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主題文章
地質篇 (十五)
東澳的古老岩石
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文/圖:江協堂(國立宜蘭大學講師)
         岩石分成火成岩、沈積岩和變質岩三大類,其中變質岩是岩石因地殼移動而被擠壓、深埋到地底下後,在高溫高壓下,其內部的礦物重新再結晶而產生的,因此一般變質度越高,表示被埋藏越深,其形成的年代也就越久遠。

         翻開台灣的地質圖,我們可以發現高度的變質岩區都分佈在東部的宜蘭、花蓮、台東,從蘇澳往南到南澳一帶,岩石從變質度較輕的板岩,慢慢變成變質度較高的片岩、片麻岩等,顯示東澳、南澳附近的岩石年代非常久遠,由化石的研究資料發現,東澳最古老的岩石(也是台灣最古老的岩石)年齡約在古生代晚期至中生
代(約二億年前)。
         
         在東澳里到粉鳥林漁港一帶的海邊,沿水泥舖面車道,一邊是美麗的沙灘,一邊是裸露的岩層,這裡是觀察高度變質岩的最佳場所之一,在這長約1.5公里的海岸岩層,其所組成的岩石主要為角閃岩和片岩,這些岩石曾被埋在地下十餘公里深,溫度達4、500度C以上,在這種高壓高溫環境下,岩石本身不但產生變質作用,其內部也有其他岩漿的入侵,因此在岩層中常見到許多岩漿冷卻後的岩脈,這些岩石原本位在暗無天日的地底下,後經板塊的碰撞擠壓作用,才被抬升至地表,重見光明。
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交通及地理位置
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展示照片
圖1 東澳灣的地理位置
 
         走蘇花公路台9線,由蘇澳南下進入東澳後,在唯一的紅綠燈路口左轉往海邊方向,約800公尺後即到達海邊(圖1),這裡就是以靜謐出名的東澳灣。

         東澳灣位於蘇澳南方,南北邊各以烏石鼻和烏岩角為界,整個灣口南北寬約5公里,東西寬約3公里,從蘇澳沿蘇花公路往南行約15公里即可到達東澳灣,在到達東澳灣前,於蘇花公路旁有一寬闊的空地(北緯24°31’43.8,東經121°51’36.4),是眺望整個東澳灣最佳的地點(圖2)。

         東澳灣潔淨湛藍的天空,與海水的深藍像是一系列寒色顏料彩繪出的作品,偶而有幾朵白雲圍繞在南邊海
拔1000公尺的源頭山山頭,或者橫亙在天空與海水之間,彷彿為了平衡這幅圖畫的色調而存在著,海水的顏色在沈靜中是深藍的,但在浪花翻滾的季節卻像是不小心打翻了的白色顏料,在藍色的畫布上肆意流竄,如咖啡中特調的鮮奶圖樣,這流動的白紋色帶是海水中懸浮的碳酸岩顆粒,細粒的白色碳酸岩泥沙平時都沈睡在海底,只有聽到浪花的呼喚才會「起舞弄清影」。

         前往東澳灣除了開車較方便外,亦可搭北迴線火車在東澳火車站下車,走蘇花公路,再沿上述路線到東澳灣,從東澳火車站到東澳灣距離約1.2公里,東澳灣海邊的便道(可行車)至盡頭的粉鳥林漁港約1.5公里,便道旁的海岸即可觀察到東澳最古老的岩石-角閃岩。
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古老的岩石
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展示照片
圖3 東澳的地質圖。東澳灣的岩性大都為片岩、角山岩和片麻岩,變質度由北往南慢慢升高,組成烏石鼻的源頭山片麻岩是花崗岩漿入侵的巨大岩脈

         本區地質分類上屬於大南澳片岩區,主要的岩石為東澳片岩、楓樹山角閃岩和源頭山片麻岩(圖3),岩石被深埋在地下後,經高溫高壓作用,其內部的礦物會重新結晶而形成其他新礦物,由新礦物組成的岩石稱為變質岩。

         在具有主應力(壓力不是均勻的來自四面八方,而是集中在某一方向)的高壓還境下,礦物晶體的排列方向會垂直主應力的方向,而造成礦物呈層狀分佈,這種層狀組織構造稱為葉理,變質度越高,壓力越大,其葉理構造越發達,因此依葉理的發達程度可將變質岩由低度至高度分成硬頁岩、板岩、片岩、片麻岩,若礦物本身的葉理不發達如石英、石灰岩等,則變質後就形成塊狀的石英岩、大理岩等。

