火炎山白沙屯地質之旅

文/圖 蕭謙麗 林明聖


我們今天要帶大家到苗栗去,看一看台灣造山運動後期所沈積的巨厚礫石層─頭嵙山層,和這礫石層被持 續不斷之地殼變動,擠壓形成的褶皺景觀;最後抬升露出地表的礫石層,經過高溫多雨環境下的風化作用形成 特殊的礫岩惡地景觀─火炎山。除此之外,還可以在岩層中找到大量的貝類化石,就是著名的「過港貝化石層」。(圖一、二)


頭嵙山層是日本人調查時提出來的地層名稱, 頭嵙山層廣泛地分布在西部麓山帶中,厚 度達數百公尺到一千公尺之間,是 台灣島已經形成後,經由地表發育的河流侵蝕堆積而成,沈積物以礫石為 主,由於河水的搬運和磨蝕作用,礫石的稜角在河水 中撞擊摩擦,久而久之, 礫石便常常表現出圓形到次圓 形,直徑約數公分到一公尺左右,大小不一;由於石礫與石礫間的膠結度不是很緊密,風化後,礫石中的鐵質 與空氣和水接觸而進行氧化作用,形成以三氧化二鐵為主的赭紅色土壤,稱為紅土。

圖一三義火炎山的特殊地景已被農委會劃設為自然保留區。
圖一 三義火炎山的特殊地景
 劃已被農委會設為自然保留區。
圖二 

圖二:火炎山的地景特色就是
峻峭的懸崖和鋸齒狀的 山嶺。

圖三 火炎山礫石層被大雨沖刷後,礫石層被切割高聳的V 形谷。
圖三 火炎山礫石層被大雨沖刷
 後,礫石層被切割高聳的V 形谷。

 

火炎山位於大安溪下游右岸,由於礫石層土壤的發育並不好,因此植物稀少,僅有少數先鋒植物能夠在惡劣的環境下繁衍生存。在無法涵養水源的惡劣地區,當大雨來時,地表沒有植物的保護,水在很短的時間內匯集成流,藉著重力強烈地沖蝕岩層,同時在暴風雨的強力撞擊下,使得礫石極易鬆動並向下墜落,形成無數深窄、密度極高的沖蝕溝與礫石沖積扇;在地形外觀上往往會造成峻峭懸崖和鋸齒狀的山嶺,加上地層風化後的赤紅,在夕陽的照射下,如同西遊記中火燄山一般的景觀,因而得名。特別是在颱風豪雨時,地表受到強烈的沖蝕作用,便會有丘陵被切割,雨谷、雨溝、小岩峰、惡地及沖積扇、落石錐等等小地景的發育,甚至滾滾的雨水夾帶著礫石越過馬路直衝河谷;待雨過天青,流水退去,礫石遺留在原地,往往形成一條礫石河, 阻斷道路。 ( 圖三、四、五、六)
 
圖四 在颱風豪雨時,地表受到強烈的沖蝕作用,形成礫石沖
圖四 豪雨後地表受到強烈的沖蝕作用
圖五 雨過天青,流水退去,礫石遺留在原地,往  
圖五 豪雨過後,礫石遺留在原地,形成一條礫石河
圖六 這些礫石在原地經過長時間風化 後,會形成有
圖六 礫石的赤紅內部

在倚山面海的秋茂園附近,面向東方的低矮丘陵,映入眼簾一片赤紅,宛如火炎山搬了家, 到了這兒,其實它也是與火炎山相同、面西的頭嵙山礫岩層(圖七)。順著近山的產業道路,前行約二十分 鐘,一個巨大的背斜褶皺出現,道路從褶皺中間橫切過去,正好讓我們清清楚楚地觀察這個背斜構造。我們由 西向東進入,首先遇到的是背斜軸西側、地層位態是垂直的西翼,而繼續往前越過褶皺軸,則是向西北方傾斜 較緩的地層,一陡一緩形成一個不對稱的背斜褶皺。(圖八、九)
 

圖七 秋茂園附近的頭嵙山層,紅土化較佳,映入眼簾,一片赤紅。
圖七 秋茂園附近的頭嵙山層,
 紅土化較佳,映入眼簾,一片赤紅。
圖八 通宵背斜西翼,地層位態接近垂直。
圖八 通宵背斜西翼,地層位態接近垂直。
圖九 通宵背斜東翼,地層傾斜較緩,一陡一緩形
圖九 通宵背斜東翼,地層傾斜較緩,
一陡一緩形成一個不對稱的背斜褶皺。