2018年02月26日 星期一
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天然地质实验室——台湾

2018-2-2 8:47:45 来源:中国矿业报 作者:耿威

宝岛台湾位于我国东部海域,总面积3.6万平方千米,是我国第一大海岛;如同镶嵌在东海上的一颗明珠,是我国领土不可分割的一部分。

早在夏商天下九州时期,台湾即归扬州管辖;《史纪·秦始皇本纪》中记载的海上三仙山之一的“瀛洲”即为台湾。公元610年(隋大业六年)大陆的汉族人民开始移居被称为“流求”的台湾和澎湖地区;宋元时期设置了澎湖巡检司管辖台湾,大陆的移民带去了当时先进的文化和生产技术,促进了台湾的发展。十六世纪,荷兰殖民者趁明朝政府处境艰难之际,侵占了台湾。1661年郑成功进军台湾,驱逐了荷兰侵略者。1683年清朝政府收复了台湾,并于次年设立了台湾府,隶属于福建省。至此,台湾完全置于中国政府管辖之下。

台湾岛大地构造位置(图件来源:台湾海洋科学研究中心海洋资料库)

1894年日本发动甲午战争,强迫清政府签订了《马关条约》,将台湾割让给日本。1937年抗日战争爆发,包括台湾在内的全中国人民为抗日战争的胜利和台湾光复做出了巨大的牺牲和贡献。1945年8月15日,日本宣布无条件投降,抗日战争取得了伟大胜利,10月5日在台湾的日本军队投降仪式于台北举行,代表中国政府接受投降的主官向全世界宣告:自即日起,台湾及澎湖列岛已正式重入中国版图,所有一切土地、人民、政事皆已置于中国主权之下。至此,台湾、澎湖重归中国主权管辖之下。

火山弹(拍摄地点:石梯坪)

台湾自古以来就是中国不可分割的一部分,一批批移民进入台湾,与当地居民一起将台湾建设成为一个以闽、粤汉人为主的垦拓地区,全盘传承了中华民族宗教、文化、民俗等方面的深厚底蕴,中华血脉已深深植根于台湾。台湾岛的地质构造和地质演化史也无可争辩地表明,台湾岛与大陆共为一体,是中国大陆的一部分。台湾岛位于欧亚板块与菲律宾海板块的交汇带,依据出露的岩石地层特征与主要断层,从东至西将台湾岛分为六个主要构造单元:海岸山脉、台东纵谷、中央山脉、雪山山脉、西部麓山带、海岸平原。大部分学者将台东纵谷认定为欧亚板块与菲律宾海板块的缝合线,台东纵谷以西的中央山脉、雪山山脉、西部麓山带、海岸平原和台湾海峡基底相连与大陆同属欧亚板块,而海岸山脉属于吕宋岛弧的北段,是菲律宾海板块的变形前缘。

台湾岛主要构造单元图

台湾岛处于西太平洋地震-火山活动带,欧亚板块的南海洋壳沿马尼拉海沟向东俯冲到菲律宾海板块之下,而菲律宾海板块沿琉球海沟向北西俯冲于欧亚板块之下,台湾岛正好处于马尼拉和琉球两个不同方向俯冲体系的转换位置。由于受到两大板块多种构造活动的影响,形成了台湾岛复杂的地质构造背景。

现在台湾岛的地貌主要是由距今一千六百万年以来的吕宋岛弧和欧亚大陆东南边缘斜向碰撞塑造的。自台湾岛开始形成至今,台湾及周围海域一直保持活跃的火山、地震、碰撞等活动,这使台湾岛成为世界上地质现象既丰富又复杂的年轻造山带之一。这里有快速隆升的高大山脉、壮观幽静的深切峡谷、短小湍急的众多河流、水量充沛的高山湖泊、蜿蜒绵长的环岛海岸线、鬼斧神工的海蚀地貌、活跃的火山地震活动、丰富的地热资源以及重要的板块缝合线,众多典型地质现象如同教科书一般。但这些地质现象的演化过程和触发机制也如同千古之谜吸引着全世界的地学研究者,同时这些正在活跃的地质现象再次重现古老地球演化的具体活动,“将今论古”地折射出地球上其他地区沧海桑田的变化过程,因此台湾被称为天然地质实验室。