         從蘇澳到東澳一帶的岩石,我們可發現蘇澳係以板岩為主,到了東澳,岩石以片岩為主,變質度越往南越高,岩石的年齡也越來越老,台灣最老的岩石就是在東澳和南澳一帶的角閃石片岩,年齡可能超二億年以上。
         東澳灣上的岩石以東澳片岩為主,東澳片岩主要由石墨片岩組成(圖4),另含有角閃岩、石英雲母片岩和綠泥石片岩,分佈的範圍北從烏岩角,南至粉鳥林漁港北邊約1公里處,石墨片岩外觀顏色偏暗,偶而夾雜
白色的石英岩以及綠色的綠泥石片岩,其片理甚為發達,具金屬光澤,在陽光照射下有光亮的反射,岩石質地較一般片岩稍軟,用鐵鎚敲擊後成薄片狀。
 
展示照片
圖4 黑色的石墨片岩(圓圈)。偶而夾雜白色的石英岩(箭頭)或是綠色的綠泥石片岩(矩形)
 
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圖5 蘇花公路海岸上開採大理岩的礦場(箭頭處)
 
         東澳片岩層中有大理岩和角閃岩兩個大夾層,大理岩又稱變質石灰岩,岩石顏色偏淡,呈塊狀,葉理不發達,主要的礦物組成為碳酸鈣,可提煉出氧化鈣,是水泥的重要原料,國內重要的水泥廠都設在東部地區,就是因為此處含有大量的大理岩,可就地取得原料,減少成本支出,本區在九宮里的海岸邊,即有業者開採大理岩(圖5),東澳車站旁亦有一家知名的水泥公司在此設廠,另外,在更南邊的和平以及太魯閣也都有重要的水泥廠設立。

         東澳灣的南側海岸,從東澳里到粉鳥林長約1.5公里的海岸,有東澳片岩和變質度較高的角閃岩(圖6),角閃岩中含大量的角閃石(圖7),根據礦物學的研究,角閃岩變質前的原來岩石可能為玄武岩,而變質的次數可能有好幾個時期,暗示地殼是持續不斷的變動,其變質環境的溫度大約550-650℃,壓力約5000大氣壓,
由變質所需的壓力推估其發生變質作用的深度約在地底下15-20公里之間。

         在高溫高壓下,岩石本身呈塑性狀態,受到不均等壓力的推擠,容易使岩層產生高度彎曲摺皺的流紋構造,因此在角閃岩片岩區常可見岩層被拉張和彎曲的現象,著名的太魯閣峽谷分佈非常多這種彎曲地層的片岩,美麗的地層紋路,每年都吸引非常多的遊客前來觀賞。

         在地下深處,通常岩漿也距離不遠,炙熱的岩漿向上推升,容易入侵深部的岩層形成花崗岩脈或玄武岩脈,這些岩脈受變質作用,常形成變質度非常高的片麻岩,在粉鳥林漁港南方的烏石鼻為源頭山片麻岩,該岩石即是花崗岩入侵所生成的花崗片麻岩。

展示照片
圖6 位於東澳里到粉鳥林漁港之間海岸旁的角閃岩
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圖7 角閃岩中的長條狀角閃石(原子筆筆頭處的黑色長條礦物)
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礦產

         源頭山片麻岩中常含有許多不規則或凸鏡狀的偉晶花崗岩脈,平均寬度0.5至1公尺,長度約30至50公尺,這種岩脈的礦物結晶顆粒很大,晶體長度可長達數公分,民國40年代曾因探勘鈾礦而發現約160個偉晶花崗岩脈,可惜這些岩脈中的鈾礦均無經濟價值,另岩脈中也富含雲母和長石,粉鳥林的山區早期曾開採過雲母礦,據當地耆老表示,雲母的大小可達20公分,一般常見的大小則僅約1-2公分(圖8)。雲母和鈾礦可作為軍事工業原料,是早期探礦的主要目標之一,現已不再探勘。
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         目前重要的礦產除將堅硬的花崗岩壓碎做成鋪設道路的級配外,以大理岩的開採最為重要,大理岩是水泥的主要原料,台灣東部山區蘊藏大量的大理岩,今日台灣的水泥廠幾乎都分佈宜蘭的南邊至花蓮的北邊,雖然水泥廠對環境污染較大,但這些大理岩煉製成的水泥卻是一、二十年前促進台灣繁榮、創造經濟奇蹟的幕後功臣之一,現今的水泥廠大都會注重減少對環境的衝擊,如何學習在經濟與環保之間取得平衡,是最近人類文明發展的重要課題,只有兩者兼顧,人們才能在優質的環境中享受富裕的生活。
 
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圖8 偉晶花崗岩中的白雲母(銅幣左下方片狀礦物)
 
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