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臺11線地質慢旅行（VI）— 大峰峰奇岩與八仙洞遺址的地質意義

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圖文/梁勝雄、侯進雄、林依蓉、許晉瑋


 臺11線—山與海的分野

臺11線又稱「花東海岸公路」，為臺灣最東側的公路，西依海岸山脈，東臨太平洋，沿途所露出的岩層或岩體，主要有火山岩、沉積岩、深海碎屑岩和泥岩層等，經過大自然的風化與侵蝕作用後，形塑成各種奇特的地質景觀。

在花蓮縣與臺東縣交界處附近，樟原村東側海岸有兩大岩體矗立，往南約5〜10分鐘車程，映入眼簾的是一大片陡峭岩壁，岩壁上有數十處洞穴，分布在海拔130公尺以下的範圍，最大的高七、八層樓，此處就是名聞中外的八仙洞遺址！

這兩大岩體有什麼特殊之處？而這些天然形成的洞窟又有什麼地質科學的意義？本文著重於大峰峰奇岩與八仙洞遺址之地質景觀與地質意義介紹（圖1），帶您看懂地質。
兩地點位置圖
圖1. 本文介紹之STOP12大峰峰奇岩與STOP13八仙洞遺址位置圖，其中STOP1〜STOP11之介紹，請參閱本刊〈臺11線地質慢旅行〉系列文章。（底圖來源：Google 地球）

 STOP12、大峰峰奇岩--扇形放射狀柱狀節理

「大峰峰」部落是樟原村的兩個鄰，為原住民族的傳統社名，原來當地有一條野溪，遠望之，黑暗不得見，只得聽聞其流水聲，原住民朋友稱之「大峰峰」，而後變成為社名。

兩大岩體（圖2）鄰近大峰峰部落的海岸礫灘（圖3），為玄武岩構成（圖4），與附近的火山集塊岩（圖5）大不相同。筆者曾在本刊〈臺11線地質慢旅行〉第四篇已經介紹過了，這裡的玄武岩又有什麼特別之處呢？原來這裡的玄武岩中含有大量的橄欖石，因此稱為橄欖石玄武岩，而此二岩體具有扇形放射狀柱狀節理，是典型火山頸構造的熔岩穹丘（lava dome，或稱火山穹丘，圖6）。

進一步說，熔岩穹丘常見於火山口內或火山側翼，為圓頂狀突起，常見於聚合型板塊邊界，地球上大約6%的火山噴發會形成熔岩穹丘，多為中酸性熔岩，暗示熔岩岩漿之揮發成分少且黏滯度大。當火山噴發時，岩漿常被推擠於火山通道上緣，因岩漿黏度大，難以流動而滯留，逐漸凝固，進而構成高度大於寛度的穹丘和附近的集塊岩有著不一樣的產狀。

橄欖石（olivine，圖7）化學式為(Mg,Fe)2SiO4，是鎂與鐵的矽酸鹽類礦物，硬度約7，具有典型的橄欖綠色，形態常呈短柱狀，集合體多為不規則粒狀。一般認為地球內部含有大量橄欖石，地表多見於基性或超基性火成岩中，或在某些變質岩中為主要礦物，然而在地表面很快會風化而變成紅棕色。而橄欖石玄武岩指得是玄武岩中的橄欖石含量超過5%，屬之。
大峰峰奇岩座標
圖2. 大峰峰奇岩，其WGS84座標為121°29'41.3"E，23°26'00.8"N。

