地層裡的故事

在地層對比常用的一種,以化石作對比法,例如圖四為三個沈積地層;甲地層中有馬的骨骼化石(新生代),乙地層中有恐龍的骨骼化石(中生代),丙地層中有三葉蟲的化石(古生代),丁為安山岩脈,戊為斷層。我們可以由各地層的化石得之地層的絕對時間排列是古生代=>

中生代=>新生代,岩層由下往上一層一層堆積,所以年代老的岩層在下,年代新的在上

另外安山岩脈及斷層均晚於三個沈積地層,所以上述五個地質事件的排列順序分別是:丙地層:有三葉蟲的化石(古生代)=>乙地層:有恐龍的骨骼化石(中生代)=>甲地層:有馬的骨骼化石(新生代)=>丁:安山岩脈=>:斷層。

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  照片十三: 南橫寶來的化石                

1-4-1化石成因

首先我們先來介紹,古生物學是一門專門研究化石的科學,是地質學中的一門,當中有提到化石是地質時代生物的遺體、遺跡或排泄物等,在自然狀態下被埋藏在地底下而被人類挖掘出來者,而且化石必須具備有時間上的意義,例如恐龍的化石代表該地層是中生代,三葉蟲化石代表

是古生代的地層。另外

()形成化石的條件:生物須具有堅硬部份,在其死亡後被迅速掩埋,掩埋的場所以沈積岩最好,當中以頁岩和石灰岩的顆粒最細緻,形成良好化石的機會最高。

()形成化石的機率:自顯生元以來,科學家估計約有十億種以上的生物出現過,但是成為化石被人類發現而記錄下來的約有13萬種之多,機率約0.013%。

()標準化石:能夠決定地層形成年代的化石,一般須具備以下的條件

1、演化速度快。 2、生存期限短 3、分布範圍廣 4、個體數量多 5、具有明顯特徵極易辨識

有些化石未受改變的方式,就是整個生物體幾乎沒有變化,包括肉體和骨骼都被保存下來,例如琥珀中的蚊子或西伯利亞冰層裡發現的長毛象。還有一些經過改變的形式,其生物體本身的成份可能經過礦化、溶解、取代、脫水、再結晶等作用,而改變其硬殼或骨骼的成份或結構,如美國亞利桑那州的矽化木,樹幹的組織完全為矽所取代,但其年輪等植物體結構仍然保留下來。最後是生物體的遺跡,像是古生物的排泄物或活動所留下來的痕跡均屬之,此種化石稱為生化石,常見於苗栗後龍溪出口的砂棒;螃蟹挖的洞穴等。所以要形成化石是非常稀少的,而且化石可以帶給我們許多遠古時代的重要訊息。

 

1-4-2地層與地質事件

在地質事件的介紹之前先認識一些地質上的原理:

()水平定律:沉積物沉積時都呈水平狀態。

()疊置定律:未受劇烈變動的積岩層,越下方的岩層年代越老。在一般情況下,上層的地層比下層的地層新(年輕)。

()截切定律:地質事件相互影響,被截切的地層比截切的地層老。

實際應用:如下圖五地質事件發生圖當中,由水平定律得知該地層尚未受到外力影響,再由截切定律中可以知道火成岩脈與斷層比頁岩、礫岩、砂岩較晚發生(頁岩、礫岩、砂岩被火成岩脈與斷層截切),而火成岩脈比斷層早發生,(火成岩脈被斷層截切),最後疊置定律決定出岩層的先後順序是:頁岩=>礫岩=>砂岩。所以整個發生的地質事件的先後順序分別是:頁岩=>礫岩=>砂岩=>火成岩脈=>斷層。

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1-4-3地質年代

在地球漫長的46億年間,為了區分時間上的方便,所以就依照歷史上各朝代的分法,區分為元、代、紀、、期,例如:現在是顯生元的新生代第四紀的全新末。這種分法是按照放射性定年的方法來決定岩層形成年代。

(一)相對地質年代:利用化石出現的先後順序來決定岩層沈積的順序,此種方式只能決定先後,無法決定岩層形成的時代距離今日有多久。

表四:地質年代表

Eon

Era

Period

Eopch

放射性定年

單位:百萬年

顯生元

Phanerozoic Eon

新生代

第四紀

全新

0.01

更新

1.6

第三紀

上新

5.3

中新

23.7

漸新

36.6

始新

57.8

()

66.4

中生代

白堊紀

 

114

侏儸紀

 

208

三疊紀

 

245

古生代

二疊紀

 

286

石炭紀

 

360

泥盆紀

 

408

志留紀

 

438

奧陶紀

 

505

寒武紀

 

570

隱生元

Cryptozoic Eon

元古代

 

 

2500

太古代

 

 

3900

超古代

 

 

4600

(二)絕對地質年代:利用放射性同位素定年的方法來決定岩層形成的年代。

絕對時間(Absolute time)

決定一個地質作用或地質事件是在多少年前造成的,是一種有數值(通常以年或百萬年為單位)的測定。例如利用放射性同位素定年的方法來決定一個地質事件(例如火山噴發形成熔岩)的絕對時間。以下為自地球誕生以來的地質年代表:(如上表四)所示。

 

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