一、上新世的地理概況
上新世 5300000~1600000年前
從上新世到更新世，臺灣正處於上升中的狀態，即所謂的「東寧運動」（亦稱蓬萊運動）的造山運動，其原因是板塊的碰撞。約在四百萬年以前，菲律賓海板塊由東南方撞擊而來，造成了以下結果：
（１）臺灣島漸漸隆起形成。在上新世早期，現今臺灣中部逐漸隆起並形成「中臺島」（見圖一），同時將其漸新世至上新世早期的沉積物向其週圍搬運。在更新世時造出了「南臺島」，和中臺島聯合而形成了古臺灣島。
（２）貫穿全島古、新地三紀地層的斷層在此時活動漸烈。
（３）在板塊的交界處形成了含有玄武岩、集塊岩、礫岩塊體，且沒有什麼層理的混同層（註一），並將其推擠上升至海面上。
（４）在上新世末期開始了種種火山活動。
除了中臺島之外，上新世時的臺灣為一處海盆，海盆中最淺的地方大約在今日的桃園一帶，整個海盆往南、往東愈深，南部為淺海至半深海，東部則為淺海至深海，主要的沉積來源是古中央山脈的古第三紀沉積岩、低變質度變質岩及中新世沉積岩，甚少部份來自臺灣海峽之沉積岩及變質岩。上新世中期開始，古、新地三紀地層間的斷層開始顯著運動，以東的地層向西擠壓使地面很快地抬升，使得被抬升的陸地上的沉積物很快地被侵蝕下來，由上新世到更新世地層內沉積物性質的研究發現，其內的顆粒越晚期越粗，且淘選度越不良，源岩越古老，可以想見古中央山脈越來越高，侵蝕、搬運戥沉積作用也越來越烈的情形，這種情形甚至延續到今天，現代臺灣的構造上升率和侵蝕速率是世界上最高的。但是在上新世中期東方第層開始活動時，西部的海盆仍大部份居於下降的情況，因此海盆越來越深而沉積出厚層的地層（卓蘭層和頭嵙山層沉積超達三千公尺）。當時的古中央山脈在較東之處，逐漸的上升並向西移，其活動越晚越烈，向西壓迫的力量強到使海盆由下沉轉而被抬升，漸漸形成中央山脈以西的麓山帶。
上述的沉積物堆積在海盆中，在現今臺灣西部形成了淺海至上部半深海相之堆積物的錦水頁岩層和卓蘭層，另一說法將之統稱為苗栗群。在臺南高雄一帶所看到的古亭坑層，可能是新第三紀泥岩沉積物由海底重力滑動及崩移作用上所形成之滑落沉積物。今日我們能夠看到這些應該在地底下的地層，是因西部麓山帶地層沿著和中央山脈間的斷層上衝，使得上部的地層被侵蝕掉而使地層出露，形成地質圖上南北向帶狀的地層（斷層以東往西露出的地層越來越年輕，見圖二）。此外，恆春半島的墾丁層、馬鞍山層，臺灣東部一帶的利吉層，則是板塊交界帶上造成的混同層，其內混雜大陸邊緣上的沉積岩、沉積物及海洋板塊碎片。
註一：混同層是一個不均勻的混雜岩層，以曾經整體磨裂的泥質填充物為主，夾雜著原地的或外來的岩塊。它的定義並不指涉它是如何造成的，也就是說，這個名詞並不包含成因的含義在內。混同層的時代一般以基質泥含的化石測定，但基質泥的來源十分複雜，可大部份來自岩層中的泥岩與沉積當時的沉積泥，因此化石的組合十分複雜，通常以最年輕的化石作為混同層形成的上界。
二、臺灣各區上新世地層
本文中的地層以周瑞燉1992年時所繪的「The correlation of the stratigraphic division in Taiwan」（表一）為準，其它參考資料為輔。
（三）臺灣南部地區的上新世地層
１．臺南高雄一帶
下部古亭坑層
