Beichi at Fuli: exposure of the active Chishang fault

The Chishang Fault (southern segment of the Longitudinal Valley Fault) is well exposed at the southern bank of the Bei Chi, adjacent to the southern entrance of the Fuli town (Fig. 1). It is a thrust fault with minor left-lateral strike-slip component. This fault trends N20°E and dips towards East. Measured pitch of the slickenside lineation is about 70° to 80°S. The hanging wall of the fault is composed of the Lichi Melange with various exotic blocks and scaly muddy matrix. The footwall of the fault is composed of recent alluvium deposits with metamorphic conglomerates and mud-sand matrix. Deformed structures of folds and shears in the footwall could be detected a few tens of meters away from the fault contact. Abrupt topographic change located at the fault contact is obvious. Hsu (1956) has reported an exposure of slate of the Central Range metamorphic terrain, beneath the bridge and about 100 m west of the contact. Unfortunately, the outcrop is presumably buried by civil structures.

富池橋

富池橋跨過鱉溪，位於23號省道0Km處，富麗鄉市區的南側。
沿橋南側的堤防往上游行，約100公尺後可抵水泥護堤彎處，露頭就位在往上游方向的右手邊，需撥開芒草雜枝後才可發現。
在此處能觀察到，中-上新世的泥岩覆蓋在第四紀的河階礫石之上，在泥岩中並有受強烈剪切的鱗片狀葉理。泥岩及礫石間以一高角度逆斷層分隔。

下述區域地質說明摘自何春蓀(1986)「台灣地質圖概論-台灣地質圖說明書」。經濟部中央地質調查所出版，台北，共164頁。：

利吉層 利吉層廣泛地分布在海岸山脈的南端，並且沿著海岸山脈的西緣向北延展約七十公里，寬約一到三公里，到達安通溫泉附近的樂合為止。本地層首先是徐鐵良 (1956) 調查海岸山脈地質時所提出來的名稱，它的標準地點位於臺東縣東北約八公里處的利吉村。這個地層主要是巨厚的灰色泥岩，夾雜著許多種類繁多而大小不一的外來岩塊。這地層出露的地方常成惡地形，混雛在泥岩內的堅硬外來岩塊，則突立成一個一個孤立的小山丘，地形上很明顯。利吉層為一個標準的混同層 (me`lange) ，由泥質填充物夾著許多外來岩塊組成(徐鐵良，1976b) 。所謂混同層是一個不均勻的混合岩層，以曾經通體磨裂的泥質填充物為主，夾雜 著原地的或外來的許多不同岩塊，它的定義內並沒有指出它是如何造成的 ; 換句話說，就是沒 有成因的含義在內。

利吉層內的泥岩填充物常呈非常混亂的狀態，具有複雜的錯動和剪移，而且缺乏明顯的層理。有時在露頭比較好的地方可以看到大致的層理，這種層面常和剪裂面的方向一致。所有的似面狀構造現象 (quasi-planar features) 的排列方向則常隨地而異，但是一般的傾角都相當陡而且略呈南北走向。大部分外來岩塊的直徑只有數公尺，有些小的甚至只有一顆豆子那般大小，少數巨大的岩塊，則可以達到一平方公里左佑或更大的面積，大 部的外來岩塊具有摩擦痕以及剪移和倒轉的現象。利吉層的厚度不詳，可是現在已經知道利吉層不過是一種岩相的代表，它的厚度可能到處不一。依據中油公司在臺東附近所鑽的地層探井的資料，測到該地利吉層的厚度至少在一、O六一公尺以上 (孟昭彝等，1965) 。

利吉混同層中的外來岩塊大部分為砂岩及蛇綠岩系，另外尚有少量的粉砂岩、頁岩、及泥岩碎片，但都屬小岩塊，此外的少數岩塊為石灰岩、礫岩、及安山岩集塊岩。另外有一個大的石灰岩塊孤立在臺東的沖積平原上，叫做貓山，包圍這個岩塊的泥質填充物已被沖刷而流失，因而使它殘留在沖積平原之上。大部分的砂岩岩塊屬於亞混濁砂岩及原石英砂岩，有典型的濁流構造，由砂岩頁岩的紋層及互層構成的岩塊也常見到。

