European Maar Lakes.  Lecture Notes in Earth Sciences 49.  Berlin Heideberg:  Spring-Verlag,  1993. 1~14.
Francis, Peter (1993) Volcanoes A Planetary Perspective. 443pp. Clarendon Press.
Hill, E.S. (1972) Elements of structural geology.483p. John Wiley and Sons Inc., New York.
Jaeger, J.C. (1961) The cooling of irregularly shaped igneous bodies. Am. Jour. Sci. 259: 721-734.
Lorenz V.(1973) On the formation of maar.  Bulletin Volcanologique.  37:183~204.
Ollier C D.(1967)  Maars: Their characteristics, varieties and definition.  Bulletin Volcanologique  31:45~73.
Spry, A. (1962) The origin of columnar jointing, particulary in basalt flows: Geol. Soc. Australia Jour. 8, 191-216.
Song, Sheng Rong, Tsao,S.C., Lee, C.Y. and Lo, H.J. (1994)  Lithofacies and evolution of the Yentunshan Volcano, Penghu Archielago. Acta Geologica Taiwanica 31, 101-117.
Waters, A.C. and Fisher, R.V. (1970)  Maar volcanoes.  Proc. Second Columbia River Basalt symposium, EWSC, Cheney, Washington, 157-170.


 


圖1.陽明山國家公園磺嘴山,火山體呈截頂圓錐狀,山頂有火山口稱磺嘴池。。


圖2.陽明山國家公園向天山,火山體呈圓錐狀,山頂有火山口,稱向天池。


圖3.陽明山國家公園硫磺谷硫氣孔與噴氣孔。


圖4. 澎湖縣北方諸島火山口位置圖


圖5.澎湖縣馬公市烏崁低平火山口熔岩湖底部圈狀構造。

圖6.烏崁古低平火山口熔岩湖底部熔岩流構造。


圖7.將軍澳嶼熔岩湖所形成之繩狀熔岩構造。


圖8.澎湖縣馬公市風櫃同心圓繩狀熔岩環繞所形成之低平火山口。

圖9. 澎湖縣白沙鄉金嶼海蝕平台空照圖


圖10.金嶼海蝕平台中心下凹負地形之低平火山口。


圖11.金嶼低平火山口處之舌形繩狀熔岩構造。

圖12.金嶼火山頸底部之火山管或火山筒式低平火山口,已有了放射柱狀節理構造。

圖13.澎湖縣馬公市鎖港小火口殘留熔岩管道,見有岩漿冷凝向下回縮塌陷。


圖14. 望安鄉水峖村東籠由熔岩隧道所衍生之海蝕洞有著明顯的反應圈。

 

 


圖15.員貝嶼翻花石海之海蝕平台地貌,推測為岩體底部或外圍因受剪切流動影響而形成板狀至水平節理構造之熔岩。


圖16. 澎湖縣湖西鄉菓葉由熔岩湖熔岩下部呈弧形板狀構造玄武岩所構成的海蝕平台。

圖17. 西嶼大菓葉海蝕平台上的低平火口。

圖18.澎湖縣馬公市桶盤嶼空拍全景。


圖19.桶盤嶼西南岸圓穹狀低平火山口地形空照圖,遠方為虎井嶼。


圖20.桶盤嶼西南岸蓮花座圓穹狀之低平火山口空照圖。 

 


圖21.馬公市西衛大石鼻蜘蛛網八卦式中心微凸穹隆之圓穹狀低平火山口,具有環狀與放射狀二組節理系統。

 


圖22.澎湖縣馬公市西衛大石鼻橢圓形負地形之低平火山口。


圖23.澎湖縣望安鄉金瓜嶼弧型岩牆式火山口垣。

圖24.澎湖縣馬公市嵵裡乳仔尖山低平火山口。


圖25.澎湖縣湖西鄉赤嶼空拍全景,為一由不同期熔岩圍成圓形火山口垣所構成之島嶼。

圖26.澎湖縣湖西鄉北寮古火山口垣所殘留弧狀環形牆。

圖27.頭巾嶼低平火山口及其弧狀環形牆。


圖28.東嶼坪嶼北岸由多重弧狀環形牆所構成的海蝕平台,推測為一古低平火山口殘留。


圖29.東嶼坪嶼由多重弧狀環形牆與凝灰碎屑岩所組成之複合式火山島嶼。


圖30.馬鞍山嶼圓弧形火山口垣,島上多小火口分布。


圖31.澎湖縣馬公市鎖港盆狀小火口或噴氣碟。


圖32.澎湖縣馬公市尖山盆狀小火口或噴氣碟。

圖33. 澎湖縣北海白沙島─員貝嶼─鳥嶼─南面掛嶼─小白沙嶼所圍繞之海灣;其前身可能為瑪珥湖(maars)。

圖34. 湖西鄉牛母件嶼海蝕平台上的低平火口。

 


