026期-地質(二) ～北關地質景觀 - 蘭陽博物館

除海潮外，北關最具特色的地質景觀為地殼變動造成的高聳單面山、岩石節理受侵蝕作用所形成的豆腐岩、地層風化後的鉛筆狀構造岩石碎屑、海浪侵蝕作用所產生的海蝕洞、 ... 蘭陽博物館-026期-地質(二)～北關地質景觀 典藏出版 蘭陽博物館 典藏出版 蘭博電子報 ::: 蘭博電子報 A A A 上一個 下一個 電子報一覽歷史電子報 026期-地質(二)～北關地質景觀 國立宜蘭大學講師 /  江協堂 圖一：北關的外貌，虛線可能為原先單面山的地形，關卡可能設於此，後因公路和鐵路的開挖，使得此處的地表好像陷落了一塊。

  北關位於頭城的北方，頭城地處蘭陽平原的最北端，蘭陽平原海岸地形往北越過頭城以後，由沙岸轉變為岩岸地形，頭城以北一帶岩岸地形的特徵為高山直接緊鄰海洋，沒有寬廣平坦的腹地，僅大溪和梗枋兩處有局部較低窪的河谷，為人口集中的地方，其餘地區居民分佈零散，北關在地形上除了具有岩岸地形的特徵外，其特殊的地方為一東西向橫亙的單面山，該單面山西邊倚靠陡峭的山壁，東邊則以幾近垂直的角度瀕臨海洋，人行無法通過，單面山山頭高度約三、四十公尺，地層傾角向西，由山頭往西側地勢越來越低，大約於今日濱海公路位置處與西邊的山腳交接，形成一個地勢顯要的小型凹谷，為南北往來必經之要塞（圖一）。

西元1819   年清朝在北關設置關卡，管理宜蘭平原至三貂角的往來交通，北關因位在蘭陽平原之北故得其名，據記載北關卡設有城樓、馬道、砲台等，這些位置可能在現今半山腰附近（宜蘭線鐵路和濱海公路的開挖已破壞原先的關卡地形），可惜現已都毀損且追尋不到蹤跡。

北關由於可近觀波濤洶湧的海浪，又可眺望龜山島，站在岩石的頂端，氣勢非常雄偉，著名的「北關海潮」為蘭陽八景之一（圖二）。

除海潮外，北關最具特色的地質景觀為地殼變動造成的高聳單面山、岩石節理受侵蝕作用所形成的豆腐岩、地層風化後的鉛筆狀構造岩石碎屑、海浪侵蝕作用所產生的海蝕洞、一線天等地形以及地殼隆起造成位在岩壁上的珊瑚礁。

圖二：北關著名的海潮   交通和地理位置   北關位於大溪和梗枋之間，沿濱海公路距頭城約8公里（台二線130.5公里處），整個北關風景區就在濱海公路旁，交通十分便利，前往北關可搭宜蘭-雙溪、宜蘭-台北客運，在北關站下車，搭乘火車者可在龜山站下車，再往北步行約1公里，但沿途無行人步道，沿濱海公路行走需注意安全，開車者風景區有提供小型車和大型車計費停車場，在餐飲服務方面，風景區內有數家小吃店，除新鮮的海產外，著名的小吃有吻仔魚羹、石花菜、燒酒螺。

  地層   北關所在的地層為乾溝層，地層岩性主要為黑灰色硬頁岩夾泥質細砂岩或粉砂岩，地質年代屬於漸新世，地層沈積時間約在3000萬年前，當時的沈積環境為大陸棚至大陸斜坡，其上下地層分別為大桶山和四稜砂岩，兩者均以整合構造與乾溝層接觸，本地層標準剖面位於台北縣石碇鄉的乾溝村，地層呈東北－西南走向從石碇延伸至本區域，由於地層曾經深埋作用，地層的頁岩經輕度變質而形成硬頁岩，硬頁岩一般呈厚層或塊狀，質地緻密，地層裂隙常為石英細脈充填，本地區的硬頁岩受機械性風化，岩體容易破裂成短棒狀碎屑，泥質細砂或粉砂的厚度則大都僅數十公分至一兩公尺，兩者之間彼此漸變，真正界面不易劃分，整個乾溝層厚度估計約800公尺以上。

  景觀（一）地殼運動－單面山 圖四：單面山的地形。

  3000萬年前的乾溝層地層原本被埋藏在地底下數公里深，地底下較高溫高壓的環境，使頁岩輕度變質成硬頁岩，受板塊構造運動的影響，這些位在深處的地層被擠壓後抬升至地表，在抬升的過程中地層被拱成傾斜狀態，地層走向約北偏東60度（圖三），傾角西北向，角度約26度，地層傾斜後，不同岩性的地層一起裸露出地表，細砂或粉砂岩和硬頁岩由於先天上抗侵蝕能力有差異，抗蝕力較差的硬頁岩容易被侵蝕而崩落，細砂或粉砂岩因硬頁岩的崩落反而顯露出陡峭的山壁，因此造就成所謂「單面山」的地形（圖四），這種稱為差異侵蝕作用。

差異作用所造成的地形，在台灣這種處處可見板塊強烈活動徵狀的地方，本不獨特，但因北關瀕臨海邊，可近聽大海的怒吼，登高遠眺，又可覽盡北濱的風光，且位於公路旁，享有地利之便，提供民眾快速便捷取得賞心悅目的功效，是其他地區無法比擬。