古亭坑層為高雄一帶上新世及更新世的地層名，時代上可與卓蘭層、錦水頁岩層及相對比，主要為粉砂岩、砂岩及頁岩，夾有具分級層之極細粒混濁砂岩薄層並含有海棲化石及混濁砂岩之滑落沉積物，可能主要堆積於外淺海至半深海環境。岩層中的滑落沉積物表示此層沉積時處於坡度改變較大之處。
若以超微化石生物地層對比，上新世的地層於臺南由下而上有：糖恩山砂岩層的上部一小部份、鹽水坊頁岩層、茅埔頁岩、隘寮腳層、竹頭崎層、北寮頁岩的下半部（註二）；於嘉義地區由下而上有：中崙層上部一小部份、鳥嘴層、濁水溪層、六重溪層下半部。（參見「重修臺灣府誌卷二土地地質篇第九章表９－１」）
註二：以下各層敘述資料見於地調所特刊第四號中葉明官等「臺南－高雄麓山帶上部中新統至上新統地層界定之套探討」一文。
糖恩山砂岩：以細粒泥值沙岩為主，偶夾有厚層頁岩和灰色砂質頁岩。
鹽水坑頁岩：整體為一巨厚的泥岩層，局部夾有薄砂岩層，淘選較差，部份夾有粗粒至極粗粒石英顆粒，局部富集有孔蟲，厚達一公尺。多半為水平平形層理，偶爾才有小型的波成波痕交錯紋理，偶夾有含鐵結核的粉砂岩，較茅埔坑層緻密但發育較差。
隘腳寮層：主要部份是薄層的頁岩和砂岩或粉砂岩所組成之葉理層，含有碳物質碎片，偶有波痕，水流波痕呈交錯層，最大特性為成「千層糕」狀，即以薄層緊密砂頁岩為主，下段有數組向上漸粗、漸厚的沉積序列。
茅埔頁岩：主要部份為厚層頁岩，夾有３～５公分的細粒砂岩和泥質砂岩，膠結性較鹽水坑頁岩差，局部缺少膠結性。
竹崎坑層：本層含有多層凸鏡狀砂岩層，各層間為厚層頁岩或砂岩和頁岩的互嶒所分開。
２．恆春半島一帶
墾丁層（５８０萬至數十萬年前）
墾丁層一名是詹新甫（1974）所提出的，標準地點就是墾丁公園。本層分布在恆春半島的西部，主要分布地區是墾丁公園附近，向北可以延伸到保力和恆春一帶，再向北在車城以北公路邊的尖山，也可能尚有墾丁層的存在。
本層岩性主要是雜亂且層理不明顯的深灰色泥岩到粉砂質沉積物，夾雜著許多大小不等且種類不一的外來岩塊。其泥質填充物經過強烈的剪切運動而常呈光滑的擦面或擦痕，有時含有相當多的基性火成岩和角斑岩組成的小礫石。混同層中同時具有棕、藍或綠色的條紋，有點層理感覺。，直徑可自數公分到一公里，依含量順序有粉砂岩、砂岩、粉砂岩和沙岩的互層、礫岩、枕狀熔岩、火山角礫岩、橄欖岩。常具有濁流岩的構造。礫岩中的礫石種類有玄武岩、輝綠岩、花岡岩和角斑岩等，大致和本區中新世地層礫岩組成相似。因為礫岩抗風化能力強，差異侵蝕的結果，地形上常出現質硬的岩塊聳立在質軟的泥岩間，形成顯著的孤立山峰（大小尖山、青蛙石），在泥岩露出的地方還有惡地地形。
墾丁層中礫岩內的基性、超基性和酸性火成岩礫都來自海洋地殼，代表海洋中產生的蛇綠岩系的上部，目前相信是由已消失的南中國海盆所提供，沒有來自亞洲大陸的材料。目前推測成因與從中新世晚期到更新世的造山運動有關，是板塊的碰撞和括削形成的岩層。
馬鞍山層（４８０萬年至數十萬年前）
本層最好的露頭馬鞍山以因核三廠被鏟平，岩性：下部由塊狀泥岩組成，往上漸變為粉沙岩和頁岩互層，頂部顆粒變粗，甚至有石灰岩碎屑。泥岩中富含浮游性有孔蟲和貝類化石，根據有孔蟲化石判斷沉積環境早期為深海相沉積，往後漸變為淺海向沉積，和其上的恆春石灰岩為不整合層位。
（四）臺灣東部地區的上新世地層
大港口層
本層以頁岩為主，含有礫岩。整合蓋覆於都巒山層之上，同時整合下伏於奇美層之下，地質年代為上新世早期到更新世早期。頁岩呈灰黑色或深黑色，乾時為暗灰色，含水時變為軟質黏土；常夾砂岩薄層。礫岩的礫徑多在10－20公分，有時達四公尺之大，以石英岩、結晶石灰岩、石英雲母片岩、蛇紋岩、輝長岩、安山岩等組成，多為圓礫，在海岸山脈北剬之富源、富田、水璉等地分部甚多。厚度達2000至2700公尺。
