第二章　地質

第一節　地質區　

　　台灣是一個具有地槽和島弧雙重地質背景的島嶼，從最早的地質時代開始至今，一直是一個地槽的環境，其在構造上屬於一個活動帶，又是造山作用最活躍的地區，因此歷經不同的地質時代，地槽數經改造，一再刷新，乃有極複雜的發育史。
　　台灣主要地層大致和島的長軸平行，都呈長而狹的帶狀分布；所有地層的時代從中央的脊樑山脈開始，向西部麓山地帶逐漸變新。所有主要構造線，包括地層的走向以及主要斷層線和褶軸等，都和全島的基本弧形構造相一致。

　　台灣大致可分為三個主要地質區﹝圖2-1：臺灣之地質分區﹞

　　﹝一﹞中央山脈地質區：包括中央山脈西翼和中央山脈東翼兩個地質區﹝IV區和V區﹞，是構成本島的主要山嶺，並包括雪山和玉山兩個最高山嶺。包括先第三紀和第三記紀變質岩層。
　　﹝二﹞西部麓山地質區：包括澎湖群島﹝I區﹞、濱海平原﹝II區﹞和西部麓山帶﹝III區﹞等三個地質區，台灣西部的丘陵、台地和平原地帶，均屬此區。主要由新第三紀碎屑岩層組成。
　　﹝三﹞海岸山脈地質區：包括東部縱谷﹝VI區﹞和海岸山脈﹝VII區﹞兩個地質區，雖然和西部麓山區同樣主由新第三紀地層所組成，但其沈積的地質環境則完全不同，岩性也大不相同。

　　本鎮即處於上述三個主要地質區中的西部麓山地質區中，這一區的底部主要的岩層是在新第三紀沖積的砂岩和頁岩交互出現，總厚度可達八千公尺以上。東部山丘地帶屬於西部麓山帶地質區，包括北自鹿寮山下福鹿街向南經公賣配銷處、沙鹿國中、鎮公所、四平街、沙田路一線以東的地區；此線以西地帶，則屬濱海平原地質區。(圖2-2 沙鹿鎮地質圖)

第二節 地層　

　　由於堆積的先後，通常最新的地層是在最上層，本鎮所出露的地層，由上而下共有三個交角不整合的地層，茲分別敘述其特性及分布地區﹝圖2-2：沙鹿鎮地質圖﹞。
　　﹝一﹞沖積層：這是目前最新，近一萬年來繼續在沖積中的地層。主要分布於本鎮福鹿街向南延伸至沙田路一線以西的地區，是由東側大肚山坡地侵蝕沖刷下來的粘土、粉砂、砂和礫石堆積而成的。不整合覆蓋於其下的紅土層上，厚度為十數公分至數十公尺不等，越往西邊的低海拔地帶，厚度越大。由本區的鑽井土攘剖面資料，即顯示其上部為粘土和砂層。
　　﹝二﹞台地堆積層：此一地層廣泛分布在台灣西部的丘陵山地、海岸台地或河階台地之上。自北而南首先出露在林口台地和台北到新竹間一系列台地上面，向南分布在苗栗的火炎山、台中縣的鐵砧山和大肚山、彰化縣的八卦山、南投縣的凍頂台地、雲林縣的觸口台地，以及高雄縣的嶺口台地，向南可延展到恆春半島和鵝鑾鼻台地。
　　此層沈積的時間，在中更新世﹝距今約一百萬年前﹞。在岩性上，此層是由層理不顯的礫石所組成，大多數是由未膠結的礫石及夾在其中的平緩的砂質或粉砂質凸鏡體組成，一般層理和淘選度都很差。礫石直徑可以從幾公厘到二公尺以上，小於二公厘的顆粒，則為礦物和少量的岩石碎屑。礫石通常和各種不同比例的砂、粉砂、粘土混在一起，和其下的崑頭顗山層或較老的地層成明顯的交角不整合。粘土以及粉砂等的填充物是主要色劑，礫石層一般都呈土黃色，曲於局部受褐鐵礦的浸染，也常變為褐黃色。有些台地在礫石層的頂部發育有紅色的粘土，向上漸變為紅土，所以在礫石層的上部呈現紅色。紅土的厚度在數公尺到十公尺以內，而礫石層厚度隨各地而異，可以從數十公尺到二百公尺以上。在一個完整的剖面中，紅土向下漸變為礫石間隙 中的紅粘土填充物，再向下就變為未受風化的礫石。
　　關於礫石台地的成因，目前較流行的理論認為：這些台地堆積是由其來邊各河流的沖積裙合併在一起所造成的，這些河道的經常改變和間歇性陸地上升，促使沿海岸地區的這些礫石層堆積彼此接合，而成為今日所見的海岸礫石台地。
　　本鎮的台她堆積層，除了大肚山區的侵蝕溝及侵蝕岩外，礫石層上都覆蓋有紅土，分布在地勢較高的地區，即沙鹿街和沙田路連線以東，如西勢寮、公館、犁份、竹林、紅毛井、晉江寮、六路厝，以及鹿寮山和鎮南路上的崎頂等地區，多少都可見到此種岩層的露頭﹝照片1：台北堆積層露頭﹞。由南勢坑橋沿沙田路往北，文光國小及電信大樓路東側的平頂小丘都清楚可見紅土層和礫石層。

