第191期(106年6月)│行政院人事行政總處公務人力發展中心發行
│發行人:城忠志

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國道六號轉臺十四甲線 地形考察紀 ....葉志杰 楊貴三

  本次實察從彰化沿著國道三號南下,再銜接入國道六號,至埔里後轉臺十四線,上到霧社;再轉臺十四甲線,經清境農場,到合歡山。所經過的地形區,包括臺中盆地、加里山山脈、雪山山脈、埔里盆地群、中央山脈。


一、臺中盆地
  首先探討的是,臺中盆地之成因、水系型態為何?烏日匯集大肚溪(烏溪)之眾多支流,形成「向心狀水系」,可知烏日地處臺中盆地最低窪之所在。地勢低窪就容易發生堆積,各河流從東側山脈中搬運砂石而下,在進入盆地處(谷口)逐步散開、堆積成沖積扇,從空中鳥瞰像把摺扇。
我們在野外,如何去辨認沖積扇?一般溪流的小沖積扇不難觀察;中等尺度可以從梯田,每一階才數十公分,算是間距很密的自然等高線;但大規模的沖積扇就得借重地形圖。等高線若為弧形,其有一圓心,就是扇頂,而等高線由密轉疏之處即為扇端。


  而臺中盆地上的沖積扇,又分為三:
  1. 臺中盆地北部:大甲溪古沖積扇,扇頂在豐原東北邊的埤頭。
  2. 臺中盆地中東部:太平聯合沖積扇,由大里溪數條支流所形成。
  3. 臺中盆地南部:烏溪沖積扇。國道三號就架築在烏溪沖積扇上,烏溪沖積扇又分南扇、北扇。南扇的扇頂在雙冬,於雙冬斷層崖下迤展開來;隨著沖積扇向西逐步擴展,還迫使貓羅溪河道偏西。之後,因為南邊地盤逐漸抬升,迫致烏溪流路逐漸往北遷移,轉以烏溪橋為扇頂,而扇端在烏日附近。因年代較新,比對1904年臺灣堡圖,尚可見網流河道發達,日本政府築起堤防、約束河川,防杜大洪水淹漫田園。如今雖平靜,但其仍屬於氾濫平原,如遇特大洪水,烏溪可能會恢復舊流路,那是大自然的慣性。


  國道三號銜接入國道六號,過了烏溪橋即進入丘陵區。烏溪北與大甲溪所夾地區為豐原丘陵,南迄濁水溪之間則是南投丘陵。車籠埔斷層正好通過烏溪橋附近,穿貫南、北側山麓。這塊丘陵地的地層,因為車籠埔斷層上盤抬升,年代較老的地層被抬高,再經侵蝕而露出。烏溪橋南側有一茄荖山,其矗立烏溪新、舊河道之間,屬於「腱狀丘」地形。同時,也是車籠埔斷層和東側背衝斷層(隘寮斷層)之間的地壘,偏東一點,可見「草屯河階群」(筆者也曾踏勘草屯河階群、九份二山,這部分另闢專文。)。


二、卓蘭層層階地形、雙冬九九尖峰
  國道六號北側丘陵的地層為砂頁岩互層的卓蘭層,該地層位於車籠埔斷層上盤,因抬升上衝而向東傾斜,經由差別風化侵蝕,地層傾斜約20度者,呈西陡東緩的單面山,地層傾斜約40度者,呈東西兩坡大致相等的豬背嶺地形,整體外觀似堆疊的骨牌,稱為「層階地形」。


卓蘭層層階地形


  至於「雙冬九九尖峰」,則是頭嵙山層火炎山礫岩惡地,滿布陡峭尖峰、峽谷、冷峻峭壁。臺灣其他礫岩惡地還有苗栗三義火炎山、高雄六龜十八羅漢山等。上面礫石層可細究礫石覆瓦排列,推知古水流的方向。溝谷出口處常可見「扇階」地形。扇階為河階之一種,常常發生在支流注入主流處堆積的沖積扇,經抬升切割而形成。扇階的地勢較高,不易被土石流覆蓋,較為安全,是聚落擇址所在;現生沖積扇就容易被土石流覆蓋,帶來災害。

