壹. 採集的方法和步驟


1.      觀察:在做任何的採集動作之前,應該先觀察「目標化石」所在的位置?主角化石在哪裡?在岩層中或滾石中?推測化石的實際可能大小?旁邊其他化石的相連位置?岩石的堅硬程度?準備敲擊的位置和落點?如何將化石完整的取出?如何以最小的破壞做到最完整的採集?


2.      測量:測量化石的大小和在岩層中的相對位置,或化石發現的地點。


3.      記錄:將觀察和測量結果做簡單的記錄和拍照。


4.      採集和敲擊:依照不同岩性的母岩,化石本身不同的堅硬度、膠結度、鬆脆度,有不同的採集和敲擊方式。


l          土壤化的母岩:


這類的化石只要用螺絲起子和小耙子就可以取出,原岩層可能已經風化成土壤或崩毀,甚至原本膠結就比較差,能找到的化石損毀率和不完整度也較高,若還能保持高完整度,則代表該化石石化程度比較好。


l          軟岩層中的化石:


頁岩、泥岩或粉砂岩等易風化的岩石,內含的化石常常也是鬆散易碎,不易保存,採集時要很小心。


像三峽一帶含煤層頁岩中的植物化石就很容易破碎,一旦被水浸泡過後,就會完全碎裂,無法再保留;易碎的岩層要用扁型鑿子和鐵鎚輕輕敲擊,並盡可能擴大範圍,以避免化石受到震動而鬆散,同時需要用瞬間膠補強。


嘉義牛埔的化石保存於細粒粉砂岩層中,母岩膠結度不佳,遇雨則軟,乾了又變堅硬,化石很容易在大雨後被露出,化石採集難度不高,但相對的容易破碎,必須用瞬間膠來黏合補強,採集時也要很謹慎,最好擴大挖掘範圍,以避免傷及化石。


l          結核:


有時泥、頁岩中也有堅硬的化石,如大溪螃蟹化石結核,主要出土於鬆散的頁岩層中,但化石本身的結核卻非常堅硬


大多數結核型的化石,常發生在頁岩和細粒、細質的粉砂岩中,因為化石形成時,其本身的鈣質成分,部分以放射方式擴散溶於周圍細粒的岩層中,造成這些岩石細粒間的膠結黏合,形成一個近乎圓型的團塊,這團塊就是結核,結核往往比週遭的岩層更加堅硬,當岩層風化後,差異侵蝕的結果,就會使結核暴露出來。


只要結核中包含有大型化石,如螃蟹、海膽、菊石,通常用2磅鐵鎚或地質錘敲擊三下以內,就會從有化石的地方完整裂開,因為化石本身就會形成有裂理的易裂面;如果很用力敲擊很多次,結核還是堅硬如故,代表裡面可能沒有大型化石,可能只是包含一些微細的小化石。


l          硬岩層中堅硬的化石:


有些化石碎片與砂粒大量沉積成岩後,常形成厚層砂岩,或者在崩塌後以滾石型態出現在河床,在嘉義觸口八掌溪上游和南投中寮平林溪,這類含化石的滾石很多,岩石非常堅硬,化石不易取出。


這類標本的採集難度很高,由於岩石堅硬,要靠自然風化暴露出化石的機會甚微,即使有也多半有所磨損,如果勉強將化石取出,很容易損壞化石的完整度,需要花比較多的時間慢慢去清理,變換不同形狀的鑿子,儘可能將化石連母岩一起帶回工作室,做進一步細膩的處理,期使化石完整的清理出來。


若是河中滾石,可將滾石直接帶回處理,或現場將之減量,一分為二,二分為四,只帶回含有重要化石的部分,切勿有想要將化石直接挖出的心態,以免玉石俱焚。


 


5.      補強:


任何細心的採集和敲擊,或多或少都會損及化石,有些很稀有又珍貴的化石,能被發現已屬難得,萬一不小心敲壞,就必須立刻修補,而瞬間接著劑就是野外很常用的黏合和補強膠劑,可在五金行買到20g的包裝,雖然在專業研究上,瞬間膠若黏合不當,會造成對化石的破壞。所以通常較鬆散易碎的母岩和化石,儘可能直接以石膏來覆蓋包裹,再帶回工作室處理。


石膏的保護:


l          在化石表面塗上強化劑或瞬間膠,乾後再用濕的報紙覆蓋表面,填塞密實。


l          將紗布或棉布泡過石膏溶液,以交錯的方式覆蓋在報紙上面。


l          待石膏硬化乾燥後,將化石連石膏一起挖出,小心放入堅固的箱子內帶回處理。


6.      包裹:


採集好的化石要立刻將之包裹,以免和其他化石放在一起而碰傷損壞,通常用捲式衛生紙做多層的保護,再用舊報紙或氣泡紙等包好,以做多一層防護。切記,「化石的形成與發現很難得,周密的保護措施卻不難」


