微風澍雨: 20231224追火山登七星紀事

地質讀書會的心寶老師前陣子推薦了火山專家－－宋聖榮教授的「追火山—台灣火山群連結起的地球與宇宙紀事」新作。宋教授是實證研究型的學者，以具體的研究數據來解讀大地構造，又長年造訪世界各地著名火山、研究單位，這本書一定是重磅巨著了！

之後心寶老師又推薦了野人文化舉辦的「追火山！登七星！」活動，邀請宋教授小油坑實境呈現書中精要，真的太棒了！縱使寒流過境、淒風苦雨、雨霧亂舞都阻擋不了參與這場盛宴的動力。以下為當天活動筆記。

一、大屯火山群立體地圖解讀

1. 大屯火山群五個亞群；從地形上劃分，可區分為七星山、竹子山、大屯山、磺嘴山、丁火朽山亞群。

2. 七星山二條裂隙；裂隙從小油坑到七星山東側，經過金露天宮，有一個凹陷，岩芯打到30m才到底岩，有二個可能：一爆裂口、二是隕石坑。二條裂隙交會在紗帽山附近。一系列的爆裂口，是火山最年輕的一個區域。宋教授目前有一個專案在研究這二條裂縫。

A. 東側的一條：裂隙從冷水坑上來，經過夢幻湖、教育電台、七星東峰，下來是中山樓。中山樓牆壁一直在裂，地板一直在翹，哪天會爆掉沒人知道？

B. 西側的一條：裂隙從鴨池(七星池)的上池、中池、下池向南延伸，與從小油坑的裂隙會合，直到金露天宮。

3. 龍鳳谷、硫磺谷噴氣口：另外一個年輕的地區。此區沒有火山岩，都是石英和黏土，後者形成一個不透氣的蓋層。氣體上來不斷累積，壓力超過上部岩石所能承受的應力，就爆掉了！五指山層、木山層都是以石英為主，滲透力大，蒸氣應該會跑掉，但有黏土層，所以會累積。

4. 紗帽山最新的定年：紗帽山的地形相當清楚，有一位跑到紐西蘭的研究者，以鈾釷鐳定年，為1370年前噴發。若研究屬實，我們要很小心。附近最老的大概在1萬多年前噴發。

5. 蒸氣噴發的火山災害：2014年日本御岳火山蒸氣噴發之後，此類型的火山災害受到大家注意。特徵是：規模不大、無預警的噴發。1986年，大屯火山規模5.2地震，把花鐘震垮了、馬槽橋震垮了，有人看到石頭亂飛，這是蒸氣噴發的例子。之後，平等國小也有人聽到爆炸聲，這也是氣爆。七星山二條裂縫陸續有噴氣出來，是由此地震震出裂隙通道。

6. 大屯火山岩漿庫：大屯山、竹子山比較老，沒什麼故事。磺嘴山也比較年輕，地形保持的較好。磺嘴山的硫氣孔相當的多，活躍程度不輸七星山。研究者林正洪的報告提到，岩漿庫像牛奶罐，在地底20km深處；之後葉研究員的報告指出岩漿庫深度為8－16km，這就很可怕了，隨時可能噴發。但其岩漿比例只有19%，應該算是正在冷卻的侵入岩體，岩漿庫還在20km處。磺嘴山目前硫氣相當旺盛，定年都是幾萬年內。

7. 山腳斷層與火山的關係：火山噴發前的地形面為何？鑽孔岩芯400m處出露沉積岩。大磺嘴一帶五指山層大約200m高度，柏園山莊有柱狀安山岩露頭，地下也是沉積岩，大約200m高度。整體來說，沉積岩大約在200－300m深的地方。

