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研究生:林英勝
研究生(外文):Lin, Ying-Sheng
論文名稱:晚全新世台灣中部陳有蘭溪之沉積學研究
論文名稱(外文):Sedimentological study of the late Holocene Chen-yo-lan River deposits, central Taiwan
指導教授:袁彼得袁彼得引用關係
指導教授(外文):Yuan, Bee-Deh
口試委員:鄧屬予楊耿明
口試委員(外文):Louis TengKenn-Ming Yang
口試日期:2010-07-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:地球科學系
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:陳有蘭溪沖積扇土石流
外文關鍵詞:Chen-yo-lan Riveralluvial fandebris flow
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本研究觀察濁水溪上游陳有蘭溪厚95.35m之新鄉剖面及在筆石沖積扇及十八重溪沖積扇鑽取6口總長235.23m之岩心,並配合前人陳有蘭溪河階地形的研究結果,以探討該地區古土石流的時空變化。本研究也探討陳有蘭溪流域之沖積扇類型,分析不同流體事件產生的岩相特徵,以瞭解陳有蘭溪沖積扇的沉積機制。
在陳有蘭溪新鄉剖面及鑽井岩心中,可分辨出六種礫石相(G):其中GRmb及Gh代表normal stream flow; Gm及Gc代表hyperconcentrated flood flow(HFF);Gci及Gmg代表debris flow(DF)。以上岩相組合形成於兩種沉積環境:礫質河道及粗粒沖積扇(coarse-grained alluvial fan)。
新鄉剖面厚95.35m(約4000BP至8000BP),可辨識出至少6次DF及至少12次HFF。DF平均厚度為5.5m,HFF平均厚度為4.2m。剖面可大致分成七段討論,第三段是礫質河道,第一、第二及第四段有明顯DF侵蝕面。第五及第六段為HFF及DF交互出現,第七段HFF向上變細。

筆石沖積扇(約2000BP至4000BP),平均坡度為2.59°至1.34°。新鄉二號鑽井岩心自17m至38m代表較厚(2.5m至4m)的粗粒沖積扇(coarse-grained alluvial fan)debris flow沉積。但在深0m至17m處,約2090±40BP前轉為hyperconcentrated flood flow(HFF)。筆石一號和新鄉一號的沉積以HFF為主,直到0m至2m才變為礫質河道堆積。外扇的筆石二號在地表(0m至2m)和最下部(20.5m至24m)皆是normal stream flow及HFF,僅於岩心中部(10.5m至14m)有DF沉積。
十八重溪沖積扇(約2000BP至今,平均坡度約3°)的底部是中至粗礫層,到了0m至14m主要是砂及細礫與中礫的互層。地表至14m以內為礫質河道堆積,砂及細礫層含量比例較高。14m以下,則是粗礫沖積扇,主要為粗礫及巨礫沉積。200BP十八重溪供應的沉積物以細礫為主,說明可能由陳有蘭溪提供此河流沉積物,堆積在十八重溪沖積扇之上。200BP至2000BP,沉積物以粗礫為主,可能為十八重溪發育的粗礫沖積扇。
對比筆石溪沖積扇及十八重溪沖積扇岩心與新鄉剖面發現,陳有蘭溪沖積扇發育過程中,地層沉積物整體向上變細(粗礫層轉變至細礫及砂層)。新鄉剖面(8090±60 BP)DF事件平均厚度為5.5m,HFF事件平均厚度為4.2m。但筆石扇新鄉二號鑽井(約2090±40 BP)的DF事件平均厚度為1.57m,HFF平均厚度為1m。筆石扇上鑽井岩心也顯示古土石流(DF)厚度,向上並向外扇側變薄。十八重溪沖積扇筆石四號鑽井(290±40 BP)DF平均厚度1m,HFF平均厚度2m。
陳有蘭溪沖積扇於4000BP至8000BP時期,發生debris flow(DF)及hyperconcentrated flood flow(HFF)事件規模最大(含大量巨礫)及厚度最厚(平均4m至5m),這可能代表此時受到劇烈的造山活動影響。大約2000BP至4000BP,支流筆石溪開始發育沖積扇。新鄉二號鑽井(約2090±40 BP)的DF事件平均厚度為1.57m,HFF平均厚度為1m,相對於前期礫石層厚度明顯變薄。現今至2000BP的陳有蘭溪支流十八重溪開始發育,並於現今主流河床高度形成沖積扇。十八重溪沖積扇(290±40 BP)DF平均厚度1m,HFF平均厚度2m。且沉積物主要是極粗砂及細礫,沉積環境轉為礫質河道。
通常沉積物坡度代表氣候,但研究區域環境潮濕,且觀察筆石溪沖積扇地表坡度,分別為2.59°及1.34°;形成時間較晚的十八重溪沖積扇,平均坡度3°。有可能是研究區域位於造山帶前緣,故沉積物含有大量粗礫石(最大粒徑≦4.5m);且陳有蘭溪沖積扇以礫石為主,故形成沖積扇坡度偏高。
In order to understand the mass flow evolution, this study was focus on the Chen-yo-lan River of 1 outcrop (thick 95.35m) and 6 cores(total length 235.23m), while with the evolution of terrace on the Chen-yo-lan River. On the other hand, we focus on the Chen-yo-lan River alluvial fan type, hopes to identify the different of mass flow, and with the characteristic of litho facies, and to understand the deposits process of the Chen-yo-lan River.