7.      分袋:


包裹好的化石,應該依不同的地點、大小、種類,分別放在不同的封口袋、小布袋、塑膠袋和手提袋中,並直接在袋上做記號,或貼上標籤,如果能當場比對圖鑑鑑定,更能方便回去後的整理。


 


補充


 



THEORETICAL ISSUES


       研究動物遺留化石的形成被稱之為埋葬堆積法則學(Taphonomy),是一種透過生物地理與歷史學的方法動物如何從生物變成化石的轉變過程,也是一種研究埋葬與沉積法則的科學。古生物學家及動物學家關注於古代動物系統的重構,動物遺留化石聚集形成的背景及因素,必須了解動物化石是如何堆積在遺址之中的過程中所造成的印記。


 


        Taphonomy and Subsistence Analysis


       埋葬與沉積法則學(Taphonomy)關注於比較化石與原生物之間的異同問題。古生物學與動物學家在分析這些異同問題時,會出現兩個難題。一為古生物幾乎都已經滅絕,很難和現今所發掘到的化石做比較;另一個問題為出土的化石通常是不連續片段的,很難確知完整的化石遺留。而考古學家運用埋葬與沉積法則學進行分析時,也同樣會遇到困擾,若出土的動物化石在解剖學上是完整的,表示其很有可能是自然死亡;相對的若再解剖結構上非常零散,則有可能是非自然死亡。


       埋葬與沉積法則已經發展出許多的模式,包含有:(1)死亡的模式(老病還是自然災害所致)(2)輸送或傳播的模式(是原地埋葬還是自然輸送,例如河流的傳播)(3)堆積的模式(是猛禽的獵物、或是食肉動物的獵物,還是人為的遺留)(4)肢解模式(是被獵殺還是自然分解)(5)碎骨模式(是外力造成的骨頭碎裂還是肉食動物的撕裂)(6)埋葬的模式(是特意埋葬還是自然的埋葬)(7)化學作用(成岩作用、風化、侵蝕、滲礦化)。動物系統考古學最主要的目的即在於要能區辨出動物化石的形成與埋葬過程中的各別因素。


 


        Strategies and Logistics of Analysis


       若從實證性的角度,宣稱能夠測試所有化石的形成過程中所造成的區辨特徵標準(signature criteria)是不切實際的。因為化石形成的過程太過於多樣與不一定,因此再多的實驗與測試都無法將「所有」化石形成過程的區辨特徵標準化,若完全依照已知的區辨特徵標準來分析化石的形成過程,會造成考古學家有時無法解釋的特例出現;也會有出現用不同的區辨特徵標準都能夠說得通的情況出現。因此,在未來沒有更進步的分析方法出現時,考古學家在訂定研究問題時必須清楚地說明,在判斷化石的形成歷史時所採用的區辨特徵標準為何及其可能的限制。


 


貳.   清理和修補的工具與設備

刷子:舊牙刷、鐵刷或毛刷,用來刷洗標本表面鬆散的覆土。


小鑿子、鋼釘、一字起子和大小鐵鎚:用來清理和減少表面堅硬的覆砂和周邊母岩。


鑽子:鑽鑿標本表面堅硬的砂礫。


小沙包:清理標本時,放在標本下面墊底,具有固定標本和保護桌面之用。


木頭砧板:清理化石時,具有保護地板或桌面之功能。


鉗子:用來修剪參差不齊的贅石,增加標本的美感。


電動鑽子或震動雕刻機:用來清除化石表面堅硬的母岩,氣動鑽子需要空壓機,對居住公寓的人並不方便,因為噪音大、擺設位置也是問題,但使用效果較好。


電動磨鑽:經過初步的清理後,化石表面常會有很多雕刻痕或粗糙面,需用研磨方式將之修平或拋亮,但不能損及原有之生理構造。


瞬間黏著劑:市面上通常分2公克或20公克兩種包裝,使用量大時,建議到五金材料行買20公克裝比較划算,主要用來加強或修補破裂化石。


白膠(南寶樹脂):一方面可用來黏補化石,不至於像瞬間膠般黏死,一方面用來強固鬆散脆弱的化石,將白膠加水稀釋後,用刷子沾白膠溶液分多次塗抹在化石上,增加其強固度。


石膏:用來做修補化石缺損部位,或者固定脆弱的標本,野外採集脆弱的化石時,亦可用石膏覆蓋保護。


AB膠或壓克力膠:有些化石極為脆弱,可用AB膠或壓克力膠強固底部。


稀酸:有些碳酸鈣質的化石表面不易清理,可泡適量的稀鹽酸溶液來協助清除表面雜質,可用洗廁所的稀鹽酸,但不要用濃鹽酸,一則危險,一則對化石表面的腐蝕力很強,會把特殊生理構造給破壞掉。


