認識化石

慕冰至

認識化石

菊石化石

生物進化的過程，是人類一直想探索的迷題，現在我們只能從化石之中，尋找到一些蜘絲馬跡，以了解當時生命的歷史片段和太古環境的種種，只有化石才能告訴我們，當時社會背景和自然環境演變過程的真相。 因此，有人說：『每一個化石，都是一本記載地球歷史的書，蘊藏著地球歷史無窮的奧秘，想知道地球上生物的生活史和地質環境如何？必須從化石去找答案。』這就是為什麼有那麼多喜愛化石的人士、學者，樂此不疲地參與研究化石的原因了。

想要研究化石、瞭解化石的真面目、找尋化石的芳蹤，除了瞭解化石的成因之外，還要研讀《地質學》，才能知道何種岩層才有化石和地質年代？有了化石標本要深入研究必須研讀《軟體動物學》、《貝類學》、《古生物學》、《動物學》、《植物學》等科目。平時參加有經驗化石標本採集者帶領的隊伍，到野外從事採集或參加社區大學研習，例如臺中縣山線社區大學的《臺灣石頭學研習班》也是研究化石的最佳途徑。本部落格將從化石入門開始介紹以饗讀者。

（一）何謂化石？

化石簡單地說，就是古生物遺留在地層的生命遺跡或遺體，埋藏在沉積物中，經過一段很長的時間，岩化作用後，於是就蛻變為成化石了。  

化石英文叫做Fossil，是從拉丁語Fossilis而來，意思是地下古生物被挖出。雖然古生物的種類很多，但是能夠保存下來，變成化石的卻不多，化石也不是每個地方都有，有些地層很豐富，有些地層找不到化石，因為生物死亡後，必須要在特殊的天時地利情況之下，而且至少要具備兩種條件，才比較容易形成化石。

（1）古生物要具有堅硬的骨骼或是鈣質的外殼。

（2）古生物死亡後，要迅速掩埋，馬上有泥質類的沉積物保護起來，才不會被毀壞或被其他動物當作食物。

（二）化石的種類：

根據化石的石化過程，可分為下列幾類化石：

（1）原物保存的化石：例如在西伯利亞冰層中所發現的長毛象，牠的屍體被

埋沒在冰層中，雖然經過了二萬五千年左右，整個生物體仍完整地被冰凍起來，所以肉體的各部份，包括血液、食物殘渣等，都被保存很好，又如琥珀（幾萬年前的樹脂內還保存的昆蟲）、貝類化石等，也是以原體外殼保存生物遺體，因此又稱為『活化石』。

（2）經過礦化作用的化石：古生物體中的有機物，經過掩埋、壓縮、沉積後消失掉，使得原來的硬質部份疏鬆而形成空隙，溶在水中的次生礦石便填充這些空隙，使得該化石硬度和重量增加，漸漸地把古生物遺骸轉化為化石，例如脊椎動物的骨骼化石和軟體動物的貝殼化石等。

（3）經過再結晶作用的化石：有時候古生物硬體質中的化學分子結晶，受到種種地質因素（溫度和壓力）的影響而產生重新排列，雖然化石的外型不變，但是骨骼微小結構卻已發生了變化，例如含碳酸鈣的貝類化石，常以此方式形成化石。

（4）經過溶化填充作用的模與型化石：古生物體中的有機物，經過掩埋後，因地熱和地下水的作用，而受到分解或溶化作用，形成一個與生物體形狀相同的空隙，這個空隙就叫做『模』。然後地層中的次生礦物成分，再填充這個模子，就形成與生物外形相同的東西，就稱它叫做『型』，統稱為『模範化石』，例如貝類化石常有內外模。

（5）經過置換作用的化石：古生物體中的有機物，經過掩埋後有時因沉積、掩埋環境的滲透水的關係，含有高濃度的礦石成份，在一個一個細胞進行置換作用，取代了原來的古生物的硬質部份，例如矽質取代樹木而形成矽木化、褐鐵礦質的樹葉、樹枝化石和蛋白質化的菊石等。

