中臺灣河川新地貌（二）—大安溪火炎山礫岩惡地與鐵砧山紅土臺地

文˙圖／莊文星

摘要

　　火炎山位於三義鄉和苑裡鎮的交界，南臨大安溪，長久以來，陡峭的岩壁逐漸流失，火炎山的礫岩惡地，看似一座座高低起伏如筍或如屏的赤色山峰，彷彿躍動著燃燒的火焰，因而被稱為火炎山。
　　火炎山，地形陡峭惡劣，不適合農林業的開發利用，因此，保留了相當豐富的臺灣原生植物馬尾松和金毛杜鵑等，是目前臺灣最完整的馬尾松原生林區，對海岸防風及惡地造林，極具研究價值。
　　火炎山礫岩不穩定，豪雨時容易發生山崩土石流，三義－苑裡火炎山段公路局工程單位以整治火炎山為名辦理土石疏浚清理工程，其不當的施工讓沖積扇坡面功能喪失，況且火炎山山麓砂石廠林立。土石開挖採掘，應審慎考慮礫岩惡地與順向坡滑動的特殊地質問題，否則將導致火炎山惡地急劇惡化，終致不可收拾的地步。
　　火炎山大安溪下游，面對突起的鐵砧山輕輕擦身而過。鐵砧山所見頭嵙山層包括礫岩與砂、頁岩二大岩層。鐵砧山形成於200萬年前形似銀錠或砧板，原名為銀錠山後改名為鐵砧山。
　　鐵砧山為一背斜構造，其軸部露出最老地層為頭嵙山層香山相砂頁岩，東翼露出地層包括有頭嵙山香山相砂岩與火炎山相礫岩；西翼僅有香山相頁岩，而火炎山相礫岩未見露出。
　　鐵砧山紅土臺地堆積層為古河道出海口扇狀堆積物，因地殻隆起抬升及河流下切作用而形成。為更新世中期，由紅土、礫石、砂、泥等組成。紅土呈紅棕色，厚數公尺，為炎熱乾燥時期的產物，含黏土礦物、氧化鐵和鋁土礦等。鐵砧山背斜與通宵背斜同為鐵砧山油氣田內之重要儲油構造。

關鍵詞：大安溪、礫岩惡地、礫岩臺地、火炎山、鐵砧山、山崩、土石流

　　臺灣中部主要河川之一大安溪水系發源於雪山山脈之大霸尖山，主要支流有景山溪。流域面積758平方公里，幹流長度96公里。流經地區包括苗栗縣泰安鄉、卓蘭鎮、三義鄉、苑裡鎮以及臺中縣和平鄉、東勢鎮、后里鄉、外埔鄉、大甲鎮、大安鄉。
大安溪下游三義斷層以西至西北側濱海沖積平原區，地勢自東南向西北緩傾，流域寬廣。最高峰位於火炎山附近，為標高602公尺之一孤峰，亦為此段流域內的最高峰。

火炎山

　　火炎山（圖1）標高596公尺，位於三義鄉和苑裡鎮的交界，南臨大安溪，陡峭的岩壁，紅色赭土，夾雜著礫岩惡地，呈現紅、黃色或橘紅色大地。不論夕陽西下、餘暉斜映，或日正當中、艷陽高照，那一座座高低起伏如筍或如屏的赤色山峰，彷彿躍動著燃燒的火焰，因而被稱為火炎山。
　　在地理上，火炎山為苗栗丘陵與臺中盆地的分野，氣候上亦有極明顯的差異。尤其於秋末至初春，臺中地區白天常陽光普照，而於火炎山─三義路段則大霧迷漫，能見度差。

