93年地質學實驗南橫野外實習

本學期 (92學年上) 地質學實驗課,野外考察仍以南橫公路為主,行程包括甲仙地區未受變質的沈積岩層、化石富集帶、南橫公路沿線之輕度變質之硬頁岩、枕狀玄武岩、板岩、千枚岩。第一天(93-01-11)早上7:30從學校出發後,在覆鼎金直接上10號國道(東西向10號高速公路),至高速公路終點下銜接台21線公路,經旗山到達甲仙,再沿台20線(南橫公路)一路觀察了甲仙、寶來、高中、梅山等觀察點,夜宿梅山青年活動中心。第二天(93-01-12)由梅山出發,陸續觀察了進涇橋、昌仕橋、埡口-關山隧道口旁之露頭而後折返下午6:00返抵高雄,行程總共花了二天的時間。

主要考察路線地理位置與地質概況如下:

第一站:
甲仙化石館旁,於四德大橋前的堤防進入,並練習後方交會法定位,沿楠梓仙溪觀察中新世晚期未變質沈積岩(砂岩、頁岩)的露頭,學習利用虛擬層態來測量地層的走向與傾斜角資料。

第二站:
妙通寺附近,練習後方定位法,觀察河階地形及溪流內灣堆積及外灣侵蝕現象。

第三站:
高中檢查哨附近一段路,主要觀察塊狀玄武岩、中新世硬頁岩、粉砂岩夾玄武岩透鏡體、枕狀玄武岩流,並且觀察其中的氣孔及杏仁孔。

第四站:
於梅山往東,禮觀之前,標高1200-1300 m之間的南橫公路(20號省道)上,觀察中新世硬頁岩、砂岩、鉛筆石構造。爾後在變質砂岩與硬頁岩層中發現到了美麗的雙頭水晶!

第五站:
由進涇橋開始,沿路標138.7 km至141.5 km路段觀察露頭,溯河往上游觀察河谷中的滾石。經過昌仕橋附近,沿途觀察中新世硬頁岩,硬頁岩和板岩過渡帶、大崩塌、變質砂岩、綠色火山岩透鏡體,以及山壁上明顯的剪力摺皺。

第六站:
靠近埡口的關山隧道口旁,是板岩和千枚岩的過渡帶,常可見石英和綠泥石共生之細脈。在此可發現石英脈,採集水晶,並觀察類似鐘乳石形成方式的碳酸鈣沉澱作用。

觀察重點摘要彙整:

第一站:甲仙(四德大橋)
地理位置:自四德大橋北端甲仙化石館到橋頭約110公尺,四德大橋走向為N6°E。
地質概況:我們所觀察的地層主要從上新世年輕未受變質之鹽水坑頁岩Ys(塊狀頁岩)到糖恩山砂岩Tn(厚層砂岩和泥質砂岩)。
觀察記錄:我們在距四德大橋北端110公尺處之甲仙化石館先量出四德大橋之走向,之後,面對鹽水坑頁岩層和層理同方向面的層面坡(順向坡)的露頭,用虛擬層態量出其strike:N78°E,dip:向東南傾46°。繼續往山腳下走,到了四德化石保護區,此處岩石為泥頁岩互層,風化狀況似洋蔥狀風化,有外層剝離,但是由於另外受到裂隙的水溶蝕,所以變成上圓下方的形狀。敲擊聲鈍因為其泥質較多。風化部份有黃色、褐色、棕色等,其成因可能為地下水使鐵氧化。內有片狀黑雲母、方解石。接下來沿著河床往南走,到了看似有大洪水侵蝕過的河溝,岩石敲擊聲較之前清脆,是因為砂質成分較多;同時也發現了大量的二枚貝化石。

第二站:妙通寺
地理位置利用後方定位法,台20線距保安宮S34°E約875公尺處及建山公墓正下方
觀察記錄:
所觀察到河階地形及荖濃溪內灣堆積和外灣侵蝕,河階地形的成因為河流下切後經過地形抬升形成之,因此河階數目可用來判斷地形抬升的次數;而荖濃溪內灣堆積和外灣侵蝕則是內灣 流速減慢堆積而成的平地,外灣流速較快而且不斷的侵蝕河道,而使外灣河道邊越來越彎且陡峭,不斷的侵蝕、堆積到最後會形成所謂的牛軛湖。

