The Taiwan Island is located at the convergence of the Eurasian and Philippine Sea plates. Dynamic orogeny caused the rapid uplift of the Neogene mountain ranges. The sediments yielded from these Neogene mountain ranges were deposited in the foreland basins, and subsequently uplifted, eroded, and redeposited, progressively toward the west. The sedimentation-uplift-erosion-redeposition cycles resulted in the formation of sedimentary terraces there, which are locally called “tablelands”. Due to methodological restrictions in early studies, the chronological control and corresponding Quaternary environmental change factors are still open for debate. This study focuses on the Miaoli Tableland, where is highly accessible for observing numerous outcrops of the tableland segments. A synthesis of the Miaoli Tableland morphology is proposed based on the analyses of high precision 3D geomorphological mapping, particle size analysis, borehole data interpolation, and OSL dating for depositional ages. The mapping results reveal that the palaeo-topography of alluvial fan(s) covered throughout the Miaoli Tableland area. A new numeral classification of the tableland segments is carried out, with subdivisions based on geometrical properties as Sedimentary Highlands (SH-I/II), and Sedimentary Terraces (ST). Spatial distributions of parallel / dendritic fluvial network developments and corresponding fluvial valley shapes (V-shaped / box-shaped) are identified, roughly bounded at ca. 150m asl. Three sub-types of sedimentary successions are summarized based on the existence and varying thickness of the gravel and cobble bed(s). Spatial distributions of these sub-types correspond to the morphological states of tableland segments. The geometry and morphological state of tableland segment surfaces, the corresponding sub-types of sedimentary successions, and their locations are combined into a 3D model. This 3D model shows that tectonic uplift and successive fluvial dissection caused redepositions of gravels and cobbles from the SH-I through the SH-II and ST to the coastal areas. The cross sections interpolated from the borehole data reveals a spatial pattern of the movement of the gravels and cobbles that corroborates this 3D model. The depositional age estimations provided by OSL dating of the coastal, fluvial and aeolian sediments show that the depositions of gravels and cobbles in the SH-I started during the marine isotope stage (MIS) 5a (approximately 90ka). Those gravels and cobbles were successively redeposited towards the west and north (proximal areas of the SH-II/ST) approximately from the MIS5a to the MIS3. The successive redepositions of gravels and cobbles reached the distal areas by the coast approximately during the MIS2. These depositional phases are correlated with low base level and relative dry climate periods, which are affected by loosened vegetation that provide less protection to the tableland segments during intensive erosion events (e.g. typhoons). The deposition ages among the tablelands surface depositions in western Taiwan shows a pattern that the formation of tablelands in the central to north, including the Miaoli Tableland, are younger than the tablelands in the central to south. A revision of the lithostratigraphy nomenclatures is proposed based on the international stratigraphic guidelines, which reintroduces the original Japanese time stratigraphical terms.
Die Insel Taiwan liegt an der Konvergenz zwischen der eurasischen und der philippinischen Platte. Die dynamische Orogenese führte zu einer raschen Hebung der neogenen Gebirgszüge. Die von diesen neogenen Gebirgszügen stammenden Sedimente wurden in den Vorlandbecken abgelagert und anschließend nach und nach in Richtung Westen angehoben, erodiert und wieder abgelagert. Die Zyklen von Sedimentation, Hebung, Erosion und Wiederablagerung führten dort zur Bildung von Sedimentterrassen, die lokal als "Tablelands" bezeichnet werden. Aufgrund methodischer Einschränkungen in frühen Studien sind die chronologische Kontrolle und die entsprechenden Faktoren für Umweltveränderungen im Quartär noch immer umstritten. Diese Studie konzentriert sich auf das Miaoli Tableland, wo zahlreiche Aufschlüsse der Tableland-Segmente gut zugänglich sind. Auf der Grundlage von Analysen hochpräziser geomorphologischer 3D-Kartierungen, der Analyse der Partikelgröße, der Interpolation von Bohrlochdaten und der OSL-Datierung für das Ablagerungsalter wird eine Synthese der Morphologie des Miaoli-Tablelands vorgeschlagen. Die Kartierungsergebnisse zeigen, dass die Paläo-Topographie der Schwemmfächer das gesamte Gebiet der Miaoli-Tablelands abdeckt. Es wird eine neue numerische Klassifizierung der Tableland-Segmente vorgenommen, mit Unterteilungen auf der Grundlage geometrischer Eigenschaften als Sedimentary Highlands (SH-I/II) und Sedimentary Terraces (ST). Es werden räumliche Verteilungen von parallelen / dendritischen fluvialen Netzwerkentwicklungen und entsprechenden fluvialen Talformen (V-förmig / kastenförmig) identifiziert, die grob auf ca. 150 m ü. NN. Drei Untertypen von Sedimentabfolgen werden auf der Grundlage des Vorhandenseins und der unterschiedlichen Mächtigkeit der Kies- und Geröllschicht(en) zusammengefasst. Die räumliche Verteilung dieser Untertypen entspricht den morphologischen Zuständen der Tableland-Segmente. Die Geometrie und der morphologische Zustand der Oberflächen von Tableland-Segmenten, die entsprechenden Untertypen von Sedimentabfolgen und ihre Standorte werden in einem 3D-Modell kombiniert. Dieses 3D-Modell zeigt, dass die tektonische Hebung und die sukzessive fluviale Zergliederung zu einer Umlagerung von Kiesen und Geröll von SH-I über SH-II und ST bis zu den Küstengebieten geführt haben. Die aus den Bohrlochdaten interpolierten Querschnitte zeigen ein räumliches Muster der Bewegung der Kiese und Gerölle, das dieses 3D-Modell bestätigt. Die durch OSL-Datierungen der küstennahen, fluvialen und äolischen Sedimente gewonnenen Schätzungen des Ablagerungsalters zeigen, dass die Ablagerung der Kiese und Gerölle im SH-I während des marinen Isotopenstadiums (MIS) 5a (ca. 90ka) begann. Diese Kiese und Gerölle wurden etwa ab dem MIS5a bis zum MIS3 sukzessive in Richtung Westen und Norden (proximale Bereiche des SH-II/ST) umgelagert. Die sukzessiven Umlagerungen von Kiesen und Geröll erreichten die distalen Bereiche an der Küste etwa während des MIS2. Diese Ablagerungsphasen korrelieren mit einem niedrigen Meeresspiegel und relativ trockenen Klimaperioden, die durch eine aufgelockerte Vegetation gekennzeichnet sind, die den Tableland-Segmenten bei intensiven Erosionsereignissen (z. B. Taifunen) weniger Schutz bietet. Das Ablagerungsalter der Tablelands im Westen Taiwans zeigt, dass die Tablelands in der Mitte und im Norden, einschließlich des Miaoli Tableland, jünger sind als die Tablelands in der Mitte und im Süden. Es wird eine Überarbeitung der lithostratigraphischen Nomenklatur auf der Grundlage der internationalen stratigraphischen Richtlinien vorgeschlagen, die die ursprünglichen japanischen stratigraphischen Begriffe wieder einführt.