圖三：單面山的地層走向約北60度東，傾角約26西北向度。

  圖五所示為單面山發育的示意圖，(1)為原始地層的剖面圖，地層原先岩性主要為細砂或粉砂與頁岩互層，但沈積物越積厚度越厚，底部溫度壓力大，使頁岩變質成硬頁岩。

(2)地殼因板塊運動隆起，地層產生褶皺或傾斜情形。

(3)地層露出地表，開始受風化侵蝕作用。

(4)細砂或粉砂岩的抗侵蝕力較硬頁岩強，因此漸漸形成突出的地形。

(5)經一段時間後，風化侵蝕作用使地形變的更陡峭而形成目前我們看到的單面山形狀。

圖五：單面山發育過程示意圖。

  景觀（二）岩石的解理－豆腐岩   北關風景區走一遭，您也許會發現海邊上的岩層怎麼像是被刀子割成一塊一塊的「豆腐」，這種地層構造我們俗稱豆腐岩，其原因跟地殼構造運動有關，岩層在構造運動過程中，因受力達到某種程度的變形後，岩石本身破裂，但破裂面兩側的岩層並無明顯的位移，此稱為岩石的節理（即岩石產生裂隙，若破裂面兩側的岩層呈明顯的錯動，則稱為斷層），除岩層受力擠壓外，當地層因構造運動被抬升至地表後，上部的地層被侵蝕，岩層因上覆壓力減低，亦會產生節理，通常節理面方向有垂直的，也有水平的，與地層的層面無一定關係，一般而言，岩石產生的節理方向大都有兩組，兩組的角度並無一定，北關地區岩石的主要兩組節裡面夾角大都以60/120度為主（圖六），除了明顯的兩組節理外，還有一組近乎互相垂直的解理，暗示本區構造運動過程可能至少經歷兩次不同的受力方向。

節理面原本就是整個岩石較脆弱的地方，節裡面內容易積水，在水的化學作用和熱漲冷縮的物理作用下，裂縫逐漸擴大成侵蝕溝，溝深可達數公尺，最後使岩石一塊一塊獨立開來，將來或者崩落，或者變成獨立的豆腐岩。

圖六：岩石的解理看起來像一塊塊的豆腐。

  景觀（三）岩石的風化－硬頁岩的鉛筆狀構造   硬頁岩是頁岩僅經變硬的低度變質作用所形成，一般成塊狀或略有葉理狀，但不似板岩或片岩等具有明顯的葉理狀構造，硬頁岩在變質過程中，礦物排列方式已具有固定方向，礦物長軸方向大都互相平行且落於地層面上，因此岩石風化後崩落的岩塊比較趨向於條狀構造，北關地區的硬頁岩層外表在乍看之下很完好，但仔細觀察地層面，可發現很微細不易察覺的解理面，這種節理面細而短小，橫切地層面，節理面的間距會影響條狀岩塊的長度，通常崩落下的岩塊粗如指頭，長度大都不超過10公分，狀如鉛筆，俗稱鉛筆狀構造（圖七），短棒的長軸方向平行於地層面，代表岩石內礦物生長的方向，由於硬頁岩的吸水性佳，在盆栽上可用來代替土壤，栽培一些根喜乾燥的植物。

圖七：硬頁岩的鉛筆狀構造。

  景觀（四）海岸上升的證據－海蝕洞、一線天、珊瑚 圖八：海蝕洞，洞內有供奉神像。

  一般濱海的侵蝕作用主要可造成兩種地形現象，一種稱為海崖，是海浪侵蝕海岸岩石基盤所形成的陡立地形，大體上來說現今的濱海公路大致上就是沿著海崖的崖腳附近而行，另一種稱為波蝕台地，是海浪侵蝕使海崖後退，後退的海崖在崖腳下形成的一個平坦的地形，海蝕平台在大里至卯澳間比較常見，海崖底部若被海浪侵蝕而形成凹洞，則稱為海蝕洞（圖八），海崖的岩石若有垂直向的節理，海浪容易沿著脆弱的節理面侵蝕海岸，最後整個節理面被海浪淘空直達頂端，站在海崖底端往上仰望天空，只見天空有如一道深長的裂隙，俗稱一線天（圖九），在北關我們可以看到深約數公尺的海蝕洞，然而洞口離海水面已約有十餘公尺高，海浪終年無法波及，洞內並有善男信女供奉的神像，另外在旅遊步道上我們也會經過一線天地景，該一線天裂縫寬度在入口處僅可納一人通過，往海方向越來越寬，可能以前也是一個海蝕洞，後來發育成洞的後端被打通，形成前後連通的空洞，一線天裂縫往上逐漸變小，最狹窄處只數十公分，頂端附近仍可見尚未被侵蝕而仍然連接兩側地層的岩層。

在北關海岸的岩壁上，我們另外發現珊瑚礁的遺骸，從高度兩三公尺到十幾公尺均可發現珊瑚礁的蹤跡（圖十），不管海蝕洞或珊瑚礁，這些從前都是在海浪可及或是海水面下的產物，如今為什麼都會位在離海水面十餘公尺高的地方呢？這是因為陸地不斷抬升的緣故，台灣島因板塊活動的擠壓，從海底慢慢的浮出水面，最高的玉山已經被抬高將近4000公尺了，板塊活動現今仍持續在進行，頻繁的地震、高聳的山脈都是板塊擠壓的表徵，地殼上升的理論可以藉由北關的海蝕洞和珊瑚礁得到驗證，北關風景區不但是提供人們休憩的好去處，也堪稱是一座野外的地質教室。

左圖圖九：海蝕地形形成的一線天。

/右圖圖十：岩壁上的珊瑚，顯示地殼有上升的現象。

參考文獻 何春蓀1999普通地質學，國立編譯館（修訂第三版），751頁。

何春蓀1986台灣地質概論－台灣地質圖說明書，經濟部中央地質調查所（增訂第三版），164頁。

黃鑑水1981臺灣地區五萬分之一分幅地質圖及說明書（頭城圖幅），經濟部中央地質調查所。

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