——二亿多年前。太鲁阁大峡谷所在地区位于台湾岛东部,地跨花莲、台中和南投三县,太鲁阁取自台湾当地少数民族的语言“伟大的山脉”。这片伟大的山脉出露大南澳杂岩,主要由泥质片岩、变质砂岩、变质砾岩、变质基性岩、大理岩、花岗岩和片麻岩等岩石类型组成。大南澳杂岩是台湾最古老的地层,由沉积岩和火山岩变质而成,可以与大陆华南地区的变质岩相比,因此在二亿多年前台湾所处地区就与大陆有着千丝万缕的联系。太鲁阁大峡谷是由河流下切侵蚀白色大理岩形成的陡峭峡谷,壁立千仞、连绵曲折、移步易景,大自然用流水的雕工打造了太鲁阁大峡谷的绝美风景。

——三千二百万年前。32Ma至17Ma期间,由于板块运动的作用,原本是陆壳性质的南海扩张,南部形成洋壳,大约在17Ma洋壳扩张停止。

太鲁阁大峡谷

——一千六百万年前。由于新生洋壳比较轻,老洋壳比较重,随着菲律宾海板块不断向欧亚板块运动,南海洋壳俯冲至菲律宾海板块下,形成马尼拉俯冲系统,包括马尼拉海沟和吕宋岛弧以及弧前盆地。16Ma前,吕宋火山岛弧开始喷发后,随着菲律宾海板块不断向西运动,与欧亚大陆边缘碰撞汇聚,吕宋岛弧距离欧亚大陆边缘越来越近,属于欧亚大陆边缘的沉积物不断变形抬升,俯冲带增生楔形成,出露水面后中央山脉开始了它的生命之旅,它从海中快速隆升,一跃成为台湾第一高山脉,纵贯台湾岛,现今步入充满生命力的成年期,雄伟陡峭。位于它身后、同为增生楔的雪山山脉和西部麓山带接踵而至,从海中隆起,一并组成了台湾岛的脊梁。

——五百万年前。5Ma前的海岸山脉曾是活跃喷发的吕宋火山岛弧,火山弹和火山角砾猛烈喷发、熔岩溢流,火山灰冲天而起、火光四射、遮天蔽日,如今火山弹和火山角砾以及大大小小火山弹坑散布在海岸山脉的山坡上,静静地向来者诉说着五百万年前的往事。这些火山停止喷发后仍随着菲律宾海板块向北移动,逐渐出露海面隆起成为海岸山脉,拼合到中央山脉之东,与中央山脉隔着几千米宽的台东纵谷对立相望,它们的碰撞缝合线就位于台东纵谷平原上,使台东纵谷成为欧亚板块与菲律宾海板块的分界线。

——现在。经过亿万年的演化,台湾移动至北温带与热带分界线之上,并形成了现在的地形地貌——四面环海、群山重叠、河溪众多。现今的菲律宾海板块仍以每年8厘米的速率向欧亚板块运动,吕宋岛弧与欧亚大陆边缘的汇聚与碰撞仍在继续,台湾造山带隆升速率可达每年5毫米~15毫米,同时板块边界强烈碰撞作用也使台湾地震频发,加之气候炎热多雨,夏秋季节台风侵袭,使台湾剥蚀量也十分巨大,平均每年5毫米。另外,海蚀作用也十分强烈,北部的野柳地质公园以怪石嶙峋的海蚀地貌闻名;高雄地处隆升的增生楔区域,由于地层特征、天然气(主要是甲烷)丰富、断层通道发育而形成了泥火山,舌状泥流随流随干,是一种十分罕见又极具研究价值的地貌,这种地貌是在海洋中勘探天然气水合物的重要标志,为天然气水合物这种新型能源勘探的研究提供了极佳的实验场所。

台东纵谷板块缝合线(拍摄地点:吉拉米代)

亿万年的变迁在地质历史中不过是弹指之间的变化,台湾是世界上最年轻的造山带之一,因此这里的地质记录保存比较完整而且并无多重重大地质事件的叠加,历经沧海桑田巨变的山脉地层中还完整地保存着各种海洋生物化石和遗迹,因此台湾不仅是研究地形地貌、岩石学、地质力学、海洋地质、地质构造与板块运动以及天然气水合物地质的天然实验室,还是工程地质、环境地质、遥感地质等地学方向极好的天然实验室,可谓一部内容丰富、可读性极强的大自然教科书。□

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