大峰峰奇岩附近的海岸礫灘
圖3. 大峰峰奇岩附近的海岸礫灘，若仔細尋找，有機會找到橄欖石顆粒。

組成大峰峰奇岩的玄武岩體
圖4. 組成大峰峰奇岩的玄武岩體。

大峰峰奇岩附近的火山集塊岩
圖5. 大峰峰奇岩附近的火山集塊岩。

熔岩穹丘
圖6. 大峰峰玄武岩具扇形放射狀柱狀節理，典型為熔岩穹丘。

短柱狀橄欖石
圖7. 玄武岩內含短柱狀橄欖石(紅圈內)。

 STOP13、八仙洞遺址-見證臺灣抬升奮起

八仙洞位於臺東線長濱鄉，水母丁溪南岸，是長濱鄉最北邊的風景景點（圖8）。八仙洞阿美族語稱為Loham，為洞穴之意，而所在區域稱為「水母丁」，地名由來有多種說法，筆者擇二說明，其一是早期醫學不發達，當地居民平均壽命低，難找到壯丁，臺灣話稱「揣無丁」，可能因口音重而變成「水母丁」；另一說法則是由阿美族語轉音而來，水母丁溪的阿美族語為Cifotingay，意思是有魚的地方，而後則延伸用為地名。
八仙洞遺址導覽示意圖
圖8. 臺東縣長濱鄉八仙洞遺址導覽示意圖。

八仙洞各洞穴所在的峭壁主要組成為火山集塊岩，岩性相當堅硬，部分洞穴則為具柱狀節理的安山岩脈（圖9）。這些洞穴由上而下，命名為崑崙洞（約130公尺）、乾元洞（圖10）與拱辰洞(約110公尺)、海雷洞(約77公尺) 、永安洞（約60公尺）；在40公尺左右的洞穴為菩提洞與朝陽洞，30公尺上下者為潮音、金華等洞；最靠近地表的則有靈岩洞、觀音洞、三藏洞及水簾洞等，散布於海拔20〜至15公尺間。其中，又以靈岩洞為最大。

這些洞穴皆為海蝕而成，能歸納出兩種外形，一種是橫向半圓形發展的洞穴，此種洞穴的前方常有海蝕平臺，平臺上常有碎屑物堆積，如潮音洞屬之（圖11）；另一種是直立形，靈岩洞就屬此類型，主因為岩體上有垂直的節理面，而後受侵蝕逐漸擴大形成（圖12）。

據推測，這些集塊岩大約是3,000萬年前至100多萬年前由海底火山噴發所造成。在陸地逐漸上升的過程中，海蝕作用在不同的高度留下侵蝕痕跡，升成海蝕洞（圖13）。因海岸山脈東側尚處在不斷抬升的環境，故各洞穴形成的順序是越靠近海岸線越年輕，洞穴高度還能和南側海階高度對比（圖14）；洞穴規模愈大，表示海水面相對停滯的時間越長，洞穴有較多時間能接受海水侵蝕。

國立中正大學謝孟龍教授利用牡蠣與穿孔貝等生物遺骸離開海水面等地質訊息研究，指出海岸山脈東側海岸每千年約抬升5公尺（請參閱本刊〈臺11線地質慢旅行〉第四篇）。因此，若假設抬升速率與海平面不變的情況下，則海拔最高的崑崙洞推測可能形成在2萬6千年前，然而有沒有證據呢？

近年中央研究院臧振華院士的團隊，利用岩心鑽探與洞穴探掘等考古工作發現大量舊石器與新石器時代文物，並且於崑崙洞中發現舊石器時代火塘遺跡，採集碳樣本經定年後，樣本的年代皆距今2萬年以上，最老的樣本甚至達2萬5千年。早期人類居住地，通常都靠近水邊，以便漁獵，暗示崑崙洞在兩萬多年前可能離海岸線不遠，說明筆者的假設尚屬合理。