We could recognize 6 gravel facies of outcrop and cores on the Chen-yo-lan River. GRmb and Gh representative normal stream flow; Gm and Gc representative hyperconcentrated flood flow; Gci and Gmg representative debris flow. All the litho facies generalize two sedimentary environments: gravity channel filled and coarse-grained alluvial fan.
Sinshang outcrop thick 95.35m ( age 4000BP to 8000BP ), that can identify DF at least 6 orders and HFF at least 12 orders. The debris flow average thick 5.5m, and HFF average thick 4.2m. The outcrop can divide 7 sections, section 3 is gravity channel filled, section 1, 2 and 4 obviously DF erosion boundary. Section 5 and 6 interbedded HFF and DF, section 7 is HFF upward fines.
Byishi alluvial fan( age 2000BP to 4000BP ) average slope 2.59°(proximal) to 1.34°(distal). Shinshiang 2, DF (17m to 38m) is thicker (2.5m to 4m), while is coarse-grained alluvial fan, and transformed hyperconcentrated flood flow about 2090BP. The sedimentary process of the HFF was major of the Byishi 1 and Shinshiang 1, until 0m to 2m is transform gravity channel filled. All of the Byishi 2 sedimentary process is normal stream flow and hyperconcentrated flood flow, only 10.5m to 14m has debris flow.
Shibachung River alluvial fan( age 2000BP ) average slope 3°, there are cobble to boulder concentrate deep, and 0m to 14m is pebble with cobble interbedded. It implication Shibachung River alluvial fan was major sediment of pebble about 200BP, that suggestion sediment support from Chen-yo-lan River, and deposition on Shibachung River alluvial fan. Age 200BP to 2000BP, major sediment of cobble, which may suggestion sedimentary environment developed by coarse-grained alluvial fan.
Compare Byishi alluvial fan, Shibachung River alluvial fan and Sinshang outcrop, that evolution of Chen-yo-lan River deposits, sediment upward fines (boulder to sand). Age 4000BP to 8000BP, the Chen-yo-lan River alluvial fans develop affected may by orogeny. Age 2000BP to 4000BP, that is effect of the Byishi alluvial fan deposits. Since 2000BP, Shibachung River alluvial fan deposits environment transformed gravity channel filled.
Attention the slope steep of Chen-yo-lan River alluvial fans. It may be decided by two reasons: it neighbor orogeny of Taiwan, and deposits composition is coarse-gravel (cobble to boulder) of Chen-yo-lan River alluvial fans.
目錄
摘要 I
Abstract IV
致謝 VI
第一章、緒論 1
1.1研究目的 1
1.2研究區域 2
1.2.1地理位置 2
1.2.2地質背景 2
1.3前人研究 5
1.3.1沖積扇(Alluvial fan)研究 5
1.3.1.1熱帶季風氣候土石流研究 8
1.3.2土石流扇地型態 13
1.3.3標準相模式 14
1.3.4古土石流岩相研究 16
1.3.5其他古土石流岩相研究 19
1.3.5.1紐西蘭Ruapehu及Tongariro沖積平原 19
1.3.5.2秘魯南部Ilo地區 22
1.3.6陳有蘭溪河階地形演育 25
1.4研究方法 27
1.4.1露頭及岩心觀察 27
1.4.2資料解釋 27
第二章、陳有蘭溪鑽井岩相描述及解釋 28
2.1岩相分類 28
2.2岩相組合及沉積相 32
2.2.1岩相組合Ⅰ 32
2.2.2岩相組合Ⅱ,Ⅲ 34
2.2.2.1岩相組合Ⅱ 34
2.2.2.2岩相組合Ⅲ 36
2.3岩心地層柱描述 40
2.3.1新鄉一號 40
2.3.2新鄉二號 42
2.3.3筆石一號 44
2.3.4筆石二號 44
2.3.5筆石溪沖積扇鑽井岩心對比 47
2.3.6十八重溪筆石三號鑽井地層柱 49
2.3.7十八重溪筆石四號鑽井地層柱 49
2.3.8十八重溪沖積扇鑽井地層對比 52
第三章、新鄉剖面 54
3.1剖面描述及解釋 54
3.2剖面分層及沉積環境 59
3.3新鄉剖面演化史 61
第四章、陳有蘭溪岩心與剖面對比及解釋 62
4.1岩心與剖面對比結果 62
4.2陳有蘭溪沖積扇演育變化 62
第五章、結果與討論 65
5.1研究結果 65
5.2討論 65
5.2.1陳有蘭溪沖積扇演育的意義 65
5.2.2陳有蘭溪沖積扇特徵解釋 66
第六章、參考文獻 67
附錄一、陳有蘭溪鑽井岩心照片 69
附錄二 85
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