一：老地層的形成
台灣島所在的地方大約在二億五千萬年前是太平洋西岸海底的一個地槽，所謂地槽就是地殼上巨大的、狹長的窪地。此地槽不斷的承受著來自西方華南古陸沖刷下來的沈積物。後來經過造山運動，終於約在一億到七千萬年前間的南澳運動形成山脈，露出海面。此後又由於地殼的坳陷，台灣島又開始下沉，海水入侵，再度成為海中的地槽，承受來自陸地沈積物的堆積。其主要的沈積物以碎屑岩類為主，就是多砂岩和頁岩，局部有礫岩和石灰岩堆積。
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二：台北露出海面時期
約400 萬年前：由於位於歐亞板塊東方的菲律賓海洋板塊從東南向西北方衝撞歐亞板塊，而發生了著名的蓬萊運動，使數千萬年來沈積的地層不斷的隆起，台灣終於又露出海面，不再下沉了。原來平坦的沈積地層也因受到擠壓而發生褶皺，使隆起的台灣島形成許多丘陵與高山地形。當時台北一帶是丘陵地形，處處皆山，而且有古新店溪從東南向西北方流經今日新莊、泰山、林口一帶入海。
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大約280 萬年前，由於菲律賓海海洋板塊向西北隱沒，深入歐亞大陸板塊底下，受到高壓高溫變成熔岩，於是熔岩從地層的裂隙中不斷的湧出，而發生了驚天動地的大屯火山群的爆發，並掩蓋在臺北丘陵之上。直到約二十萬年前觀音山火山第三期爆發後才停止。
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觀音山形成的原因其實與大屯山系相同，也是因為菲律賓板塊斜插入歐亞板塊之下，當菲律賓板塊進入離地面約一百五十公里深時，因地熱的溫度過高導致板塊融化形成大量的熔岩。這一地點地質學稱之為板塊隱沒點，而大量產生的熔岩也成為火山爆發的原動力。正當大屯山的火山活動持續約二百多萬年之後，由於菲律賓板塊持續向歐亞板塊推擠，造成歐亞板塊向下彎曲，這使得板塊隱沒帶向西移動，造成了大屯山火山活動的逐漸停止，也引發了觀音山因火山活動而生成今日的面貌。 |
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現在的淡水河流域在六萬年前，歷經大屯山系、觀音山的火山運動之後的丘陵地形被推積的更高；只有古新店溪造成的舊林口沖積平原，算是較平坦地帶。這種地形一直持續到斷層運動斷層運動圖的發生，突然之間在現代台北盆地的位置上，地表開始下降，原本地勢較低的舊林口沖積平原相對被提高兩百尺，反倒成為台地。地層發生這樣驚天動地的變化，產生了一些的影響：
六、把河流改搶過來
約在三萬年前因臺北沉陷成盆地後，流入盆地的河流不斷地向上源侵蝕、襲奪，使得原來從八堵經基隆一帶入海的基隆河，改道，收由汐止一帶流入臺北盆地。基降河河道之沉積物以泥沙為主，而景美層之礫石層未能分佈至松山一帶，故盆地東部及東北部之沉積物以泥沙為主。另外，古石門溪也因盆地陷落而改道，向北再轉東北流入臺北盆地，就是今天的大漢溪，其沉積物也以砂礫為主。
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地球氣候在漫長的十億年中，曾經歷過無數的劇烈變化，其中有數次溫度急遽下降，造成地表大部份的地區受到冰河的覆蓋，這一段時期稱之為冰河期在冰河期當中地球上大部份的水分已凝結成冰，造成海水面的下降，使得更多土地露出。但是當氣候回暖之後，大量的冰溶解成水，海面急遽的升高，許多土地在這時也遭到淹沒。台北盆地也就在這狀況下，大量的海水湧入，形成了古台北湖。台北湖並不完全是由海水構成，古淡水河流域也挹注大量的淡水，這使得湖水呈現淡鹹混合的狀態。也就是這種水質吸引了大量的貝類在此定居、繁殖，為在此發展的史前人類提供了大量食物的來源。 |
淡水河流域除了為古台北湖帶大量的淡水外，水中夾雜的泥沙也沈積在台北湖中，隨著時移事往沈積也越來越厚，終於高出了海平面，將海水逐漸的排出盆地之外。因為古台北湖相對於淡水河來說，湖面是完全平坦的，因而當河水夾帶沖積物剛進入湖泊時，沈積作用便發生了。所以古台北是從南邊逐漸的向北縮小，這縮小的過程一直持續到清代康熙年間發生大地震，將今天關渡地區河水的出口加大，大量的湖水湧出，台北盆地的現貌，終於完全呈現出來。
九：今日台北盆地時期
清康熙年33年(西元1694年)，台北盆地發生大地震，盆地的西北部地盤再度下陷，海水再度灌入，台北盆地西北部又變成湖泊，面積約150 平方公里。此後由於泥沙快速淤積，湖水又逐漸地退出，台北盆地又日漸乾涸，而閩粵的漢人也大量的移入，再經過日據時期及光復後的快速都市化，於是逐漸形成今日的台北盆地景觀。
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