外來岩塊中最特殊的是基性和超基性的岩塊，通稱為中新世的東臺灣蛇綠岩系 (劉忠光等人，1977) ，這些岩石有橄欖岩、輝長岩、蛇紋岩、輝綠岩、斜長花崗岩、玄武岩、及玄武岩角礫岩。最大的蛇綠岩露頭在關山附近，長約三公里半，寬度則大於一公里 (劉忠光等人，1977 ; 蘇強 Suppe 等人，1981) 。這個蛇綠岩系層序的底層是以由輝長岩、輝綠岩及橄欖岩等組成的角礫岩為代表，這角礫岩層可能來自海洋地殼轉形斷層崖下的崩移角礫岩。角礫岩上面覆蓋著一層在方解石溶解深度 (calcite compensa-tion depth) 以下沉積的深洋紅色頁岩，其上再加間夾紅色頁岩的玻璃質玄武岩枕狀岩流和火山角礫岩。這些保留下來的岩層可能只代表海洋地殼的表面層部分。位在底部的基性角礫岩具有不完全的洋脊型變質作用的現象，變質作用屬於綠色片岩相到小量的角閃岩相 (劉忠光及恩斯特 Liou and Ernst，1979) 。深成角礫岩的紅色頁岩中有中新世早期到中期的超微化石 (黃廷章、陳民本、紀文榮，1979) 。此外在其他地點的混同層中也有許多不連續的基性岩塊，其岩性與關山的蛇綠岩塊相似，主要分布在臺東市附近。

混同層的填充物和外來岩塊中均含有來源不同的化石，因此不同時代的古生物常常混合在一 起，這是混同層的一個地質特性。利吉混同層中的有孔蟲大部分屬於中新世，僅在少數地點有上新世的化石 (張麗旭，1967，1968及1969) 。以鈣質超微化石為主的生物地層研究 (紀文榮，1982) ，顯示利吉混同層中混合的化石時代可以從漸新世一直到上新世中期。由於其中最新的化石屬於上新世中期，裴其及蘇強 (1981) 認為利吉層是在上新世晚期形成的。紀文榮 (1982) 認為利吉層的堆積時代在上新世中期以後或上新世晚期。

裴其等 (Page & Suppe， 1981) 的研究認為利吉混同層主要是由大規模海底山崩傾瀉作用所造成 (olistostrome me`lange )，所以利吉層不過是大港口層中的一個傾瀉岩相，和大港口層犬牙交錯或局部整合在其上，並包含在海岸山脈火山島弧的地層層序中。這個混同層中傾瀉材料的來原可能在其西北方，或即目前巳消失的南中國海海盆，或是馬尼拉海溝和呂宋海槽間的非火山島弧，就是古亞洲大陸邊緣上的新生代岩層，但是現在都已經不復存在。有一個推定的斷層可以分開來源山地和利吉層的沉積盆地，這個斷層在大陸和島弧衝撞的初期，可以成為產生傾瀉層的主要因素。

現在大部的學者都同意利吉層的材料可能是來自西方的傾瀉積聚物質，而傾瀉作用是在大陸和島弧衝撞有關的情況下引發的。因為利吉層聚集在隱沒帶的雜岩內，因此在傾瀉層沉積以後，這個混同雜岩可能還受到後期板塊互撞的構造作用，這可以由利吉層中的泥質填充物曾經受到強烈的剪切和變形作用得到證明。同時在泥質的填充物中也含有安山岩的外來岩塊，顯示來自東側的島弧材料也牽扯到利吉混同層中，不一定全部為來自西方的傾瀉材料。因此利吉混同層可以解釋為原先是傾瀉混同層的成因，在板塊衝撞的後期，又轉變成一個構造混同層的岩體。法國學者巴利葉等 (Barrier and Mul-ler， 1984; Barrier and Angelier， 1986)，稱利吉層為構造/沉積混同層 (tecto-sedimentary me`lange)，也是這個緣故 。

	Figure 1. Geological map in the Beichi area and a cross section showing the major structures and stratigraphic units (after Chang et al, 2000). Circle refer to stop locations. Figure 2 shows a photo taken at this stop.
	Figure 2. The Lichi Melange and the recent alluvium deposits are exposed to the east and west of the Chishang thrust Fault (marked by a thick red line), respectively (at the southern river bank of Beichi).
	Figure 3. Different levels of river terraces were related to the activity of the active Chishang Fault. Panorama view towards the Chishang Fault. Photograph was taken at the same place as Figure 2.
	Figure 4. 往上游方向拍攝，露頭約位於人物後方護堤轉彎處。
	Figure 5. 露頭影像，可見圖左為泥岩；圖右為礫石。
	Figure 6. 泥岩、礫石接觸面近攝。
	Figure 7. 露頭解說及圖示。 中央大學地質遙測實驗室張中白老師手繪。
	Figure 8. 受強烈剪切的泥岩中的SC構造。