順帶一提，利用八仙洞遺址的洞穴群探討臺灣東海岸抬升地質史，亦適合做為地球科學科學展覽的題目。
安山岩岩脈
圖9. 具傾斜排列之柱狀節理的安山岩岩脈。

私人廟宇
圖10. 乾元洞因屬私人土地，目前尚有私人廟宇。

潮音洞
圖11. 潮音洞屬於橫向半圓形發展的洞穴，此種洞穴的前方常有海蝕平臺，此處寺廟已於2017年拆除。

靈岩洞
圖12. 八仙洞遺址處最大的洞穴－靈岩洞，因岩體上有垂直的節理面（紅色箭頭處），而後受侵蝕而逐漸擴大形成。

八仙洞洞穴
圖13. 八仙洞洞穴群高程、離海距離及古海岸線復原推測圖，越高海拔，洞穴形成越早。（改繪自劉益昌等，1993）

南側海階
圖14. 八仙洞遺址南側海階，照片中至少能觀察到三階海階，其中最高的海階，因地體抬升影響而傾斜。

 發現背後的小故事

常常需要出野外進行實地調查的研究人員很多，像生態學家、森林系研究員、考古學家與地質科學專家等，但只有地質科學學者常常會為了採集岩石與礦物標本而拿把鐵鎚四處敲敲打打或拿把鏟子到處鏟鏟，也因此最早發現八仙洞史前文化堆積層的人可是位地質學家！前臺灣大學地質科學系林朝棨教授在1968年進行地質調查時，無意間發現。

同年12月27日由臺大考古人類學系教授宋文薰率領臺大人類學系及地質科學系師生進行發掘，發現諸多文物，而後經考古學家李濟命名為長濱文化，屬於舊石器時代。當時宋教授認為舊石器時代的人類可能是由華南遷移過來，但從瑞士來臺傳教多年的艾格理神父（Hans Egli）卻認為應該是與東南亞較具有關係，甚至還發表相關論文，結果惹怒當局，被驅逐出境。近年來，諸多研究認為臺灣可能是南島語系（Austronesians）的發源地，證明當年艾格理神父的推測可能較為合理。

 後記

1988年時，內政部便將八仙洞遺址公告為國家一級古蹟；2006年時，文化建設委員會（今文化部）更將八仙洞遺址指定為國定遺址，原先八仙洞遺址受到民間寺廟占用，經過多年溝通與訴訟程序，在2017年12月6日將寺廟拆除，將來將朝遺跡公園的方向規劃。

現今八仙洞遊客服務中心設有展場，展示著多次考古研究挖掘出的新、舊石器時代文物（圖15），惟尚缺乏附近的地質科學相關解說。讀者將來有機會前往臺11線慢旅遊時，建議帶著本期刊，留下半天的時間，到大峰峰看看奇石，到八仙洞欣賞海蝕洞地質景觀，同時駐足聽濤，思古之幽情。
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圖15. （a）八仙洞遊客中心展示場外觀；(b)展示場內部，遺跡介紹與文物展示；(c)舊石器時代使用的石斧，以火成岩轉石製成，硬度極高。

 延伸閱讀

宋文薰（1969）。長濱文化－臺灣首次發現的先陶文化（簡報）。中國民族學通訊，9，頁1-28。

宋文薰（1980）。由考古學看臺灣。陳奇祿等編，中國的臺灣(頁93-220)。臺北：中央文物供應社。

林俊全（1993）。臺灣東海岸地區的海岸線變遷與史前遺址關係之研究。田野考古，4(1)，頁15-32。

劉益昌、劉得京、林俊全（1993）。史前文化。臺東：交通部觀光局東部海岸風景特定區管理處。

Egli, H.(1972). Neusteinzeitliche Typenkreise an der Ostkiiste von Taiwan. Anthropos,67,pp.229-267.

Hsieh, M. L. & Rau, R.J.(2009). Late holocene coseismic uplift on the Hua-tung Coast, Eastern Taiwan: Evidence from mass mortality of intertidal organisms. Tectonophysics, 474, pp.595–609.





經濟部中央地質調查所構造與地震地質組技佐
梁勝雄

經濟部中央地質調查所地質資料組組長
侯進雄

經濟部中央地質調查所資源地質組技士
林依蓉

經濟部中央地質調查所構造與地震地質組技佐
許晉瑋