雙冬九九尖峰

我們考察時可見掉落之礫石,部分因風化而破裂,完整者多含石英脈的變質砂岩,較為堅硬,其來自雪山山脈。

九二一震災之後,經過多年保護,雙冬九九尖峰植被良好,與苗栗三義火炎山相比,少見地層裸露。

 

  雙冬附近由高到低有3階河階,以第1階最寬廣,農田、聚落也最多。那麼,河階的階面寬窄所代表的意義為何?最可能的答案是,地盤穩定期較長,河流就往側面侵蝕,此致河床寬廣;後來,經地盤抬升,河流下切,才能保存較寬的階面;反之則窄。


  續向東行之地形景觀,北側為大橫屏山,乃豐原丘陵東緣小山脈,往南連接南投丘陵東緣的九份二山、集集大山,均呈單面山或豬背嶺地形。


  臺灣地形有其大規則,也是解讀地景的指引。菲律賓海板塊向西北擠壓、歐亞大陸板塊向東南擠壓,當前者力量較大,就會形成西陡東緩的「不對稱背斜」,如八卦台地。並且於「不對稱背斜」的西翼斷裂、錯位,形成逆斷層。有人形容,菲律賓海板塊上的呂宋島弧像部推土機,不斷向西北推擠,在歐亞大陸板塊東緣形成土堆,這土堆就是背斜(不對稱背斜)。


  目前臺灣中部最西側、最前緣、最年輕的逆斷層,就是彰化斷層,不對稱背斜頂部即八卦臺地。往東逐次為「車籠埔斷層」、「大茅埔-雙冬斷層」、「水長流-水裡坑斷層斷層」與「梨山斷層」,越東邊的斷層越老。


三、埔里盆地群
  烏溪支流南港溪與主流北港溪在國姓柑子林附近會合,東側有一「水長流-水裡坑斷層」。這是條重要的地層界線,其北部銜接屈尺斷層、南部銜接陳有蘭溪斷層,分開東邊的雪山山脈、玉山山脈和西邊的衝上斷層山地(或稱加里山山脈及阿里山山脈)。東行過此即進入雪山山脈,岩性屬於輕度變質岩。


  前文在豐原丘陵、南投丘陵所見的砂頁岩,越往東,地層越老,昔日當其深埋地下時,曾遭受高壓和高溫的影響,因此頁岩變成硬頁岩、板岩、千枚岩,砂岩變成變質砂岩、石英岩。亦即本次地形實察在武嶺所見的板岩,石門山、大禹嶺之千枚岩。


  南港溪發源於魚池盆地,流經埔里盆地,再會合眉溪,合力切開埔里盆地西緣,成為一「水口」(water gap)。埔里盆地西北側,可見中台禪寺所在階地受背斜活動影響而彎曲,中台禪寺附屬的普臺中學設校於背斜軸部,屬於第2階,其河階崖與烏溪平行。


  這段六號國道附近為眉溪的氾濫平原,築有堤防保護。再前行,見眉溪北側一南北向凹谷,那是水蛙窟向斜軸部所經,因較低窪而被切成河谷。更遠方是盆地西北部的大坪頂,屬於第1階,大多闢為果園種植百香果。由大坪頂的礫石覆瓦構造推斷,北港溪一度向南至西南流,注入埔里盆地。


  南望烏牛欄,屬於第3階,上面有考古遺址。這地名來自豐原,平埔族人遷至此建成聚落,仍命名為烏牛欄。盆地西南部的暨南大學,則是第1階,與大坪頂對比同一階。


  我們上到虎頭山飛行傘基地考察埔里盆地,其成因非常複雜。根據筆者等人對埔里盆地地形演育的研究,將其區分為5個階段。而埔里盆地群的成因,共有5類說法,其中,第5種說法為「近東西方向擠壓,近南北方向拉張而形成的地塹或半地塹盆地」,但南北方向拉張的地形證據不明顯,有待進一步研究。