　　﹝三﹞顗嵙山層：此名稱是日本人在東勢附近調查地質時，提出的地質名稱﹝鳥居敬造，1935；林朝棨，1935﹞，標準地點是在豐原市來的小山丘，此種地層廣布在西部麓山帶中，沈積的地質時間是更新世初期﹝距今約一百八十一萬年前﹞。其與台地堆積層同為第四紀地層單位，但沈積年代更早。本鎮出露此層的地點，多位在陡坡和侵蝕溝地區，例如鹿寮南、北溪溪谷和竹林南、北溪溪谷。
　　北一岩層一般可分為兩個岩相，一為礫岩相，一為砂岩和頁岩互層相，彼此間是漸變的。在台灣中部，這二種岩相都有很好的發育，礫岩通常覆在砂、頁岩互層的上面。但是礫岩層只有在大甲溪和西螺溪間有良好發育，厚度在數百公尺到一千公尺之間，礫石以沈積岩為主，其中石英岩和堅硬的砂岩約占50%，礫石淘選度通常欠佳，形狀為圓形到次圓形，直徑大小通常在數公分到一公尺之間，膠結物大多為細砂，間或含有鈣質或鐵質。砂岩的膠結疏鬆，層理多不顯著，常夾有頁岩的互層。
　　總之，本層特徵是：﹝1﹞厚的礫岩層，﹝2﹞不明顯的層理，﹝3﹞變化顯著的層厚和岩相，﹝4﹞各種混合化石群﹝海相、半鹼水相和淡水相等各種化石群﹞。
　　因此何春蓀﹝1986﹞推測本層沈積環境，有河相、濱海相以至淺海相。
　　根據中央大學地科系在大肚台地所做的調查和地電阻震測的結果，本區地層由上而下分三層﹝表2-1：沙鹿鎮電測岩層厚度、圖2-3：沙鹿鎮地層剖面圖﹞

1. 紅土層：厚約數公分至十數公尺不等，平均厚度4.6公尺，一般少於10公尺。本鎮各測點的紅土層厚約20公分-18公尺，大肚台地脊部紅土層近似水平。

1. 礫石層：平均厚約42公尺，甚少超過100公尺，由礫石、砂及土所組成；礫石為主，占全重之70%以上。礫石形狀為圓形至橢球狀，本鎮測點礫石層多厚22~74公尺。

1. 砂岩層夾礫岩或泥岩：位礫岩層之下，砂岩上部常夾礫岩或礫石，越往下部泥岩越發達，泥岩厚度可達總厚30%以上，但本鎮並未見此層出露地表。

第三節 構造

　　通過本鎮的重要地質構造線主要為大肚背斜和清水斷層。在中更新世﹝約一百萬年前﹞由於受到來自東南板塊造構運動的推擠力，而發生了清水逆斷層，其間同時產生背、向斜褶皺構造及平行性的副斷層。

