青铜马弓手，量一弓手，安敢乱言 阅读原文 此问题涉及到台湾省的地质成因，以及汇聚板块边缘的构造过程。 简言之，台湾岛西部是欧亚大陆刚性板块，所以相对平缓；东部为板块边缘的碰撞造山带，所以地势高峻。 从地形上看，我国台湾岛西侧地势低平，台湾海峡平均水深不到百米；东部为山地，再向东水深四五千米。 如果抽干海水，台湾岛西侧只是地形起伏不过几十米的谷地；台湾岛东侧是四五千米的悬崖。 台湾岛及其周边构造演化模式 ，底图来自| Tian ZX 2019 JGR 为何会出现这种东西极其悬殊的地势？ 因为台湾岛是洋 - 陆汇聚板块边界复杂构造运动的产物。 台湾岛现今地貌，由两个过程决定： （1）北部：欧亚板块 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块过程； （2）中 - 南部：欧亚板块（冲绳海槽）- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块过程。 一、两条海沟 从板块归属上来看，台湾岛位于欧亚板块和菲律宾海板块交汇处。 其中，欧亚板块主体是大陆板块，菲律宾海板块主体是大洋板块。 台湾岛虽小，但在地质单元上可以一分为三： 其主体是欧亚板块（地质组成类似东海大陆架），是大陆板块； 其东南缘一小部分来自吕宋岛弧及相关的俯冲增生楔； 东北缘一小部分来自琉球岛弧及相关的俯冲增生楔。 简单来说，在大洋板块上形成的岩浆弧，和欧亚大陆板块拼合到一起，形成台湾造山带，在地质学上被成为“弧 - 陆碰撞造山带”。类似下图： 弧 - 陆碰撞造山带演化模式图 |Frisch，2010 台湾岛虽是弧 - 陆碰撞造山带，但是形成过程要更为复杂。 台湾岛附近有两条海沟： 位于台湾西南海域南北走向的马尼拉海沟； 位于东北海域近东西走向的琉球海沟。（ps：这里仅指台湾附近，其实整体是北东 - 南西走向） 右图中带箭头的红色线条表示海沟位置，箭头方向指示板块俯冲方向 仔细看观察上图的俯冲方向，马尼拉海沟处板块的俯冲方向向东，琉球海沟向北俯冲（ps：这里仅指台湾附近，其实整体是向北西方向俯冲）。 两条海沟，近垂直的俯冲方向，说明这个汇聚过程不简单。 这也造成了台湾岛南北板块构造过程的差异。 台湾岛现今的地貌与这两个海沟密切相关。 补充：什么是海沟？ 海沟是大洋板块发生俯冲的位置，即大洋俯冲带露于地表的部分，表现为一条狭窄的深沟。 其可能的形成过程是：大洋板块俯冲至另一个大洋板块之下，也可以是大洋板块俯冲至大陆板块之下。例如比较知名的马里亚纳海沟，就是太平洋大洋板块向菲律宾海大洋板块俯冲的产物。（如下图） 左图展示了三种不同类型的海沟；右图为马里亚纳海沟的示意图（李三忠，2019） 通常我们看到的这种俯冲汇聚模式图都是两个板块，一条海沟（俯冲带），指示一个俯冲汇聚方向。 但是，台湾岛附近有两条海沟，且俯冲方向差异较大，其汇聚模式其实在本文的第一幅图就给予了展示。类似的中文模式图还有下图： 中国国家地理@李雅心 此图清晰地呈现了前文所述，台湾岛的地质单元可以一分为三： 其主体是欧亚板块（地质组成类似东海大陆架），是大陆板块； 其东南缘一小部分来自吕宋岛弧及相关的俯冲增生楔； 东北缘一小部分来自琉球岛弧及相关的俯冲增生楔。 我们将台湾中 - 南部和北部的演化分开来讲。 二、台湾岛中 - 南部的地质成因与演化 先看欧亚板块 - 马尼拉海沟 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块的关系和形成过程。 从上图可见吕宋岛弧和菲律宾海板块仰冲至欧亚板块之上，与我们通常所说的，高密度的洋壳俯冲至低密度陆壳的模式有差异。 这就要涉及从中生代晚期到新生代的俯冲方向的转变 ps: 即一亿以来，板块的俯冲方向从东向西俯冲，转换至从西向东俯冲。 （1）中生代时期，（古）太平洋板块向西俯冲于欧亚大陆之下，导致中国东部形成了安第斯型的岩浆弧。（一亿多年前，浙江、福建等地是一条海拔数千米的火山山脉，类似现今南美安第斯山脉） 索艳慧，2017；黄奇瑜，2017（1Ma=1 百万年） （2）新生代中期，南海洋盆初始打开： 受到岩石圈底部动力学作用，欧亚大陆地壳拉伸变薄，形成了一系列断陷构造。 大约在距今 3300 万年前，南海大洋岩石圏扩张，出现洋中脊，形成南海洋壳。（PS：南海成因复杂，学界观点众多，本文只涉及与台湾岛成因相关的部分） 南海洋壳的形成，为之后板块俯冲方向转变，以及吕宋岛弧的形成奠定了基础。 此外，在南海洋壳俯冲之前，有学者认为在南海岩石圈与花东海盆（菲律宾海板块的一部分）之间可能以转换断层接触（下图 e）。 | 黄奇瑜，2017 （3）新生代中后期，发生了俯冲极性反转，并且形成了吕宋岛弧： 1800 万年前，南海岩石圈沿马尼拉海沟向东俯冲于花东海盆之下(下图 d)，形成南北向活跃大陆边缘弧 - 海沟体系（下图 e）； 因此，有学者推论南海中洋脊的停止张裂可能与南海向东俯冲有关。 南海洋壳向东俯冲，一开始形成了一个弧前张裂盆地（下图 d），不过存在时间很短。 随着俯冲的继续，从地表带到深处的富水沈积物以及来自上下盘的岩石碎块，在高温下发生熔融，形成了一串南北走向的吕宋火山弧（下图 e）。 | 黄奇瑜，2017 以上都是准备工作，截止到目前，台湾岛还没有真正形成，更别提出露水面。 （4）万事俱备，弧陆碰撞形成台湾造山带。 | 黄奇瑜，2017 沿马尼拉海沟南、北两两侧，发生岩浆弧和欧亚大陆的碰撞。 650 万年前开始，在台湾附近出现斜向碰撞，而且碰撞点由北向南迁移；同时，增生楔开始逐渐出露于海平面之上，形成台湾岛的雏形。 距今约 100 万年时，弧前盆地及火山岛弧向西仰冲于中央山脉增生楔之上，形成海岸山脉及台东纵谷碰撞缝合线。 此时，台湾岛的主体形貌已经形成。 其西侧为造山带的前陆地区，地势相对平坦（例如四川盆地西部就是龙门山造山带的前陆地区）； 其东部为造山带的核心地带，地势高陡。 台湾造山带结构剖面 | Chen CT 2018 但是，台湾岛北部的构造演化不能忽略，例如台湾北部宜兰平原的形成与上述过程关系不大，这与欧亚板块（冲绳海槽）- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块的演化过程有关。 三、台湾岛北部的地质成因与演化 上文已知，在台湾岛南部主要涉及欧亚板块 - 吕宋岛弧 - 菲律宾海板块相关的板块构造过程，是菲律宾海板块仰冲至欧亚板块之上。 与此不同，台湾岛北部所涉及的欧亚板块（冲绳海槽）- 琉球岩浆弧 - 菲律宾海板块的过程，是菲律宾海板块俯冲至欧亚板块之下，且其过程相对简单。 菲律宾海板块向欧亚大陆俯冲，在欧亚大陆的边缘形成岩浆弧——琉球岩浆弧，以及弧后盆地——冲绳海槽。 台湾岛东部的花东海盆，沿琉球海沟向北俯冲，形成弧后伸展环境——冲绳海槽。 海槽逐渐向西南张裂，大概 100 万年前，延伸到台湾岛东北部。 因此，中央山脉北段崩塌，地形降低，形成三角形的宜兰平原； 台东纵谷的最北部(24°N 以北)陷落为清水断崖。 中国国家地理@李雅心 综上，台湾岛中 - 南部弧陆碰撞造山带奠定了台湾岛西平东陡的主要地形格局，台湾岛北部的伸展构造背景，使得台湾岛北部也出现了平原地貌。这两个过程完成今日台湾岛的地貌塑性。 四、揭秘台湾岛地质演化的关键——增生楔 也许你会好奇，台湾岛这么复杂的形成过程，地质学家们是如何研究出来的？ 其过程和方法多样且复杂，我顺便补充一个上文没有解释的地质单元。 上图可知，其实除了大陆板块和岩浆弧的物质，台湾岛还有一个重要的组成——俯冲增生楔。（即上图中黄色的“增积岩体”） 增生楔的成因类似于搓澡。呃……口误，就是俯冲过程中，由于摩擦作用，刮削下来的岩石碎片，可以包含上盘板块、下盘板块的物质。如下图： 俯冲增生杂岩 |Frisch，2010 地质学家们通过野外、显微镜和地球化学的手段，分析俯冲增生楔、以及上下盘岩石的物质组成，测定岩石年龄，就知道上盘和下盘的性质和来源，以及关键地质事件的年龄。 野外、地球化学、物源分析、年龄测试 | Tian ZX 2019 JGR 下盘岩石单元沈积 - 构造演化研究| 李占东，2019 再根据不同地质单元之间的构造样式、接触关系以及变质作用等，反推构造 - 变质地质过程。 例如，台湾岛从北到南的增生楔和构造剖面如下图： Tian ZX 2019 JGR 在上述沈积、岩浆、变质、构造变形的研究，再结合深部地球物理等研究，就可以对台湾岛的成因有一个系统的认识。 Tian ZX 2019 JGR 五、日本岛与台湾岛地质成因差异 题主还提到了日本岛。 日本岛成因与台湾岛成因完全不同。 非要找相似点的话，台湾北部冲绳海槽和琉球岩浆弧的形成过程和日本岛的成因有一些相似之处，只是前者的演化尚不成熟。 日本岛本是欧亚大陆的一部分，其基本的地质背景和中国华北相似。 后来，太平洋板块向西俯冲，形成了日本岩浆弧，类似于南美的安第斯山脉。 南美的安第斯山脉——安第斯型活动大陆边缘 |Frisch，2010 但是，日本与安第斯不同的是，日本地区不安生，一心搞独立，西太平洋板块俯冲至欧亚大陆下点了一把火，日本地区就从欧亚大陆分裂出去了。 