  台灣河階面如有紅土,指示其年代約3萬年以上。若有斷層切過河階,產生斷層崖等地形,則代表該斷層的年代於河階形成之後,而由一地之地形特徵,可以推斷此地地殼變動與河流等外部力量的交互作用。比如埔里盆地的地形面,北部者向東及南傾動,西南部者向東撓曲,代表埔里盆地西北部地盤抬升量較東南部為大,故西北部形成較高的地形面,反觀東南部則因埋積作用而闕如。盆地西北部上頭的背斜、向斜、線形等活動構造走向多為北北東,且背斜東翼較陡,顯示更新世晚期埔里盆地可能受「西北-東南向」的應力擠壓所致。

由埔里飛行傘基地眺望埔里盆地。照片中央遠(西)方為盆地的水口,南港溪由此切開盆緣而西流;右前方,由遠而近依序為大橫屏山山脈、三角坪(第1階)及臺糖赤崁頂農場(第2階)等階地;左前方為集集大山山脈及外大坪、暨南大學與水(均為第1階)等階地。

埔里飛行傘基地東南望,缺口為南港溪切開魚池盆地北緣所形成的峽谷,其前方為南港溪及其支流東埔溪之聯合沖積扇。

 

四、人止關
  過了埔里,我們轉行臺十四甲線,先來到南港溪支流眉溪所經的人止關。
眉溪發源於清境農場西北方,與北港溪支流之合水溪呈谷中分水,向南南西流,為中央線形之一段。在霧社西南方轉向西流,切穿眉溪砂岩,形成橫谷地形。人止關之名的緣由,可能是族群關係及地形因素。因此地地勢險要,又近原住民地域的漢番界線,而有警告漢人止步之意。但我們遍查清代文獻,並無人止關之紀錄,可能係因地處原住民地域,那時大清官府對原住民所知有限。


  眉溪砂岩分布在南投縣雪山、玉山兩山脈之東緣,年代為始新世與漸新世之間,約3,660萬年前,其標準地就在人止關。本層頂部有一層厚1-5公尺的石英礫岩狀砂岩,含有米粒大小的石英礫,並常夾有貝類化石,砂岩多具泥質,此為眉溪砂岩的重要特徵。


五、霧社
  從衛星影像,可以看出霧社往南沿著濁水溪的河谷,經過八通關、荖濃溪,銜接屏東平原東側的潮州斷層;往北沿著眉溪、北港溪與大甲溪上游及蘭陽溪河谷。這整條明顯的線形,林朝棨教授稱之為「中央構造線」,可能是條很大的斷層線,分開東邊的中央山脈,與西邊的雪山、玉山山脈。何春蓀教授也把宜蘭到八通關這段稱為「梨山斷層」,但地質圖多未標示該斷層,僅在宜蘭蘭陽溪河谷附近畫「牛鬥斷層」,在眉溪至北港溪的一段,另稱眉溪斷層。所以,筆者改稱「中央線形」。過了中央線形,以東就進入中央山脈,它是臺灣主要的分水嶺,地居臺灣島中央偏東處。


  日治時期,日人富田芳郎提出霧社可能是河川襲奪所造成的風口。但是,怎麼襲奪?到底是濁水溪襲奪眉溪上游,還是眉溪襲奪濁水溪上游?風口處有沒有指示河流流過的礫石層?河川流向、改向…等等,都缺乏明確證據,尚需進一步研究。


霧社風口的濁水溪、眉溪河川襲奪的可能現象。
(上)眉溪襲奪濁水溪,(下)濁水溪襲奪眉溪。

霧社為眉溪與濁水溪之分水嶺,也是鞍部,其南側有堅硬岩層所形成之峽谷,霧社水庫(萬大水庫) 又稱碧湖,即利用此築壩蓄水而成。其興建於日昭和14年(1939),二次大戰期間因戰事而停工,民國48年(1959)興建完成。