第三站:高中檢查哨
地理位置:台20線81至82公里處
地質概況:中新世樟山層上段Csu(硬頁岩偶夾薄層砂岩,玄武岩質火成碎屑岩和熔岩流)。
觀察活動: 利觀察記錄:在此區我們所看的大概順序為:硬頁岩a枕狀玄武岩a硬頁岩,其中硬頁岩屬於最低度的變質岩,還有發現因層理和葉理方向平行的鉛筆狀硬頁岩,而其走向為N70°E;接下來所觀察到的是向東南傾斜的玄武岩質枕狀熔岩,其成因:玄武岩岩漿的黏滯度較低,在噴發時表層遇到海水急速冷卻,而炙熱的內部仍由內向外流動推擠,而形成像枕頭般形狀的熔岩。熔岩中充填著很多白色、黑色方解石及綠泥石。我們也觀察到塊狀玄武岩,其特徵是有很多的氣孔。

第四站 梅山路段
地理位置台20線120公里左右處
地質概況:
主要是中新世硬頁岩、砂岩,以及由硬頁岩形成的鉛筆石。
觀察記錄:
所觀察到的蕃薯鉛筆狀硬頁岩strike:N66°E,dip:向東南傾14°,它有明顯的節理(strike:N64°W dip:向西南傾78°)、層理(strike:N52°E dip:向東南傾28°)和葉理面(strike:N30°E dip:向東南傾86°)三種不同方向的面,因此形成蕃薯鉛筆狀硬頁岩。在此區有發現看似褶皺的是傾斜,所以在測量此區的層態時,需要避免視偏差所影響之層態傾角。我們還在此區發現滿稀奇的雙頭水晶,其成因:砂岩中的石英被地下水侵入溶解矽後於砂岩和頁岩的縫隙中在結晶慢慢形成之。

第五站 進涇橋-昌仕橋
地理位置台20線138.7 km至141.5 km處
地質概況:
大多變質度比之前硬頁岩高的板岩
觀察記錄:
所觀察到板岩的節理(strike:N32°W dip:向西南傾86°)、葉理(strike:N40°E dip:向東南傾48°),大部分因變質呈多片狀的板岩因為受到風化作用,整個岩層都呈易碎狀態,它也有明顯平行葉理的特徵,在其中也發現石英脈和方解石脈共生,在地質名詞上這地區的現象叫做 slaty cleavage(板岩劈理)。繼續往更高處走,可發現露頭中的石英脈的比例增高,我們這組量其一露頭的 strike:N34°E dip:向西北傾20°。接下來繼續在海拔高達2400多公尺的公路上往更高走去,可發現變質岩的改變,我們看到了變質石英砂岩摻雜些許的火成岩且顏色偏藍綠色,這也在此處開始慢慢的有火山活動的影響。接著,我們來到了昌仕橋,這是一條新建的公路橋,橋旁正逢斷層破碎帶,所以崩塌不斷,也就影響以前的橋被大量土石衝斷因而蓋新橋。接下來,灰綠色的變質安山岩也印證了之前看到石英砂岩摻雜火成岩處的猜測了,火山活動的影響越往高處越高,在這裡的安山岩整體呈綠色,其中包含了綠泥石、方解石、綠簾石、大理岩及赤鐵礦,在岩相中,此區安山岩屬於低度綠色片岩相。在上車前的最後一站,我們看到了安山岩中包裹著凝灰角礫岩,這就是地質學中包裹體定理及擄獲岩最好的證據。在上車後往埡口的途中,在一個大褶皺的露頭停了下來觀察,這裡的褶皺是因為剪力造成的,這裡可看到偃臥及倒轉的證據。

第六站:埡口-關山隧道
地理位置大關山隧道近埡口出口處
地質概況:
板岩及千枚岩
觀察活動:
此處的石英脈也可以找到一些水晶;但是可能因形成時含矽水溶液量充足,大都形成全填滿的石英脈,所以只能在脈中的小裂縫處小晶洞中尋找水晶(單頭水晶);此區因為風化,因此整個岩層很鬆碎,很容易因為下大雨或地震造成土石崩落。

心得摘錄:

賀囿華:經由這次地質野外實習,原先在地質實驗室中的石頭,現在完整的出現在我們的面前,而平時的虛擬地層,也成為真正的地層,由一開始生疏而手忙腳亂的出錯,一下忘記步驟,一下忘記採樣,到之後看到岩層都知道要做些什麼調查,真的讓我學會很多。在實驗室模擬和野外真正的調查所能學到的真的有相當大的差別,在實驗室中沒有碰觸不到的岩層,而在野外就時常碰到要做虛擬層態,在實驗室內一大堆岩石,也許都是辛辛苦苦的爬上斜坡才能採集,或是需要花費時間找尋和挖出來,並且搬運回來,才能讓我們輕易的看到各式各樣的岩石。此外,因為實地的勘察,我們了解了岩層的實際情況、岩性、破裂面、石英脈、以及漸變過程,這種事是無法在實驗室內能夠輕易得知的。也因為我們處於台灣這個幸運的環境之中,能讓我們觀察到變質度從無到有的地層、破裂帶、枕狀玄武岩、綠色火成岩以及開採水晶,這些都是多虧有先天良好的環境及機運才能有這種機會,以後,在山路中看到露頭,不會像以前一樣只是忽略過去,而是會試著去想想這種層態是什麼?有沒有受到擠壓等等…,這是讓我學到最多、改變最大的一點,謝謝老師和助教辛苦的安排,希望以後能再安排這種行程,也希望能有更多時間來慢慢觀賞研究,假如都用走路就更好了,也比較不會忽略掉其他重要的部分,坐車時間讓能觀察的岩層變少了,是很可惜的地方。不過包包壞掉導致把放大鏡弄丟,也是很令我生氣的事情...。

林正隆:這次南橫之旅,讓我們有實際練習判斷岩石及岩態,雖然一開始大家因為不熟悉而有點手忙腳亂,不過在重複多次後,也都漸漸熟練,一聽到老師說這有解理面、層理面或葉理面,大家都快速的拿出傾斜儀測量岩態,以前在課本中看到的岩石圖片和摺皺變化,到了野外都不太一樣,我們看到的就不是那麼好辨識,要親自動手去敲,並且一面聽著老師的講解,一面快速抄下筆記,還記得第一天挖水晶礦,大家都興趣勃勃,也挖到一些小水晶(雙頭水晶),有一種振奮的感覺,第二天剛好有寒流來襲,所以氣溫偏低而且起大霧,也讓我們看到層層雲海,所以在這一趟南橫行,我覺得學到一些課本所沒教到的知識,感到非常豐富,也覺得此趟不虛此行阿,謝謝老師及助教辛苦帶我們出來見識。

王奕凡:這次出野外看到許多的東西,以往很多地質學有關的東西只能在課本的例圖上看到,真正實體的東西是看不到的。例如摺皺,如果沒有實地看過,和想像差很多,雖然課本的圖畫的十分清楚,但是實體不可能長的像理論的樣子那樣完美,可能會有很多因素造成很複雜的情況。以前去南橫玩的時候,總是看到很多美麗的景色,但是卻沒有注意過,路邊岩石的變化是這麼有趣,轉個彎可以在石頭上取得這麼多資訊。在路上老師還找到水晶,讓走的很疲累的大家,振奮了一下,死抓著不放。

林智鴻:平常在上正課或上實習課時都只是去瞭解地質的知識及強記一些岩石名稱或特性,經過這次出野外,很多岩石礦物的形成過程及來源都令人印象深刻,又以水晶最為印象深刻,可能是水晶在這次的出野外中屬於最高價值的東西吧!其實我覺得這真的是一個很不一樣的體驗,這也是我第一次到海拔那麼高的地方去,而且不是去玩,是在高達2400到2600公尺間工作,我們徒步走了兩公里多,雖然很累又很冷,不過我們卻瞭解了過去幾百萬年來台灣所形成的過程,不禁讓我嘖嘖稱奇,地球的營力到底有多大?在南橫這段路我也體會到當時造路英雄的辛勞,在這麼高的地方為了台灣的交通發展不習性命的努力要做好公路,而且像長達615公尺的大關山隧道,當時在挖掘此隧道時完全都是以人工一斧一鑿慢慢開挖出來的。我們幾個男生還特地帶羊肉爐和泡麵到梅山青年活動中心吃宵夜,當所有食物都煮熱的時候每個人好像好幾天沒吃一樣一窩蜂的拿著碗筷去搶羊肉爐吃,更好笑的是,一群人就蹲在旁邊,在寒冷的山上吃著熱騰騰的羊肉爐。

楊順清:在還沒學地質學和上地質實習之前,就算看到再怎樣特殊的岩石,也不會對它產生興趣,只會當成是普通的石頭;而這次的南橫野外實習就讓我改變了這樣的態度,本來在我看來毫不起眼的岩石,經過老師的講解以及從課堂上所獲得的知識,也能讓我知道它的一切,進而產生興趣,不再用以前的態度去面對,往後在路旁看到奇怪的岩石時,或許就會停下腳步來仔細的觀察。在南橫之旅中,印象最深的是採水晶,而且依生長地點的不同,採集的方式也不一樣,雙頭水晶就要在岩層的夾縫中尋找,而單頭水晶則是要在石英脈中的小洞找,幸運的是我也有挖到小小的水晶,算是不虛此行了。