日本性活动大陆边缘 |Frisch，2010 从地质学角度来看： 为何说日本岛是从欧亚板块分裂出去，而台湾岛是欧亚大陆不可分割的一部分？ 判断是否分裂出去的标准并非是是否有海水相隔，而是是否有新的大洋地壳产生。 很显然，台湾岛西侧的台湾海峡还是完整的欧亚大陆岩石圈，只是盖了一层薄薄的海水而已。 而日本西侧的日本海已经有新生的洋壳诞生。 未来，日本岛有几种可能的命运： （1）俯冲侵蚀作用，被卷入海底； （2）日本岛西侧的日本海盆发展出俯冲带，日本岛再次拼接到欧亚大陆； （3）西太平洋闭合，欧亚大陆与北美大陆拼合，日本岛的残块在夹缝（造山带）中生存。 扯远了…… 总结 台湾岛是中国不可分割的一部分，除了历史原因，在地质成因上也完全说得通。 呃呃……其实， 我想说的是，台湾岛位于欧亚板块与菲律宾海板块汇聚边缘，其地质构造演化过程复杂。 台湾岛及其邻域也是世界上现今最典型的、依然活动的俯冲型造山带之一，菲律宾海板块与欧亚板块之间的俯冲—碰撞是台湾—吕宋地区地体运动（海岸山脉运动）的主要动力来源。 台湾岛中 - 南部弧陆碰撞造山带奠定了台湾岛西平东陡的主要地形格局， 台湾岛北部的伸展构造背景，使得台湾岛北部也出现了平原地貌。 这两个过程完成今日台湾岛的地貌塑性。 台湾岛是现今正在进行的新的造山带，因此这种地貌还会持续维持下去，但其后果是地震频发。 湾地区地震分布图(a)、 GPS 位移量(b) | 黄奇瑜，2017 湾岛卫星影相(c)及两大河系分水岭(d) | 黄奇瑜，2017 台湾岛所在的西太平洋大陆边缘，是地球上最复杂的板块边界。台湾岛的成因非常复杂，并非用一种经典的成因模型，几句就能概括清楚。难免会涉及许多专有地质术语，希望能有所帮助。 参考文献： [1]Malavieille, Jacques (2002).Special Paper 358: Geology and geophysics of an arc-continent collision, Taiwan Volume 358 || Arc-continent collision in Taiwan: New marine observations and tectonic evolution. 187–211. [2]Tian, Z.-X., Yan, Y., Huang, C.-Y., et al. (2019). Geochemistry and geochronology of the accreted mafic rocks from the Hengchun Peninsula, southern Taiwan: origin and tectonic implications. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124. [3]Chen C T, Chan Y C, Lo C H, et al. Basal accretion, a major mechanism for mountain building in Taiwan revealed in rock thermal history[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2018, 152: 80-90. [4]Huang T Y, Gung Y, Kuo B Y, et al. Layered deformation in the Taiwan orogen[J]. Science, 2015, 349(6249): 720-723. [5]Huang, C.-Y., Yuan, P.B., Tsao, S.-J., 2006. Temporal and spatial records of active arc-continent collision in Taiwan: a synthesis. Geol. Soc. Am. Bull. 118, 274–28 [6]Mondro C A, Fisher D, Yeh E C. Strain histories from the eastern Central Range of Taiwan: A record of advection through a collisional orogen[J]. Tectonophysics, 2017, 705: 1-11. [7]Frisch W, Meschede M, Blakey R C. 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