霧社水庫總容量1億4,600萬立方公尺,估計壽命為56年。主要功能為調節日月潭水量,增加下游發電廠的發電力,但水庫淤沙卻不斷增加。

  目前淤積情況嚴重,今淤積率超過68.5%,居全國各大水庫之冠。解決方法大致有二:
  1. 減少泥沙來源:霧社水庫淤沙的來源主要是集水區的自然崩塌,次為人為的土地超限利用。如何防杜是未來研究的課題。
  2. 清除水庫淤沙:若利用卡車清淤,運量小而曠日廢時,運次多且造成揚塵,還有淤沙堆置地點等都是問題。另有人提出蓄清水、排渾水、抽沙、排沙隧道等工程方式解決,石門水庫就有這工程,可資參考。


六、春陽離堆丘
  濁水溪在霧社以上呈連續峽谷,河階地窄促,廬山溫泉、春陽溫泉均有低位河階5階。


  春陽有舊谷之殘址,比高約200公尺,似為切斷曲流之舊流路,台14線即穿此而過。春陽之小山(花崗山)與舊河谷比高120公尺,似切斷曲流所形成之離堆丘。本丘最高點高度1,340公尺,與現河谷比高330公尺,係臺灣離堆丘中之最高者。春陽、頂春陽、下春陽、櫻山等4個村落,均分布於該離堆丘北側之舊河道附近。

濁水溪與舊河道、春陽離堆丘

春陽離堆丘

七、武嶺與冰河地形

合歡尖山係冰河造成之角峰地形

  沿臺十四甲公路往東北,海拔漸漸升高,沿途有清境農場、梅峰、翠峰、鳶峰、昆陽等地,抵達海拔3,275公尺的武嶺,是臺灣公路最高點,也是濁水溪與大甲溪支流合歡溪的分水嶺。


  中央山脈主分水嶺線因兩側順向河之向源侵蝕與襲奪,稜線彎曲,分水嶺由侵蝕力強者向弱者移動。而鞍部為兩山之間的低窪處,岩層較脆弱,或可能有斷層、節理通過,容易被侵蝕而形成。克難關即為奇萊山斷層通過,加上東側立霧溪向源侵蝕力較西側大甲溪支流合歡溪為強,可見立霧溪面坡度陡峭、合歡溪面坡度則稍緩,分水嶺逐漸向西移動,不斷崩塌。而在崩崖上方的石門山北端,產生長數十公尺的張力裂縫,危及該處步道的安全。公路正好循此缺口通過,風勢常很強勁。

武嶺旁板岩

武嶺(中左)、合歡東峰(前)及合歡主峰(後)之間圍繞著合歡1號冰斗

 

  武嶺之地層為中新世廬山層,岩性包括板岩及薄砂岩、板岩互層,劈理發達。武嶺停車場闢建之時,切挖其山腹地帶,導致邊坡地層裸露,曝露在高山氣候的凍裂等風化作用之下。冬季白天溫度升高、冰雪溶化,水滲入岩層裂縫;到了夜間,水因結冰、體積膨脹而致裂縫擴大,岩層碎裂滑落,因此成土不易,植物難以生長。而崩落的板岩岩屑則堆積於坡腳,極易觀察。


  合歡山區有3個冰斗及2個角峰等冰河地形。冰斗地形類似太師椅(三面高、前有一開口),為由較厚的冰不斷侵蝕而形成的窪地,日文稱「圈谷」,武嶺與合歡主峰、東峰之間的窪地稱合歡1號冰斗,即為典型的冰斗。角峰乃三個以上的冰斗侵蝕後殘餘的部分,狀如金字塔,合歡尖山與合歡東峰即是。