一、褶皺

　　﹝一﹞大肚背斜：是本鎮最重要的構造線之一，其軸線通過大肚山頂，本鎮東緣即和此一軸線幾相吻合，走向呈北北東﹝N20ºE﹞方向，向北至公館一帶，轉為東北東﹝N60ºE﹞方向。傾角為5º~30º。約在上更新世的末期，大肚臺地掀動，逐漸形成大肚背斜，其西翼傾角大於東翼。而本鎮東部地區即位在此背斜之西翼。
　　﹝二﹞南勢背斜：平行於大肚背斜南段之西，亦為北北東走向。軸線由南向北經南勢坑、坑仔底、第一公墓、第三公墓，達沙鹿國中東方的第一公墓。
　　﹝三﹞北勢坑向斜：介於大肚背斜背南勢背斜之間，為北北東走向。軸線通過北勢頭─三角仔─三塊厝此一平坦帶。

二、斷層

　　通過本鎮的斷層共四段，在中部地帶的三段之中，清水斷層是主斷層。茲就各斷層特性擇要說明如后﹝表2-2：沙鹿鎮的活斷層特性﹞。
　　﹝一﹞清水斷層：為東側隆起的逆斷層，向北延伸接后里台地西線的大甲斷層，向南延至彰化八卦山西緣。此斷層在本鎮大致北沿清水公墓向南經本鎮福鹿街、沙鹿國中西緣，沿四平街、沙田路，都明顯可看到東側地面較西側高，有明顯的陡崖﹝照片2：清水斷層崖﹞，高差最少二公尺，最大可達十五公尺。在鹿峰到沙鹿市街段，呈東北走向，自此以南走向轉成北北東。此一斷層甚且切過一些全新世﹝最近一萬年﹞形成的沖積扇面，在中更新世的林口期乃至形成沖積扇的最近期﹝上全新世﹞，皆曾有活動。
　　﹝二﹞橫山斷層：其平行於清水斷層的東方約半公里處，為清水斷層的副斷層。由清水鎮甲南東方的客莊，經橫山和清水第一公墓至本鎮竹林里，呈東北走向。斷層西側與清水斷層之間因推擠隆起造成背斜狀壓力脊﹝照片3：橫山斷層、照片4：清水、橫山兩斷層間之壓力脊﹞，隆起變位量9~17公尺。此斷層即沿今鹿寮南、北溪和鹿寮山東側水溝、竹林北溪直到玄渡官東北側，石再添等﹝一九八四﹞推斷是在更新世末期形成LT₁面後才發生。
　　﹝三﹞南勢斷層：位於沙鹿東南方，以北北東的走向平行於清水斷層東方約0.2公里處，長4.8公里，經過南勢里。東側隆起，變位量9公尺，崖面被侵蝕而較參差。斷層由南勢坑之西，沿小路東側向北通過南勢和第十公墓之間，經第三公墓北面荔枝園之山腳，再沿沙鹿國中東緣和光華路，北越竹林北溪，而達電信局之東側。
　　﹝四﹞屯子腳斷層：位本鎮東北清泉里的清泉崗機場，呈北北東走向，是民國24年﹝昭和10年﹞4月21日發生的地震斷層。本斷層向東北延長經后里台地的內埔﹝屯子腳﹞、泰安北方的枕頭山，到苗栗縣得十分。Bonilla(1970、1975、1977）述及此斷層再大肚台地上是東側上升，最大縱移變位量為0.3公尺，最大右移量為0.4公尺，沿斷層帶出現一些略呈東西走向的雁行裂隙或小斷層。但由於後續不斷的耕作和機場的闢建，加上風化和侵蝕，目前已無明顯的痕跡。也由於期分布區為軍事用地，與本鎮民生活較少發生直接關聯。

　　上述四段斷層，均係第四紀﹝近二百萬年﹞發生的斷層，是至目前為止，仍在活動的 「活斷層」，因此若有其他較大的力量誘發其做較大的活動，則可能造成某種程度的災害。例如日治時期昭和十年的大地震，當時的沙鹿街和鹿寮一帶也造成了重大災害，此與清水斷層通過人口稠密的這兩個地區相當有關。其餘的斷層線通過地區是在人煙較稀的農田、墓地附近以及軍事用地，故本鎮鎮民的生活安全較不受威脅。