鄭淑蓉:此次的南橫之旅,見到了許多之前在書本上學到的東西,最令我感到驚奇的是在實驗室中所看到的礦物岩石,與親身至自然界中觀察到的竟有如此大的差異。因此,在野外我們必須先依靠書本裡的知識做出初步的判斷,再加上實際觀察、敲打、滴鹽酸才能知道其岩性及組成;腦海中也需重新組合過課堂上學習到的地質概念,才能真正了解到底是何原因造就今日的景觀,令人不禁讚嘆大自然的力量真是宏偉啊!此次野外實習著實令我獲益良多,同時也真的是應驗了「讀萬卷書不如行萬里路」這句老話。原本至中山海資系修習這門課程的主要目的僅只是補修學分而已,沒預期到可以上得這麼有趣。這門地質學,充實!精采!獲益良多!

陳聖文:此次最感到興趣的就是枕狀岩流,證明了此地再以前的確有火山活動的跡象且不是在陸地上形成,而是為在海面,且可藉由其交接面的曲度,推斷出他的上下位置,也可藉由其所露出的位置,藉著結合地形圖和地質圖判斷岩層的走向,及所能觀察的位置本次另一個意外的收穫為單頭及雙頭水晶都有挖到。

張承容:這次實習,讓我們不只是只從課本上學習,還讓我們實地看,比上課只說理論還要有趣,並體會從野外來標定自己現在身處何方,該找什麼目標來標定,還蠻有趣的,但下次要去實習前要先練好腳力,不然一下下老師就走了好遠,還要用跑的追。

陳俊豪:野外實地堪測,由於我們是從地層的新到老逆向觀察過去,必須實地了解其地質背景,地層的立體結構,要充分了解,不能妄下定論,不然會造成不必要的誤差,如:視誤差。此外,礦物的觀察也必須觀察新鮮面,因為岩石的風化面性質往往跟原本性質不同,所以必須敲開直接觀察新鮮面。岩層走向大部分為 東北-西南方向,可能因為台灣位於歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊交會處,板塊擠壓下造成此現象發生。此外,我們也學到地質勘查所需的技術,如:定位、岩石觀察及分析,地層觀察及分析等等,這些都是實地觀察才能了解的。

張譽馨:此次野外實地堪測,不僅僅是把實習課所學的應用上去(如層態STRIKE跟DIP,硬度的測試,鹽酸的測試等等),也獲得一些野外的經驗 (如河流的左、右岸,以及許多岩石、岩態的形成),做地質學堪測不可太草率,有些地方有落石、懸崖的危險,要保持對大地與自然的尊敬,你尊敬他,相對的他也會對你好,因此可以看到許多不一樣且特殊的東西。由於我們台灣地處歐亞板塊及菲律賓板塊的交會處,也因此可以看到許許多多的地質,所以我[們要懷著感恩的心來面對我們的土地。

梅普開:一般我們開車或走路經過路邊,若有石頭山壁在旁邊,通常是不會讓我們駐足觀察的,但這次南橫野外考察之旅卻讓我們對各種石頭有了更深刻的認識,順向坡、枕狀岩流、鉛筆石,其實路邊的石頭也是千奇百怪的呢。我們徒步在南橫公路上行走,很多路過的車子都對我們一群人很感興趣呢,還會停下詢問我們在幹什麼,很有趣喔。走在南橫公路上,不禁讓人佩服當初開路的人們的辛苦,在這麼高海拔、如此陡峭的山壁上開出一條道路,有些道路為防止坍方還噴上一層水泥,其下方就是很深的河谷,若一個不小心摔下去可是會沒命的,其艱難程度可想而知,讓我對這些開路先鋒肅然起敬。

洪維明:之前上實驗課有提到台灣從西到東的地層是由新到老的地層,而去了南橫之後也發現很多地層的露頭的變質現象也是由低度變質的硬頁岩到高度變質的千枚岩,甚至在高中檢查哨的東北-西南延伸方向還有枕狀岩流的痕跡,表示火山與地層的運動是造成變質的主要因素。俗話說的好:讀萬卷書,不如行萬里路。野外實地勘查可以讓我們了解很多在課本上所不懂的疑問,也比較能了解一些專有名詞的真正意義與實際的應用。

資料來源:由92學年度選修『地質學實驗』的同學所提供
中山大學海洋資源系95級:
楊順清、林智鴻、賀囿華、王奕凡、梅普開、洪維明、林正隆、陳俊豪、陳聖文、張承容、張譽馨
南台科技大學研究生:
鄭淑蓉

助教:蔡憲璋
編輯:蔡憲璋(中山大學海洋資源所 )

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