黄正清
（福建省地质遥感中心，福州350011）
摘要：台湾省位于我国沿海大陆架的东南缘，欧亚大陆板块与菲律宾海板块的结合带上，主要出露新生代的第三系地层，并有少量的火山岩体分布。这些地质特征在我国东部是一特殊的地质构造现象，其地层岩性、构造、火山机构等特征在卫星遥感影像图上均反映出特别的影像特征。通过对这些影像特征的深入研究，可进一步了解该地区的地层结构变化、沉积建造特点、板块构造活动规律及岩浆侵入特征等。
关键词：台湾省；地质；遥感；影像特征
台湾省位于我国大陆架东南缘，东临太平洋，西隔台湾海峡与福建省相望，南临巴士海峡，北濒东海。本岛境内山岭耸峙，地势险峻，中部与东部多高山和丘陵，西部为平原。山地面积约30％，丘陵约40％，平原约30％。玉山山脉主峰海拔3952m，为我国东部最高山峰，亦居太平洋西缘岛屿高山之冠。主要山脉自东向西有海岸山脉、中央山脉、雪山山脉、玉山山脉及阿里山山脉，它们均呈北北东方向展布。中央山脉为台湾岛的主干山脉，有“台湾屋脊”之称。脊岭偏东，是纵贯全岛的分水岭，并将全岛分为东陡西缓2个不对称的地貌单元。在地质构造上，台湾省属西太平洋岛弧活动带的一部分，是中国境内中、新生代地壳运动最为活跃的地带。全岛位于欧亚大陆板块和菲律宾海板块的结合带上，西部是大陆板块，东部属于菲律宾海板块。两个板块在第三纪末期互相接近而发生弧陆碰撞，原来分隔两板块的海沟关闭；这就是台湾最重要也是范围最广泛的构造运动，两板块拼接形成缝合线，就是现今的台东纵谷。
1 地质特征
台湾省以广布新生代地层为特征，有前第三系、第三系和第四系地层，主要地层均呈北北东向狭长带状展布。
前第三系分布在中央山脉东斜坡，为一套巨厚的变质混杂岩，含有来自洋壳的镁铁质－超镁铁质岩类。第三系是台湾省的主要地层，在不同地层区具有不同的岩性、岩相、含矿性和地质发展史等特征；中央山脉西部亚区的第三系为一套厚度巨大的海相碎屑岩建，岩性主要为泥质板岩、板岩、千枚岩和变质砂岩等，西部山麓亚区的第三系是一套由砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩夹煤和玄武质火山碎屑岩等组成的碎屑岩地层，东部海岸山脉区的第三系为一套以火山岩、含有火山物质的沉积岩、浊流作用造成的碎屑沉积岩及缺乏层理的混杂岩为特征的海相沉积地层。第四系更新统地层大部分以台地堆积层为代表，并由砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩或泥岩等组成；全新统由多种成因类型的松散砂、砾石、泥、粘土，及少量珊瑚礁等组成。
台湾省的地质发展和演化，经历有3次重要的板块构造运动：第一次在中生代早－中期，形成太鲁阁杂岩带；第二次在中生代晚期，形成玉里杂岩带；第三次在新生代，表现在大陆与岛弧的碰撞，这是台湾最重要也是范围最广泛的构造运动，它奠定了现今台湾岛的基本轮廓；东部为海岸山脉地体（属菲律宾海板块），其西的欧亚大陆板块部分又进一步以屈尺—潮州断裂为界划分为中央山脉地体和台湾西部地体。
图1 台湾省地层分区图（据《台湾省区域地质志》，1991）
台湾省位于新生代环太平洋火山带，岩浆活动以火山喷发为主。火山喷发类型以中心式为主，局部为裂隙式，主要岩性是玄武岩和安山岩及安山质火山碎屑岩。岩浆侵入活动较弱，局部有钙碱性岩浆侵入。
台湾省变质作用普遍，变质岩系有较广泛的分布。变质岩主要分布在中央山脉，其东翼出露前第三纪变质岩，通称大南澳片岩；其西翼和雪山山脉由板岩、千枚岩、泥质板岩组成，俗称板岩系，而海岸山脉为轻微变质的火山岩。
2 遥感影像特征
台湾省卫星（TM）遥感影像图，宏观、清楚地显示了台湾本岛的地形、地貌、植被等景观。这些地形、地貌特征均为地质岩性、构造活动的产物。
2.1 地层、岩性的影像特征
台湾本岛以新生代地层为主，分为3大类岩层：前第三系变质岩、第三系浅变质沉积岩和第四系正常沉积地层。
2.1.1 前第三系地层
该套地层由片岩、大理岩和片麻岩为主的中等程度变质岩，在TM453影像图（图2）上反映为：
（1）地貌特征和花纹图案显得比较均一，颜色为棕褐色，色调也比较均匀。在中央山脉的东侧其色调往往较第三系地层更深一些。
（2）片理、劈理明显，呈定向排列，片理、节理明显控制着水系和沟谷的发育。水系形态以树枝状、羽毛状为主。
