台灣雪山山脈北段及其他四個地點磷灰石核飛跡定年研究

Abstract

核飛跡的保存幾乎只受熱作用影響，而構造運動又多伴隨著熱作用，故對於研究熱歷史與構造運動為有用的方法。為探討台灣造山帶抬升後期地殼之冷卻與抬升等與構造運動有關的熱歷史，本研究利用磷灰石封存溫度 (約135℃)較鋯石低的特性，採取台灣雪山山脈北段之砂岩與變質砂岩標本共十九個、瑞穗地區中央山脈之角閃岩與藍閃石片岩、海岸山脈水璉村的水璉礫岩內之大礫石及屏東縣石門層之輝長岩標本各一個作磷灰石核飛跡定年。完成定年者計有雪山山脈北段六個標本、瑞穗中央山脈的角閃岩、海岸山脈的水璉礫岩內的變質砂岩礫及屏東縣石門層之輝長岩。 結果顯示各標本磷灰石鈾濃度大致都高於10 ppm，均勻度介於59 ∼ 91 %。磷灰石核飛跡皆受蓬萊運動熱事件而完全癒合。雪山山脈北段磷灰石核飛跡年代有愈北、愈西邊年代愈老的趨勢，與變質度的變化趨勢一致。比較雪山山脈北段與中央山脈北段的冷卻歷史，暗示雪山山脈近期的抬升速度確實低於中央山脈。現今中央山脈瑞穗地區的角閃岩與海岸山脈水璉村的水璉礫岩內變質砂岩礫沈積前之磷灰石冷卻年代相近(分別為0.7 Ma與0.5 Ma)，證實4 Ma以來中央山脈的剝蝕/冷卻速率沒有顯著變化。 雪山山脈北段完全癒合年代介於0.6 Ma ∼ 4.6Ma，地殼抬升速率0.66∼4.64 mm/ yr。自4.6 Ma以來平均上升速率從0.6 mm/ yr至1.0 Ma以來平均上升速率為2.8 mm/ yr，0.6 Ma以來平均上升速率更高達4.6 mm/ yr。表示早第四紀以來台灣北部受蓬萊造山運動影響導致後期抬升速率加快。進入晚第四紀以來雪山山脈北段抬升速率小於2.4 mm/ yr。此抬升速率減慢，可能與琉球島弧隱沒作用的西侵，使得北部山脈應力由壓縮轉為伸張，進而下陷產生正斷層有關。 恆春半島屏東縣石門村石門層中輝長岩的磷灰石核飛跡年代年輕於地層年代，且前人研究台灣南端弧陸碰撞的年代必須至少在7∼11 Ma以前。表示7∼11 Ma以前台灣南端開始被深埋而使磷灰石核飛跡完全癒合。台灣南端雖已進入造山活動初期，但抬升速率仍比代表造山後期的雪山山脈北段慢。