演變形成
由於歐亞板塊與呂宋島弧碰撞造成琉球島弧和台灣島向兩側擴張。沖繩海槽是琉球島弧系一個正在活動的弧後裂谷凹陷區,從日本九州的西南方向台灣島東北部向西延伸,形成琉球島弧—海槽系統中塊下方俯衝隱沒的位置,此處有多處火山爆發。台灣龜山島位於此處。
位置境域
台灣龜山島火山群在中國台灣省東部海域,處於宜蘭縣東約12千米的西太平洋上,行政上隸屬宜蘭縣頭城鎮,是琉球火山島弧的西緣,地理坐標北緯24.83°,東經121.95°。島東西長3.1千米,南北寬1.6千米,面積2.84平方千米
地理環境
地質
台灣龜山島火山群主要由安山質火山岩所組成。而龜山島尾部是由安山岩和卵石所組成的條帶,延伸約1000多米,高3米。上面的卵石是很不固定的,如海上刮南風,往往就把卵石推向北面,如果刮北風,從北面湧來的巨浪,就把卵石慢慢推向南面,這樣龜尾就很難穩定在一個固定方向上,如一條會擺動的尾巴。
地貌
台灣龜山島火山群是菲律賓海板塊向歐亞板塊俯衝造成陸殼斷裂下陷、張開形成的台灣斷層系和沖繩海槽南部裂谷系延伸交接部位,地形特徵表現為典型的西太平洋溝−弧−盆體系控制下的構造地形。
台灣龜山島火山群上具有“神龜”吐煙擺尾的現象,這主要是由於火山活動和獨特的火山堆積物所形成。龜山島的“龜頭”,是一個火山噴發殘留的火山錐,至今仍存在硫磺氣的噴發現象,硫磺氣噴出形成一股煙霧,直到半空才消散。
主要火山
台灣龜山島附近海域至少分布著六、七十座海底火山,龜山島是這群火山中唯一一座露出海面的火山。火山溫泉、噴氣孔和噴硫孔不斷噴發。
火山活動
台灣龜山島火山群自第三紀以來,構造運動劇烈,伴之而來的火山噴發十分頻繁,至今仍有活動。
台灣龜山島火山群,採集到位於較下部安山岩角爍含有捕獲的石英砂岩塊,石英經熱釋光定年距今約7000年,表明安山岩噴發年代距今約7000年,因在火山角爍岩之上還有熔岩流的分布,故龜山島火山最近的一次噴發可能小於距今7000年。
自然資源
礦產資源
台灣龜山島火山群的自然硫礦床就產。主要礦床有冷水坑礦床(火山口湖沉積型),死姨子坪礦床(升華型礦床),大油坑礦床(升華型礦床),北投礦床(交代型礦床)等。這些礦床主要分布在火山口附近的窪地或沼澤中,自然硫與泥沙混雜成層出現或以升華硫的形式產於火山口附近的斜坡上,或賦存於凝灰岩層中。硫礦石品位一般為25-30%。北投礦床硫礦石品位最高,達99.85%。大油坑礦床的硫主要是現代火山噴氣孔中噴出的氣態硫,在地表冷卻,以升華硫形式產出。
台灣龜山島火山的四周海底卻盛產珍貴的紅珊瑚。1980年從這個島附近海底採到的一株桃紅色的紅珊瑚,它有5個主枝幹,高125厘米,重75千克,是世界上的“珊瑚王”。紅珊瑚稀少、質地密而堅硬、滑潤晶瑩、造型別致、色澤美麗。它除有明目、安神、鎮驚的藥用價值外,還能作為高雅的裝飾品。
動物資源
據統計,台灣龜山島火山群有魚類270種,是台灣省三大漁場之一。
在台灣龜山島沿岸水深1到6米的水域,還生長著大約60種珊瑚,五顏六色的珊瑚礁成為魚類的最佳棲息地。
台灣龜山島火山口水溫高達攝氏110度,雞蛋都可以煮熟。可在這附近生活著一種奇特的螃蟹,在咕嘟咕嘟的熱水中,它們可以在高溫強酸的環境下生存。
植物資源
被稱為台灣芒的一種芒果,它不畏高溫,是火山區生命力最強的植物。每年九月是芒草開花的季節,普通的芒草花一片雪白,而在火山地區生長的芒草花卻變成了白中帶紅,典雅多姿。
旅遊資源
台灣龜山島火山歷來以龜山朝日、龜島磺煙、龜岩峻壁、龜卵觀奇、靈龜擺尾、神龜戴帽、眼鏡洞鐘乳石觀奇及海底溫泉湧上流等八大景觀而知名。其中尤以“龜山朝日”名列八大景觀之首。
科研成果
台灣龜山島火山群的火山研究目前尚不多。陳於高等在龜山島噴出的角礫岩中發現被烘烤的石英砂岩,採集的石英砂岩經過熱釋光定年,獲得噴發時間為7ka,屬於全新世噴發的活動。另外,在釋光定年的堆積層之上,還發育有熔岩流的堆積層位,說明7ka之後仍存在大規模的溢流式噴發活動,因此公認龜山島火山是一座活火山。
由於台灣龜山島火山群為一座火山島,島上及周邊海域硫磺噴氣孔和溫泉大量發育。據統計,有超過30處的熱液噴口分布在約10~30米的水深範圍內。這些熱液區噴口流體溫度高達116℃,pH(25℃)低達1.52,高溫噴口的流量高達158t/h(陳雪剛等,2018)。噴氣成分主要為CO2,其次為N2,CH4和H2S,來源具有多樣性,主要包括地幔成因氣,沉積物釋放氣和海洋岩石圈氣體。該區的熱液產物主要為自然硫,呈煙囪體和丘狀體產出,2000年8月12日,曾在水深20米處發現了一個高達6米的黃煙囪體。曾志剛等(2007)分析認為龜山島附近的硫來自岩漿去氣作用產生的H2S和SO2,微量和稀土元素組成反映出其主要來自龜山島安山岩,並受到了海水組成的影響,是安山岩和酸性流體相互作用的結果,結合熱力學分析表明,在相對低溫(<116℃)條件下,有氧和酸性的環境中形成了自然硫煙囪體。