台灣中北部軟弱岩層概述

本研究所採用之膠結不良砂岩材料，主要取自於新竹縣寶山鄉寶 山第二水庫壩址及其鄰近處，在地質年代上屬上新世至更新世之砂 岩。根據何春蓀(1987)(表 2. 1)對台灣整體之地層描述，說明台灣西部 麓山地區的岩層為上新世與更新世地層，屬於相當年輕的地層，其地 質年代分別為五百萬年至兩百萬年前，以及兩百萬年以內。上新世地

層大致以頁岩、粉砂岩、和砂岩的互層及少許的礫岩為代表。上新世 地層於台灣中北部比較具代表性的地層有卓蘭層，而上新-更新世地 層中主要砂岩分佈地層為頭嵙山層。上述地層形成均甚為年輕，因此 岩石強度普遍不高，本節針對台灣中北部軟弱岩層之卓蘭層以及頭嵙 山層，茲就何春蓀(1987)所彙整資料簡述如下：

1. 卓蘭層：分佈於西部麓山帶上，平均厚度約 2000 公尺，時代約為 上新世晚期至更新世早期，主要由砂岩、粉砂岩、泥岩和頁言之 互層組成。於此巨厚之碎屑沉積岩中，岩相變化劇烈，又缺少指 準層，因此難以再把卓蘭層細分為若干較明顯的岩段。砂岩通常 呈淺青灰色或淡灰色，顆粒較細並略含雲母質，厚度為數十公分 至兩公尺不等。有些較厚之砂岩可達到五公尺以上之厚度。砂岩 之種類有混濁砂岩(Graywacke)至亞混濁砂岩(Subgraywacke)等。頁 岩和泥岩呈現青灰色或暗灰色，一般層厚約在 20~50 公分之間，

也有較厚之頁岩層出現。由於砂岩和頁岩之抗風化能力不同，而 常在互層出露區域常形成單面山(cuesta)或豚背嶺(hogback ridge) 之地形。本層內具有偽層和波痕，顯示本地層大部分是淺水相之 沉積物，本層多含化石群為一重要特徵。卓蘭層內之砂岩層較鬆 軟，只有受到石灰質侵染之部分質地較堅硬。另外，本層之上部 夾有凸鏡體或薄層礫岩，而向上礫岩增加，就漸變為頭嵙山層，

兩地層中間並沒有明顯之沉積間斷和分界線。在野外製圖時，常 利用此一礫岩層作為卓蘭山層頂部或是頭嵙山層底部之指準層。

2. 頭嵙山層：頭嵙山層廣泛分佈於西部麓山帶中，時代為更新世早 期並整合在上新世卓蘭層之上面，於標準地點本層可分為上中下 三部分。下部層厚約 900 公尺，大多約為大部分由砂岩與頁岩夾 礫石層所組成，於砂岩內有漂木碎塊、海相化石和哺乳類化石同 時出現於本層，中部則是由砂、黏土和礫岩互層組成，含有淡水 與海相貝類化石，中部岩層唯一過渡帶，厚度約為 50~100 公尺之 間。上部岩層則以塊狀礫岩為主，夾有薄層砂岩，在砂岩中出現 交錯偽層，礫岩厚度在數百公尺以上。本地層大部分為礫岩相和 砂岩與頁岩相彼此漸變構成。礫岩相又可稱為火炎山相，砂岩與 頁岩相則可稱為香山相，兩者沒有一定上下層位之關係。台灣北 部頭嵙山層主要特徵為膠結疏鬆之砂頁岩互層，礫岩相較不發 達，一般只有少數礫岩相薄層夾於砂岩及泥岩之中，於北部多以 香山相為代表。頭嵙山層於新竹被稱為楊梅層，在苗栗縣稱為通 霄層，此兩層面皆為青灰色砂岩、粉砂岩和頁岩組成，而楊梅層 下部砂岩常夾有礫岩薄層。台灣中部和中南部頭嵙山層為良好發 育之礫岩相與砂頁岩互層相，通常礫岩相覆蓋於砂頁岩互層相。

表 2. 1 台灣西部麓山帶第三紀及更新世地層對比表(何春蓀，1986)