利吉層
利吉層是徐鐵良於1965年所命的名字，標準地是海岸山脈南段，縱谷東側的利吉村。本層為黏土質之混同層，主要以無明顯層理的灰黑色或暗紫色泥岩構成，並含大小不同的橄欖岩、輝長岩、輝綠岩、蛇紋岩、玄武岩、枕狀玄武岩及臺灣岩（黑色玻璃質岩）、安山岩、集塊岩、石灰岩、砂岩、頁岩、石英岩、板岩、菱鐵礦等礫。此等外來岩塊和墾丁層中者一樣，小至數公分，大可至數公里，而沉積型態觀之為倒轉岩塊，可由此推斷利吉層為混同層，其外來岩塊為滑落沉積物。周瑞燉認為利吉層可能與錦水頁岩層加卓蘭層或是下部古亭坑層對比；徐鐵良認為本層和大港口層同時異相；斐其及蘇強任為利吉混同層是大港口層的一個輕瀉岩相，與大港口層犬牙交錯或整合在其上，周瑞燉認為其傾瀉材料可能來自西北方的古臺灣島或中臺島。從各方面看，利吉層和墾丁層均十分的相像，其成因也類似。
台東鎮的貓山為不純的灰白色至灰黃色石灰岩構成，局部成礫岩狀，稱為貓山石灰岩，為一外來岩塊，包圍這岩塊的的泥質沉積物已沖刷流失。外來岩塊中最特殊的是基性和超基性的東臺灣蛇綠岩系，此蛇綠岩系的層序是以由輝長岩、輝綠岩及橄欖岩組成的角礫岩為代表，可能來自海洋轉型斷層崖下的崩移角礫岩，上方覆一層在ＣＣＤ以下沉積的遠洋性紅色頁岩，其上再加間夾紅色頁研的玻璃質玄武枕狀熔岩流和火山角礫岩，這些層面可能代表海洋地殼的表層面部份，而深層角礫岩中的紅色頁岩中有中新世早期到中期的超微化石。世界各地的蛇綠岩系都出現在板塊的交界處，且絕大多數位在大路邊緣陸地上，大部份學者都任為蛇綠岩系是古海洋板塊經構造運動才移置到陸地上。
利吉混同層的形成過程是早期由南海地殼的隱沒，使菲律賓海板塊上形成一列島弧，海洋地殼之後接著的大陸地殼無法繼續隱沒，故開始上浮，加上菲律賓海板塊由東向西撞來，先前形成的島弧就像個板子一樣把陸地殼前緣和其上的沉積物全括了起來，裡面包含了從前積在隱沒帶附近的沉積物、一些海洋地殼的碎屑、火山活動的火成岩碎屑和括到較淺的海底時又沉積上去的泥質沉積物。利吉層的年紀因此不容易說個明確，由同位素定年和微體化石的研究，認為利吉層從中新世中期就開始形成了，其內的泥岩中含有晚期中新世到晚期上新世的微體化石，而又含有晚期更新世的陸相礫岩岩塊，所以利吉層在更新世晚期尚有活動，因此上限時代最早可定到晚期更新世（採用地調所「臺灣東部海岸山脈地質」的說法，在周瑞燉的「臺灣的地質」中則認為利吉層的形成年代是由中新世中期到上新世晚期）。
三~四不是我寫的，版權問題跳過
五、參考資料
☆臺灣之火山活動與火成岩 莊文星著 國立自然科學博物館出版
☆墾丁國家公園 內政部營建署墾丁國家公園管理處、中華民國自然生態保育協會出版
☆墾丁國家公園解說手冊１１ 墾丁國家公園地質景觀簡介 內政部營建署墾丁國家公園管理處出版
☆墾丁國家公園解說教育叢書之八 墾丁國家公園地質景觀簡介 內政部營建署墾丁國家公園管理處出版
☆經濟部中央地質調查所特刊第四號 葉明官、楊健一 「臺南－高雄麓山帶上部中新統至上新統地層界定之套探討」 經濟部中央地質調查所編印
☆臺灣東部海岸山脈地質 陳文山、王源 經濟部中央地質調查所編印
☆重修臺灣府誌 卷二 土地志地質篇 周瑞燉 臺灣省文獻會編印
