本研究以野外和顯微鏡觀察及碳氧同位素分析，探討台灣東部上新世海港
口和東河石灰岩的早期成岩作用有(1)海洋環境的膠結作用，(2)可能在天
水環境發生的溶解作用、膠結作用和新生變形作用，以及(3)白雲岩化作
用；較晚期的成岩作用包括在掩埋環境中，因壓密造成的顆粒破裂、粒間
壓溶和壓溶線，以及受構造作用產生的壓溶線和破裂。依各露頭特徵的差
異，推測此石灰岩的成岩作用歷經三種不同的路徑： (1)沉積物先受早期
海洋膠結，然後未經天水成岩作用及白雲岩化作用，就被掩埋，壓溶現象
不顯著；(2)沉積物缺乏海洋纖維狀膠結，也沒有天水成岩作用及白雲岩
化，在沉積後就被掩埋，並發生大規模的壓密及壓溶； (3)沉積物先出露
到天水環境，發生天水成岩作用及白雲岩化，再被掩埋，在石灰岩中少見
壓溶現象。由白雲石d18O值0.35-3.14%0(PDB)，推測造成白雲岩化作用的
流体為海水或混合的海水和淡水，至於d13C(1.53-4.0%0PDB)呈正值則可
能顯示只混合了少量的淡水。以上結果表示白雲岩化可能發生在混合帶及
海水潛流帶等環境。白雲石取代明亮的等粒狀膠結物，以及白雲石被壓溶
線截切，都顯示白雲岩化可能發生在天水成岩作用之後，但在被深埋之前
。綜合各露頭石灰岩的成岩作用歷史及沉積環境，推論港口和東河石灰岩
可能因受不同程度的抬升及全球海平面升降作用，而經歷相異的成岩環境
演化： (1)位於港口石灰岩中段的露頭（秀姑鑾溪、三富川及水母汀北溪
），原沉積於淺海的礁体及礁前環境，可能因構造抬升，所以在全球海水
面上升時期仍露出海面，以至先後發生天水成岩作用及白雲岩化。然後可
能由於抬升停止或因島弧崩陷，使石灰岩沒入海中，沉積了紅藻球
floatstone及rudstone，接著再因島弧崩陷使石灰岩陷入半深海，被厚層
大港口層覆蓋而受深埋。但港口石灰岩南北兩端的露頭（石梯灣、楊萬興
礦埸及水母汀南溪），可能因沉積於較深的礁前坡及中陸棚，不因構造抬
升而露出海面，在沉積後就陷入半深海環境並受深埋。 (2)東河石灰岩可
能因全球海水面下降而露出海面，發生天水成岩作用及白雲岩化。當石灰
岩因島弧崩陷再次沒入海中時，未再沉積淺海碳酸鹽就陷入半深海，並沉
積以浮游有孔虫為主的遠洋性沉積物，後者充填在已經歷天水成岩作用而
產生的溶縫中，再一同被大港口層掩埋。