（6）經過碳化作用的化石：古生物體中的有機物質，經過掩埋後，經蒸餾作用，將碳酸鈣還原成碳元素，就形成了煤，例如煤和地層中的植物化石等。

（7）生痕化石：在岩石和海灘表面，有許多古代動物爬行的爬痕、足跡和挖掘的鑽孔、洞穴及排泄物等，如果被後來的沉積物掩埋，就可能保存下來形成生痕化石。

（三）研究化石的方法：

生物進化過程，是人類一直探究的謎題，現在我們已經可以從化石之中，找到蛛絲馬跡，以了解地球生命的歷史片段和太古環境的種種，化石往往可以告訴我們當時社會背景和自然還環境演變過程的真相，這就是臺灣有那麼多愛好化石的人士，樂此不疲地參與探索化石的原動力。由化石之中，可以探索形成化石的生物種類和生物體的結果，同時由含化石的地層，也可得知其地質年代。

因此，將所發現的化石中，重要的年代、種類、發現地等資料，整理起來，化石便能告訴我們地球當時，所發生的種種事情的經過。因此，不論您在野外自行採集或購買的化石之後，在玩賞化石之餘，一定要下一番功夫查明化石的種屬，存活於地球的那一世代？現生種的外觀是如何？演化的過程是如何？等等有趣的問題。

在研究古生物分類上，通常以界、門、綱、目、科、屬、種來分類。在地質年代上，通常劃分為元、代、記、世。元分為太古元、原生元、顯生元。代分為古生代、中生代、新生代。記分為前寒武紀、寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀、三疊紀、侏羅紀、白堊紀、第三紀。世可分為古新世、始新世、漸新世、中新世、上新世、更新世、全新世。

（四）化石的功用：

（1）化石是生物演化的時間表：由化石中，可以証明是由何種下等的次第生物，演化為高等的生物，中間演化過程的時間。

（2）化石是計測地球歷史的時間表：由研究化石，可明瞭含化石地層的地質年代。

（3）化石是地球的先知先覺：由化石中，就可以明白地球過去的狀況，假如你在山上採集到海生貝類化石，就可想而知當時該地在海底，而且曾經發生地殼變動。

（4）化石是地球的溫度計：例如你在某產地發現珊瑚化石，就可知當時該地是屬於熱帶地區。假使發現只能在熱帶地區生長的化石，竟然在寒冬的地區找到，或是生長在其他不同氣候的化石，也可能在另一個不同氣候帶的地層中發現。由此可推知，某個地區在過去的氣候和現在大不相同，因此就可了解地球各地氣候溫度的變遷。

（五）結論：

每一顆化石是一本記載地球歷史的書。牠的功用無窮，假如您下次有機會到郊外旅遊時，不妨留意一下，該地是否有化石層?運氣好的話，也許您也會撿到化石，當您撿到化石時，一定要珍惜，並且好好研究一番，也許會得到意想不到的驚喜和收穫。第一次採化石，最好跟隨有經驗的採石者前往，攜帶的工具有小刷子、鑷子、鐵鎚、鑿子、地質鎚、紙、筆等挖出的化石若已破碎，最好以快乾接合，然後整理、記錄、分類與鑑定，再放入塑膠袋內用油性筆做記錄，寫下編號、地點、時間、岩層資料等，帶回家後，再將岩石多餘的部份小心敲除，比較完整的化石標本，可以清水、牙籤、鋼針等清除雜質，再放入櫃子，依類別分類、歸類收藏，以便日後研究欣賞。

參考資料
Cally Hall (1994)。貓頭鷹出版社編譯小組譯 (1996)。寶石圖鑑。臺北：貓頭鷹出版社。
Chris Pellant (1992)。朱靜江譯 (1996)。岩石與礦物圖鑑。臺北：貓頭鷹出版社。
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何春蓀(1982)。臺灣地體構造的演變。臺北：經濟部。
何春蓀(1986)。臺灣地質概論。臺北：經濟部中央地質調查所。
林朝棨、周瑞燉(1974)。臺灣地質。臺中：臺灣省文獻委員會。
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