A. 正斷層：台灣北部都是張裂的正斷層，金山斷層是逆斷層，現在統稱為山腳斷層。金山平原600m鑽到基盤，大屯火山也是，代表山腳斷層陷落600m。

B. 若大屯火山開始作用，山腳斷層也會劇烈活動。

C. 台北湖：一是康熙台北湖，郁永河來台灣時看到的，規模小，只在北投、士林一帶，是正斷層(山腳斷層)造成的；二是古台北湖，20萬年前形成的，規模大，捷運鑽到紋泥層。

a. 紋泥層：很平靜的水底都會出現，要在無氧的深度內，通常深於10m以下，一黑一白代表一年。

b. 說法：一是夏天植物多，形成黑色；冬天植物少，形成白色。二是冬天擾動大、氧氣多、生物生長旺盛，所以是黑色的；反之，夏天是白色的。

8. 大屯火山群陷落火山口：大屯火山群從磺嘴山，連結到七星山，再連結小觀音山，最後接續到竹子山，形成一個類似つ字型的構造。

A. 大凹盆：以前叫做火山臼，這個名稱不大好，地質命名希望能說到成因，現在稱為陷落火山口。

B. 成因：一是岩漿上升前，產生張力，周圍裂開，使得地層下陷所產生的地塹，是在火山噴發前陷落的；二是岩漿噴發後，無力支撐而陷落，是在火山噴發後陷落的。

C. 判斷：能產生陷落火山口都是大的火山噴發造成的，外面應該會有很多噴發物質，但是大凹盆外圍都是火山泥流，且噴發物都在裡面，宋教授判斷為成因一的火山沉陷口。

D. 小觀音山是不是火山口？目前還是一個爭議，也可能是崩塌形成，且形成年代較早；不見得是火山口，可能是河流向源侵蝕造成的。

E. 如何證明北海岸是火山泥流？溪谷的剖面。

9. 北部火山區的二種類型：

A. 火山島弧的岩漿：沖繩火山島弧西延，再來是基隆火山群，大屯火山群是最後的一部分。大屯火山群成因是火山島弧，當隱沒到100km處，垂直距離大約90km，地溫梯度要夠才有岩漿產生。其地球化學特徵也是島弧特徵。

B. 弧後張裂的岩漿：彭佳嶼等三島是弧後張裂的岩漿，與大屯火山群不同。

10. 大屯火山群噴發階段：由鑽井岩芯發現大屯火山的構造。

A. 早期：爆裂型，產生很多泥流堆積，並向四周流溢。

B. 晚期：熔岩流，產生很多熔岩流。

11. 核電廠安全評估：福島事件後，歐洲核電專家前來評估格電廠風險，第一名在孟加拉，第二、三、四名都在台灣，也要參考人口密度。福島事件後，美軍下令遠離80km，可作為核災的參考距離。火山、地震、海嘯對核電廠的壓力測試，其中金山有很多的浮石層，這是海嘯的證據。

