文／吳依璇
前陣子(2020年8月)的新聞提到「泥貫入體」造成地表凸起，並且有可能會造成地質災害。可是，什麼是泥貫入體呢？泥貫入體其實就是一大團泥質沉積物混合流體往上竄的現象。但至於是怎麼樣往上竄的，可以用以下的實驗想像：將水和油放在同一個瓶子，平衡狀態下水會在下層，油會在上層，但是如果突然將瓶子倒置的話，密度低油則會慢慢上浮，直到全部的油都回到上層。同樣道理，當快速沉積的情況發生，含水又密度較小的泥層被蓋在相對密度較大的沉積物下，受到側向壓力擠壓，再加上泥層如果有氣體的話，泥就會受壓上湧，在局部形成泥貫入體。
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| 泥貫入體和海底泥火山關係示意圖（陳松春等人，2014）。泥貫入體內泥質沉積物沿斷層或裂隙構造往上流竄，在海床上噴出，噴出物質經年累月堆積後形成泥火山外觀。 |
臺灣的泥貫入體多分布在哪？
台灣陸地河川大量輸出沉積物至西南部海域的量超大，使得沉積速率非常高，一年可以在海床上堆積到0.7-4.5mm不等的沉積物厚度，加上台灣西南海域仍受到板塊碰撞造成的大地應力擠壓，為非常容易形成泥貫入體的環境。泥貫入體如果一路發育突破海床表面，在海床表面上形成像火山的圓錐體，這個圓錐體就會被稱為泥火山；或著還在深部的泥貫入體沿著地層裂隙或著斷層向上湧出，再形成像是火山圓錐體的外貌。不過有些泥火山不是因為泥貫入體一路湧出而形成，則是在原本的泥層裡不斷釋出流體，流體沿著地層裂隙或斷層上升，最後在海床表面上形成泥火山。
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泥貫入體和泥火山形成關係示意圖（陳松春等人，2014）。(A)泥貫入體出露海床，但未有泥火山發育；(B)泥火山從出露海床的泥貫入體頂部形成: (C)流體沿泥貫入體上部地層小裂隙，在海床上形成滲漏；(D1), (D2)流體沉積物沿斷層上移，在海床上形成泥火山。 |
由於海底泥火山會伴隨噴出大量甲烷氣體，通常也代表泥火山的深部有大量甲烷氣體存在，具有油氣潛能，這些甲烷氣隨著泥火山上升到較淺層處，在特定的溫壓條件下會形成天然氣水合物，因此可以在泥火山附近靠近海床的地方找到天然氣水合物，目前認為是個相對乾淨且方便的能源。
陸域與海域的連結
除了在海底可以觀察到泥貫入體以外，目前許多研究利用鑽井得而的地質資料、透過地球物理量測到的重力異常和淺層震測的分析，發現在台灣西南部的一些陸上背斜底下，有許多泥貫入體的地質特徵，這些構造的位置也可以連結到西南海域的泥貫入體，而南部陸上的泥火山，也有可能和海底下的泥火山有關聯。
在台灣西南有個非常著名的泥岩層—「古亭坑層」，月世界的樣貌就是因為古亭坑層的泥岩鬆軟，無法生長大型植披，就像月球表面一樣光禿禿，才會被稱作月世界。而台灣西南部泥貫入體所需要的泥層大多從這條地層而來，加上受到大地應力的擠壓，目前辨認出有台南背斜、中洲背斜、大崗山背斜等都受到泥貫入體上湧影響，也有辨認出泥貫入體上湧造成的正斷層。
不僅臺灣本島，琉球嶼也是一個大型泥貫入體造成的，琉球嶼的基盤(就是它的基礎)是由「琉球嶼泥岩」所組成，這和古亭坑層泥岩的組成成分相當接近。當這一大團泥岩（泥貫入體）緩緩上升的時候，珊瑚礁也隨之生長，也因此可以發現到比較年輕的珊瑚礁都分布在島嶼四周，而比較老的珊瑚礁則分布在島嶼中央。
地質災害？
在新聞報導當中為什麼會特別提到南二高中寮隧道北洞口有隧道快速抬升呢？主要是因為這裡有條「旗山斷層」通過。旗山斷層為高雄主要的活動斷層，北起旗山區東側，穿過中寮山西麓於燕巢附近進入海岸平原，約 30 公 里，目前發現距今約7200年內曾經活動過，因此被列為第一類活動斷層，很有可能會再活動。
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旗山斷層分布圖（潛返地心大探索－高雄、屏東，2013） |
接著，我們再看看隧道附近的空拍照和實景：
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| 來源：潛返地心-地質大探索，45頁 |
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| 來源：潛返地心-地質大探索，47頁 |
由以上兩張照片可以看出來，在這個隧道口又有斷層，又有容易鬆動的泥岩，自然就很容易造成土石鬆動，受到當地的大地應力影響，相對應的隧道口則有快速抬升的現象。然而，泥岩、泥貫入體和斷層各自在地底下所扮演的角色為何，從目前的觀測結果還未能有學界一致認同的結論，只是由隧道附近驚人的抬升速率(平均每年上升8cm)，已經提示我們，不僅是大地應力的貢獻，泥貫入體和厚層泥岩於此處應也扮演重要的角色，這也是日前於成功大學所舉辦的研討會揭示的重點，隧道的工程問題只是個開端，西南地區地下的泥貫入體，還有賴持續往下探察、以科學證據知其所以然，才是人類與泥貫入體共存的長遠之計。
研討會揭示的重點，隧道的工程問題只是個開端，西南地區地下的泥貫入體，還有賴持續往下探察、以科學證據知其所以然，才是人類與泥貫入體共存的長遠之計。
參考資料：
關於作者自介：
吳依璇，曾在茫茫的物理之海中載浮載沉，後來隨著海流漂到大洋慢慢沉積下來。
版主解釋得非常詳細,對於有興趣的民眾來說看得津津有味
回覆刪除感謝版主的分享，讓我對家鄉的泥岩與珊瑚礁有更一步的認識。(台南市東山區的土地公山)
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