（3）片岩常形成陡倾的层态和波状纹理，菱形、线形构造明显，片理往往构成一组大体平行的密集细纹。
（4）大理岩多呈浑圆形山脊，影像色调比周围较浅一些。
（5）片麻岩多形成陡峻或低矮的岗峦，角状－树枝状水系。
图2 前第三系长春片岩影像图（TM453）
2.1.2 第三系地层
台湾岛上的第三系地层在不同的地段为不同的岩性，因此就显示为不同的遥感影像特征。
（1）在台湾岛最东部的海岸山脉带，第三系地层以火山岩、含有火山物质的碎屑沉积岩及混杂岩等。都峦山组火山集块岩的影像特征（图3）表现为：明显突出的正地形地貌，影像上纹理较粗，节理发育但无明显的规律走向。利吉组和大港口组泥岩、粉砂岩表现为平缓的负地形地貌特征，在影像图上纹理较细，线性构造和节理相对发育，其色调比第四系地层较深，又比都峦山组地层略浅。
（2）位于中央山脉西部亚区第三系地层以沉积变质的泥质板岩、板岩、千枚岩和变质砂岩为主。该套地层由上而下变质程度逐惭增强，岩石的坚硬程度也随之增加；因此第三系最底部的毕禄山组地层因其变质程度高、抗风化能力强、岩石坚硬，是构成中央山脉山脊的主要岩性地层；在TM453假彩色影像图上呈深褐色，在山脊部位缺乏植被覆盖而呈灰黄色斑；其总体色调较周围地层深，
发育树枝状水系。第三系地层抗风化能力较强的还有达见组硬砂岩、西村组板岩及千枚岩、四棱组石英砂岩等，它们是构成玉山山脉和雪山山脉山脊的主要岩石地层，在TM453影像图上（图4）呈深褐－棕褐色，山脊处呈灰黄色斑，节理发育，多构成高山峻岭，影像纹理较粗，呈密棱角状、鳞片状、栉状和梳状纹形；发育不规则的格网状、树枝状水系。
（3）西部山麓亚区的第三系地层为一套正常沉积碎屑岩，在TM453假彩色影像图（图5）上呈浅棕色－黄褐色，层理明显，节理发育。在砂岩地区，如五指山组、三峡群砂岩地层在影像图上表现为中等陡峻山岭地貌，构成海拔较低的阿里山脉，发育树枝状水系。绵水组的页岩在影像图上呈现的色调更浅，通常为黄褐色，地貌上呈波状起伏的岗丘状，处于负地形洼地，树枝状水系发育且稠密。卓兰组细砂岩在影像图上呈浅黄绿色，色调比绵水组页岩更浅，构成低缓浑圆丘陵地貌，位于低洼地带。
图3 台湾省东部海岸山脉带第三系地层影像图（TM453）
图4 中央山脉西部第三系地层影像图（TM453）
2.1.3 第四系
（1）第四系更新统地层的岩性与西部山麓亚区的第三系地层岩性相近，其影像特征也极为相似；由于时代较新，在影像图上显示的色调也更浅，层理更清晰，地貌上显示为平缓起伏，发育一些低平山丘。
图5 西部山麓区第三系地层影像图（TM453）
（2）更新世火山岩在影像图上显示为浅褐色、绳状流动结构；在地貌上呈凸起的正地形，山顶处有环形构造，水系呈放射状、树枝状。
（3）第四系全新统松散沉积物在影像图上的不同地区因为土地利用类别的不同表现为各自特有的花纹图案，其A色变化较大。
3.2 线性影像特征
受断裂构造的影响，台湾岛的线性影像（带）特别发育。
（1）台东纵谷线性影像带（图6）：位于台湾岛的东部花莲至台东一线，是全岛最大的沟谷，两条水流方向相反但走向同为北北东向的河流分布其中，沟谷两侧均为波度较大的山地，而且两侧山脊的走向也与沟谷的走向相似。沟谷中覆盖的是第四系全新统和上更新统的松散沉积物，沟谷东侧出露第三系上新统的利吉组巨厚层泥岩、大港口组砾岩和粉砂岩及都峦山组安山集块岩，西侧则出露前第三系的变质岩；因此在影像图上沟谷显示为特有的花纹图案，沟谷东侧的影像纹理与西侧明显不同。
（2）曲尺—潮州线性影像带：位于台湾岛的中部，从宜兰的曲尺至屏东的潮州一线，总体为北北东，与台湾岛的西海岸线相仿呈向西北凸出的弧形。从影像图上可以看出，不同流向的河流在该影像带上大致呈线性排列，而且延伸较长；该线性影像带两侧的影像图具有明显不同的特征，东侧色调较深，纹理较均匀，地貌上高山较多，山脊较连续；西侧总体色调较浅，纹理变化大，地形起伏较大，山脊不连续。在屏东峡谷东侧，第四系全新统覆盖的平原地带与第三系变质岩形成的山地有一明显的南北向直线分界线。
（3）台北—新竹线性影像带：位于台湾岛北部，由岛的北端金瓜石至竹东一带，从影像图上可以看出，该地区发育有数条走向为北东向的平行水系和山脊，影像上的纹理也呈波状起伏的北东向定向排列。
图6 台东纵谷卫星遥感影像图