12. 大屯火山群地熱資源：

A. 地形保存的很好，代表很年輕，地下地熱豐富。

B. 地熱的累積是自然現象，何時累積夠了會噴發沒人知道。

C. 站在減災的角度來看，可以插一根吸管讓它洩氣，降低達到飽和的時間，以預防蒸氣爆炸。

D. 人為的干預也可以稱作「妨害風化」，例如鋪了水泥就沒有風化作用了。

13. 學員提問：

A. 觀音山應是大屯火山的一個延伸，底下沒岩漿庫，也沒有熱液換質。

B. 正斷層上盤，應力與破碎都在這裡。

C. 大屯火山群有金礦嗎？萬里的礦區有採金的記錄，大屯火山群的金礦位置可能比較深。

D. 半地塹，台北盆地的陷落不平均，西側蘆洲一帶最深，東側盆底較高，是一處傾斜的半地塹盆地。

E. 鵝尾山是盾狀火山嗎？火山體坡度小於7度的才稱為盾狀火山，我們沒有，夏威夷的才是。大屯火山群的是成層火山(又稱複式火山)，小規模的岩漿噴發稱為錐狀火山，例如紗帽山。

二、火山新知與防災進階簡報。1028。

1. 活火山的定義：經驗法則是看1萬年內是否有噴發歷史，現象法則是看底下是否有岩漿庫。紗帽山東南側的堰塞湖，物質定年1370年。

2. 大屯火山群的噴發物與分期

A. 早期：爆發性產物，形成再積性堆積物，根據大屯自然公園鑽井岩芯資料，噴發沒多久就流下去了。時間在200萬年前。

B. 中期：熔岩流┼熔岩穹窿。時間在200萬－20萬年之間。

C. 後期：蒸氣噴發。時間在20萬年之內。硫磺谷的黃金小丘是石英┼黏土，沒有火山物質，是一處蒸氣噴發形成的火山碎屑岩。硫磺谷是一處火山蒸氣噴發所形成的爆裂口。

3. 七星山東西張裂帶：2014年日本御岳火山蒸氣噴發，形成直線形裂縫。

A. 東翼爆裂口：由鑽井資料得知夢幻湖5600年形成。

B. 西翼爆裂口：年代大於3200年。金露天宮鑽井岩芯包括了有機物質、落石和火山質砂泥層，形成年代為4900年。

4. 火山噴發類型：日本學者將火山噴發分成二類。

A. 岩漿噴發。

B. 蒸氣噴發：二個大型岩漿噴發期之間的數個小的蒸氣噴發。

5. 了解火山災害種類，去減輕火山危險性。

A. 龜山島：火山灰、海嘯的問題。

B. 菲律賓火山爆發期間，一群人躲在洞穴內，其中三個人用蝙蝠糞便蓋住自己而倖存，因為磷酸鹽是好的防火材料；其他40－50位躲在洞穴中的人都死亡了。

C. 火山災害中最需注意的是蒸氣噴發和火山泥流所造成的災害。

6. 小油坑是爆料裂口嗎？小油坑馬蹄形的部分是爆裂口。目前崩塌的範圍擴大，正在接近步道。

7. 台灣最近的爆裂口都發生在七星山，未來可能爆發的是磺嘴山。因為目前熱源侵入的地點在磺嘴山。磺嘴山目前在抽蒸氣發電，在國家公園範圍之外，才可以抽。

8. 陳文山說台北盆地內的鑽井沒看到火山灰，推論大屯火山只是溢流，沒有大規模的火山式的噴發。

9. 關渡階地是火山泥流，火山泥流是火山碎屑再被搬運所形成。熔岩階地不是原始形成的，是形成之後的前沿崩塌形成的。柏園山莊從教養院有一條小路下去。華岡台地是七星山熔岩流。

三、小油坑蒸氣噴發實景體驗：戶外風狂雨驟、低溫雨霧，以下的內容以崑瑞大哥錄影影片記錄。

1. 火山監測：火山氣體當中，水蒸氣大約92－93%、硫化氫┼二氧化硫大約2%，還有氦氣、二氧化碳等氣體。比較敏感的是二氧化硫的濃度，在岩漿噴發之前會大量增加；另一個數據是看硫化氫與二氧化硫的相對關係。若硫化氫高於二氧化硫時，是低溫的熱液氣體；若二氧化硫高於硫化氫時，則代表是來自岩漿的氣體。目前鑽井比較深的採樣，都是二氧化硫比較多。

2. 溫泉都是沸騰的，溫度大約95度；有的時候沸騰不見得是高溫，而是噴氣。此二者要辨明清楚。

3. 小油坑內溫泉測量出來是97－98度，有時氣體會超過100度。

4. 小油坑是天然溫泉，北投的白磺是人工溫泉，青磺是含有放性射物質鐳的溫泉。早期，白磺是不合乎溫泉法的，溫泉法規定，溫度要30度以上，氯離子、硫酸根離子等濃度也有規定，當時白磺的硫含量不足，為了納入白磺而降低標準。

5. 熱液換質：安山岩變成白土、蛋白石的過程。換質的類型有中性的換質或酸性的換質，鋁礬土是酸性的換質，綠泥石、蒙脫石是鹼性或中性的換質。鑽探時怕碰到酸性的環境，管子會被腐蝕，地熱也要克服酸腐蝕的問題；鹼性、中性環境則要克服碳酸鈣結構的問題。這些都可以解決，都是成本的問題。

6. 小油坑爆裂口可觀察熔岩流、火山碎屑的互層。噴氣與硫氣對岩石腐蝕，減低安山岩強度，爆裂口會一直後退、一直崩塌，若崩塌靠近步道基樁時，步道需挪動到安全位置。噴氣口附近有硫磺，昇華的相反是甚麼？凝華。礦物快速的結晶，針狀，代表溫度不會太高。礦物的不同形狀，可以得知形成的溫度不同，六面體結晶溫度比較高，每種礦物在地表上形成，都與溫度有關，也跟酸性、中性、鹼性等環境條件有關。

7. 熱液換質是變質作用嗎？這是一個模糊的地帶，學理上變質作用是指溫度200度以上，壓力有3個K帕以上。熱液的溫度範圍很大，地下5、600度，地上100多度，一般會叫它是熱液換質，不會叫它是變質作用。

活動時程：0734到北投國小搭129公車(230公車北投國小站來程與去程站牌都在同一側令人混淆)，0751陽明山總站，0810轉搭108，108區間車只到二子坪，下班車要到0830，結果0810就來了。0834小油坑，淒風苦雨，氣溫8.4度，1142活動結束。崑瑞大哥好心載我們到北投，感謝感謝。