圖1. 苗栗火炎山

頭嵙山層

　　火炎山地區主要地層有頭嵙山層、臺地堆積層、紅土臺地層與沖積層。頭嵙山層為臺灣第四紀更新世之地層，主要分布於臺灣西部麓山帶之西部丘陵與平原下。頭嵙山層主要由灰白色至黃灰色砂岩、灰色至暗灰色礫岩組成，其岩性鬆散，膠結不良，淘選度差。堆積層愈上，礫石愈多，依岩性可分為下段香山砂岩段（砂岩及頁岩為主），其上段稱火炎山礫岩段。火炎山礫岩段（圖2）屬上新世或早中新世時期，大部分由兩種異相岩石組成：一為細砂岩及頁岩互層，一為礫岩。此兩種岩相常呈犬牙交錯，互相移變，無明顯界限。就其一般分布而言，細砂岩及其頁岩所組成互層之岩相在下部較發達，礫岩相在上部較發達。礫岩層在本層下部甚少出現，且多成散佈之礫塊或不規則薄層。愈至上部，礫岩分布愈廣，其層厚亦漸增大，最後乃成巨厚礫石層。

圖2. 火炎山礫岩惡地易山崩滑坡，多石頭河，豪雨時節易產生土石流災害。

　　香山砂岩段（圖3、4）一般呈灰色至青灰色，通常為砂質泥岩或粉砂質泥岩，顆粒組成由粗粒至粉砂或黏土，膠結疏鬆，膠結物主要成分為黏土，砂岩中偶夾礫石層，粒徑大都在數公分以下，偶含漂木或碳質物（圖4）。

圖3. 火炎山的頭嵙山層下部香山相砂岩層由泥質砂岩、粉砂岩組成。

圖4. 頭嵙山層香山砂岩段地層中偶含礫岩層與碳化漂木。

臺地堆積層

　　地質上，本區是臺地堆積的一部分，由礫石混雜砂、土組成。大大小小礫石堆置一起，其淘選度差。臺地堆積層在早期可能為古大安溪河口的沖積扇。由於地殼的上升運動，逐漸浮出水面，此一上升運動，現今仍持續進行。

紅土臺地堆積層

　　頭嵙山層或臺地堆積層上常發育有紅土層，有部分可能為次生的紅土臺地堆積層。臺地堆積礫石層上覆有紅土(赭土)或棕紅色的砂質紅土。礫岩層中夾雜之砂、泥與紅土，因含有鐵質，經風化氧化而成紅棕色。殘留土壤時間愈久，顏色愈鮮紅，而呈類似西遊記所描述西域紅色盆地火燄山之景致，名聞遐邇。礫石層由於礫石間孔隙大，透水性良好，且沉積物與礫石間膠結不良，暴雨時雨水和地面逕流容易下滲，造成伏流。流水下切容易且快速，結果造成本區常發生崩坍，形成現今的深谷、陡坡與石頭河。近期更由於大安溪流域砂石採掘，對邊坡穩定的衝擊與破壞，常有土石流的災害發生。由於邊坡的不穩定，造成赭土的流失，風化土壤來不及補充，火炎山的風貌相形之下逐漸褪色，大不如前。
　　火炎山，地形陡峭惡劣，不適合農林業的開發利用，因此，保留了相當豐富的臺灣原生植物馬尾松和金毛杜鵑等。火炎山臺地西南隅，是目前臺灣最完整的馬尾松原生林區。馬尾松原產中國華南，在過去臺灣山區分布也很廣，不過，經過多年來的砍伐及山地開發，其生育地，大多遭受破壞。馬尾松及其伴生植物的生態，對海岸防風及惡地造林，極具研究價值。
　　三義－苑裡火炎山段公路局選擇興建明隧道，保存當地特殊的生態和地質景觀，作法兼具安全又具創意，但因隧道長度不足常導致豪雨發生土石流掩埋道路的問題。2006年柯羅莎颱風來襲，大量滾石夾雜黃色混濁的泥沙從火炎山奔騰而下，如千軍萬馬，擋都擋不住，樹木也被連根拔起，造成苗栗通往海線的公路中斷。連公路外側的大安溪也幾乎被截斷改道（圖5）。