3.3 环形影像特征
（1）大屯山环形影像区为一火山机构群，位于台湾本岛的最北端。从竹子山—大屯山—七星山—五指山组成的半环状山脊是本区最大环形构造；该地区的水系以大屯山为中心向四周呈放射状分布，大屯山的顶部发育有小圆形洼地；说明大屯山是一座规模较大的火山机构。在大屯山的周围还有竹子山、莱公坑山、面天山、磺嘴山等数处相类似的环形火山机构，组成该地区的火山群。
（2）观音山环形影像区，位于台北淡水河南面。区内最高峰为观音山，水系呈放射状，山体呈环状；其周围还有数处小的环形构造。该区可能也是大屯山火山群的一部分。
（3）金瓜石环形影像区，位于金瓜石的瑞滨—草山一带。山体呈圆锥状、放射状水系为这些环形构造的影像特征。
3.4 褶皱构造的影像特征
台湾岛是我国出露新生代第三纪地层最好的地区之一，尤其是晚第三纪地层，受变质作用最好，岩层的自然特征保存完整。沉积岩因其各层岩性不同，软硬相间，抗风化能力强弱有别，在影像图上层理反映明显。褶皱构造的影像特征正是经过扭曲后的沉积岩层理在遥感影像图上的反映；如苗栗的虎山一带的影像图（图7）具有如下特征：
（1）呈现出椭圆状、环状、弧状、之字形状等不同色调条带（纹）的影像。
（2）显示对称或大致对称的分布的地貌、裂隙纹形、色调、水文网及图案等。
4 结束语
台湾岛处于欧亚大陆板块与菲律宾板块的结合带上，台东纵谷是两板块拼接形成的缝合线，因此其地理位置、地质特征和遥感影像特征都具有鲜明的特色；大面积出露的第三系地层在我国东南沿海地区是不多见的。研究和分析台湾省的地层、构造、岩浆岩和变质岩的遥感影像特征及解译标志，可以进一步了解和掌握该地区的地层结构变化、沉积建造特点、板块构造活动规律及岩浆侵入特征等。对于研究台湾省的构造、工程地质特征及地质成矿规律等都具有重要的意义。
图7 虎山一带的背斜构造影像图
参考文献
［1］福建省地质矿产局.台湾省区域地质志.北京：地质出版社，1991
［2］何春荪.台湾地质概况（台湾地质图说明书）.台湾“经济部”，1986
［3］朱亮璞.遥感地质学.北京：地质出版社，1994
［4］卓宝熙.工程地质遥感判释与应用.北京：中国铁道出版社，2002
［5］林朝荣等.台湾省通志稿，巻四，经济志，矿业篇.台湾省文献委员会，1960
The Remote Sensing Geological Characteristics in Taiwan Province
Huang Zhengqing
(Fujian Geological Remote Sensing Center, Fuzhou 350011)
Abstract: Taiwan Province, with Cenozic Paleogene strata and a small quantity of volcanic terrane, lies in the southeastern costa of our nationa circumlittoral continental shelf, and the conjoint strip of the Eurasian land mass and Philippines thalassic land mass. The geological characteristics are special geological tectonic phenomenon, whose lithology, structure and volcanic framework are reflected from the satellite remote sensing image with especial image characteristics. After further study, we can learn the strata structural changes, sediment building characteristics, tectonic movement rules and magma inrush characteristics, etc.
Key words: Taiwan Province; Geology; Remote Sensing; Image characteristics