合歡山區冰河地形分布圖
資料來源:楊建夫2009〈雪山及合歡山的冰川地貌〉,《地質》28(2):52-55。

合歡尖山(角峰)

  臺灣冰河的研究,肇始於日治時期鹿野忠雄。到了戰後國府時期,部分學者認為那些冰斗並非冰河造成,而是河流向源侵蝕所造成,於是冰斗研究沉寂一段時日。後來,楊建夫先生進行高山研究時,有了新發現及定年資料,才確立冰河來過臺灣。依其理論雪線分析,臺灣地區末次冰期晚期(3-1萬年前)的理論雪線高度為3,595公尺,雪山、玉山等超過3,600公尺的高山都可能有冰河;末次冰期早期(6-4萬年前)理論雪線高度則為3,095-2,595公尺,若不考慮地盤上升速率,則臺灣當時3,000公尺以上的山地都被冰雪所覆蓋。而合歡山的冰河應屬於末次冰期早期,末次冰期海平面曾經比現在低了140公尺,對照今臺灣海峽平均深度僅約100公尺,可知那時臺灣海峽是乾涸的。


七、合歡群山
  根據羅偉、羅偉等人指出,合歡群峰東南側為緩起伏山坡,坡面和劈理面大略一致,造成合歡主峰、東峰、石門山、北合歡山等,呈東傾之單面山層階地形,山形彷如鋸齒狀。又因高山遮蔽少而風勢強勁,使得低伏淺綠色的玉山箭竹林與高大如墨色的臺灣冷杉林,兩者疆界嚴明。且,又以玉山箭竹根莖部的擴張地盤,最為凶狠,其它高山植物只好窩據畸零地。加上合歡群山長年氣溫偏低、岩屑貧瘠,欲適應此氣候生存,就得把握夏季晝陽。


  高山植物約從4月底陸續盛開,依時序是玉山杜鵑、臺灣高山杜鵑,緊接著是各種低矮的草花,包括高山沙參、玉山佛甲草、玉山龍膽等,6-8月是最高峰,生命週期短促。在這裡,紫外線格外強烈,一方面抑制了植物莖的成長,加上高山風剪效應,身形矮小;另一方面,反倒促使了花青素、花黃素合成,花色豔麗,有助於吸引昆蟲吸蜜、授粉。在惡劣生態環境下,植物花期短、蜜源稀、昆蟲少,鳥類就不多見了,物種單調。

金翼白眉,合歡山區等台灣高山常見鳥類。

較易觀察的留鳥,就屬金翼白眉、酒紅朱雀,在武嶺停車場、公路旁常見其身影,不畏人聲。到了黃昏,黃鼠狼出沒在松雪樓周邊,攫食人類食物殘渣,這些無疑都是生態警訊。

合歡山單面山的緩坡,上部風大,生長箭竹;下部風小,生長杉木。

小奇萊林道,對望奇萊連峰,沿途為箭竹林。

  高山沙參

參考文獻
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2. 石再添、鄧國雄、楊貴三等,2008《地學通論(自然地理概論)》,臺北:吉歐文教。
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4. 楊貴三、沈淑敏,2010《臺灣全志落髐G舅g地志蒂a形篇》,南投:國史館臺灣文獻館。
5. 楊貴三、張瑞津、沈淑敏、石同生等,〈埔里盆地的地形面、活動構造與地形演育〉,《地理研究》,46期(2007年5月)。
6. 楊建夫,2001《臺灣的山脈》臺北:遠足文化。
7. 楊建夫,2009〈雪山及合歡山的冰川地貌〉,《地質》28(2):52-55。
8. 羅偉、楊昭男,2002《五萬分之一臺灣地質圖說明書-霧社》26號,臺北:經濟部中央地質調查所。

楊貴三(國立彰化師範大學地理學系退休教授)
葉志杰(社團法人臺灣史研究會祕書長)

 

 

 
民國86年1月創刊,95年2月改版為電子版  
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