圖35. 澎湖縣白沙鄉鎮海村海蝕平台上的低平火口。

圖36. 澎湖縣西嶼鄉東台古堡海蝕平台上的低平火口,為凝灰岩火山筒型火口,具放射狀裂隙節理。

圖37. 西嶼鄉池西海蝕平台上的低平火口。


圖38. 西嶼鄉大池海蝕平台上的環形小火口。

圖39. 西嶼鄉大菓葉海蝕平台上的低平火口


圖40.澎湖縣西嶼鄉學仔尾海蝕平台空拍圖。常見有圓圈噴氣口,為由熱的岩漿和冷的地下水作用爆發形成的低平火口,為澎湖縣瑪珥火山的典型代表區域之一。其岩漿與液氣作用所表現的低平火口地形表露無遺,種類與式樣之多,堪稱國內外罕見。


圖41.學仔尾海蝕平台布滿由熔岩湖噴氣口所衍生之壼穴。

圖42.學仔尾小火山口垣或噴氣碟所形成之潮池或壼穴構造,已有放射狀裂隙節理發育。


圖43.學仔尾熔岩湖所形成之低平火山口。

圖44.學仔尾低平火山口。


圖45.學仔尾盆狀中心下凹負地形之噴氣口。

圖46.學仔尾盆狀噴氣口所衍生之潮池。


圖47.澎湖縣馬公市乳仔尖山海蝕平台多圓形低平火山口與噴氣口推測原為一大型熔岩湖,為台灣瑪珥式火山之典型代表區域之一。

圖48.乳仔尖山矮小噴氣錐。

 


圖49.桶盤嶼東北岸海蝕平台由具柱狀節理玄武岩石柱水平排列所襯托出的火山筒型火山口。


圖50.澎湖縣馬公市尖山海蝕平台由具柱狀節理玄武岩石柱水平排列所襯托出的火山筒型火山口。


圖51.金嶼玄武岩輻射柱狀節理圍繞所形成之正地形火山筒型火山口。

圖52.鳥嶼古火山口空拍圖。A與B近照詳見後附之圖53與圖55。

 

 


圖53.鳥嶼古火山口(A),其上方火山頸玄武岩具羽狀節理構造(B)。


圖54.鳥嶼低平火山口具輻射狀柱狀節理。


圖55.鳥嶼火山頸與火口。火山頸(A)─火口(B)─輻射水平柱狀節理之基座(C)為構成典型熔岩穹丘火山頸與小火口構造之三大要素。

圖56.鳥嶼低平火山筒型火山口,中心呈漩渦窪洞下凹之負地形。

圖57.員貝嶼百褶裙式柱狀節理火山頸空拍圖。

圖58.北雞籠嶼火山頸空拍圖,基座海蝕平台面上,放射裂理顯著。

 


圖59. 白沙鄉北雞籠嶼A字形火山頸,其海蝕平台基座具明顯的反應圈。


圖60.台東縣黃金橋海蝕平台上的瓜皮式火山頸柱狀節理地貌。


圖61. 福建省漳州牛頭山低平火山口窪洞周遭由柱狀節理之玄武岩石柱圍繞,當地人戲稱海上兵馬俑鎮守海疆。

圖62. 福建省漳州林進嶼噴氣口。

 

 

On The Diversity of Volcano low Craters on Penghu Islands, Taiwan

Wen-shing Juang, Department of Geology, National Museum of Natural Science
Ju-chin Chen, Institute of Oceanography, National Taiwan University
Chang-shing Lin, Penghu Nature Science Study Society Taiwan
Chin-lin Hong, Penghu Nature Science Study Society Taiwan

 

 

ABSTRACT

  Taiwan is located at the eastern margin of the Eurasian Plate.  Formation of this island was closely related to the subduction of the Philippines Sea plate under the Eurasian plate to the north and the collision between the Luzon arc and the Asian continent to the west.  Since the Cenozoic Era,  intra-plate volcanism related to continental rifting has prevailed within the passive continental margin.  The western foothills of Taiwan and the neighboring islets of the Penghu Islands (Penghu) were inevitably affected by such tectonic events.  Therefore, volcanic eruptions in the Taiwan region can be classified into northern, eastern and western provinces.  Miocene volcanism prevailed among the Penghu Islands, thus belongs to the western volcanic province.
The Penghu Islands were located in the Peikang Highland (Peikan Massif) in the middle of the Taiwan Strait which is relatively stable. Less affected by Quaternary Taiwan Orogeny, the volcanic landforms are well preserved. Combined with a broad tidal flat, the outcrops represent an opportunity for low craters study whereby they are classified as lava pools, rings rims, lava diatreme, volcanic neck-crater-diatreme, tuff diatreme and maars . According the surface topography and composition of volcanic materials, they can be further subdivided into 19 types.


Keyword: basalt, volcanic neck, low relief crater, diatreme, maar, Penghu,Taiwan.