圖5. 火炎山頭嵙山礫岩惡地易崩塌，地質極不穩定。

　　工程單位以整治火炎山為名辦理土石疏浚清理工程，其不當的施工讓沖積扇坡面功能喪失，況且火炎山山麓砂石廠林立。土石開挖採掘，應審慎考慮礫岩惡地與順向坡滑動的特殊地質問題（圖6），否則將導致火炎山惡地急劇惡化，終致不可收拾的地步。建議延長明隧道長度，阻擋土石流向外擴張，以免危害道路交通安全；停止砂石採掘，降低山麓碎石坡坡度，讓它逐漸達到自然平衡。

圖6. 土石開挖，順向坡滑動土石流災害嚴重，崩坍土石易阻擋大安溪行水流道之通暢，河流改道沖垮堤岸氾濫成災。

鐵砧山

　　過了火炎山，大安溪下游，面對突起的鐵砧山（圖7）輕輕擦身而過。鐵砧山所見頭嵙山層包括礫岩與砂、頁岩二大岩層（張憲卿，1994）。鐵砧山形成於200萬年前，形似銀錠或砧板，原名為銀錠山後改名為鐵砧山。

圖7. 大安溪下游，面對突起的鐵砧山輕輕擦身而過。

　　鐵砧山為一背斜構造，其軸部露出最老地層為頭嵙山層香山相砂頁岩，東翼露出地層包括有頭嵙山香山相砂岩與火炎山相礫岩；西翼僅有香山相頁岩，而火炎山相礫岩未見露出（圖8）。

圖8. 鐵砧山頭嵙山層包括礫岩之火炎山相與砂、頁岩之香山相二大類岩層。

　　鐵砧山大安溪畔砂石廠林立，若無有效管制適當的採掘，勢必危及邊坡的穩定，有朝一日將步上火炎山土崩土石流的悲慘厄運（圖9）。

圖9. 鐵砧山砂石廠林立，砂石開採若處理不當則易衍生重大的地質災害。

　　鐵砧山紅土臺地堆積層為古河道出海口扇狀堆積物，因地殻隆起抬升及河流下切作用而成。為更新世中期，由紅土、礫石、砂、泥等組成。紅土呈紅棕色，厚數公尺，為炎熱乾燥時期的產物，含黏土礦物、氧化鐵和鋁土礦等（圖10）。鐵砧山出露之岩石由頭嵙山礫岩層之砂礫岩相與上覆之臺地礫岩堆積物組成。臺地堆積物之來源除部分是沉積物所組成之外，其餘堆積物也有來自頭嵙山層之砂礫岩相，因受侵蝕、搬運、沉積而成，因此二者之組成材料類似，不易分辨，二岩層的地表界線並不清楚。

圖10.鐵砧山高處為紅土臺地堆積層。

　　 鐵砧山背斜與通宵背斜同為鐵砧山油氣田內之重要儲油構造，油氣田目前已開採枯竭。如何將廢棄舊油田再利用將是一個重要課題。利用已乾涸之舊油氣田儲存天然氣，油氣層儲氣，不僅儲存量大，且儲存於地下數百至數千公尺處，這空間架構已存在數百萬年以上，安全性高，對環境之衝擊小。1970年代初期，石油工業界曾發展一套強化採油技術，以天然氣或二氧化碳強行注入末代已無生機之油田，以高壓排出掃清殘存於儲油層孔隙之石油而提高採收率，達到經濟效益，延長油田壽命。同樣的也可以利用地下灌入封存方式貯存CO2，以達大氣二氧化碳排放減量之目的。例如利用鐵砧山舊油氣田將天然氣、二氧化碳等注入，藉由地層之封閉與吸附而予以長期儲藏封存。

參考文獻

張憲卿，1994。臺灣地質圖說明書圖幅第一十七號，大甲，63頁。經濟部中央地質調查所。