紙黏土或礦物黏土:用來修補化石缺損部位,紙黏土和礦物黏土不會將化石黏死,方便以後的重複粘合。


放大鏡:一般以1015倍放大鏡效果最佳,解析度要好,色差小,可以連續看幾分鐘眼睛不會疲倦為原則。


顯微鏡:超過20倍以上的觀察最好用顯微鏡,一般的立體顯微鏡約10100倍左右最適合,價錢近萬元到數萬元,在選擇上以視野大,解析度好,色差小,可以連續看幾分鐘眼睛不會疲倦為原則。市面上常有號稱數百、數千倍,價值幾千元,只是誇大的廣告台詞;較好的顯微鏡,即使幾百倍,也要數十萬元以上,所以選購上要特別小心,不能貪小便宜。


噴砂機:清理化石表面堅硬的砂土之用,需以空壓機啟動,佔用空間也大,不適於公寓房子,一般的噴砂機噴力很強,容易損及化石表面,最好經過改良,能控制空壓到很輕,才能發揮更好的細部清理效果。


裁石機:有分壓切和裁切兩類型,壓切是利用螺絲的原理手動旋轉壓緊切刀,切割較不平整;裁切是利用裁石機切割石頭,可以裁出任何角度的大小和位置。


研磨機:以電動圓盤加上不同顆粒(目)的水砂紙,將粗糙面加以磨平,必要時亦可加拋光粉以布輪磨光。


超音波:髒污或不易清理的死角,可以用超音波來清理,其原理是用超音波震動的方式來達到清潔的效果,但只限於堅硬的材質,鬆脆的化石放入超音波可能會變成碎片。


 


 清理和修補的方法         


       不論是滾石或地層中採集的標本,經常會遇到的問題,就是含有化石的母岩部分佔有較大的體積和重量,經常我們是直接在野外就將之減肥,但野外的時間有限,若操之過急,反將化石給損壞,所以將標本連母岩帶回處理是比較合宜的做法,可以用比較多的時間和細膩的手法慢慢來處理標本。

母岩的減肥:


    當母岩佔太多體積與重量時,就必須要減肥,但又不能減過頭,因為好的母岩配上正確的標籤資料,等同化石標本的身分證、保證書。


    大的母岩可用大鐵鎚加鑿子放在木頭砧板上處理,或裁石機、電動電鑽處理;中小型母岩可用鉗子、小鐵鎚加小鑿子、電鑽搭配處理。


覆石的清理:


    化石表面經常總是覆蓋一層砂石,輕微的用鐵刷、牙刷、鑷子、超音波即可清除,盡量勿用銅刷,那會在化石表面殘留「銅色」,因為銅的硬度太低,不斷的刷洗就像蠟筆般將顏色殘留在化石上;至於頑強的覆石,就必須用到雕刻筆組件、震動雕刻筆或噴砂機,噴砂機的使用需具備較專業的手法和技術,否則很容易將標本表面的細微特徵給噴磨掉了,雕刻筆使用不當,亦會造成一些無謂的傷痕累累,所以有些專業的手法是在放大鏡或顯微鏡下清理化石,可以保有更完整的表面特徵。


    清理化石是一件很細膩的工作,操之過急,徒然破壞億萬年的化石而已,想要化石呈現最完整的一面,就要靜心、細心、耐心愛心


破損的修補:


    萬一化石在採集或清理的過程,不小心受到損傷時,若不是體無完膚,相信都是可以修補的。採集時破損的話,只要小心將標本連同碎片一起包裹起來,一起放入封口袋中做上記號,日後都可以黏補起來的。


    化石的黏補通常用白膠效果較好,因為白膠不會像瞬間膠般將化石黏死,萬一日後要重新整理、組合也比較方便。有時遇到質地很粉脆的標本時,可將白膠加水稀釋,塗在化石表面做強化處理。


    若破損的部分完全粉碎,不能黏回時,可以用石膏來修補復原,這樣就知道哪些部分是修補的,若沒有特別做研究,純做自己蒐藏,可以再加色處理,或者用其他相似碎片來修補。但有時我們喜歡保持原有破損的樣子,雖然不怎好看,也是一件難得的標本,任何一件標本再怎麼破損,到底也是一件化石,不能隨意拋棄。若要用石膏修補,需在石膏內加入防蟲劑,否則蟑螂是很愛吃石膏的。


 


斷裂的黏合:


    在採集時,遇到標本斷裂,除非化石本身很脆弱,還是建議將它們一起包裹好帶回工作室處理,因為斷裂的化石,斷裂處或裂縫常夾雜很多砂粒,若未清理乾淨,會造成黏合處無法完全密合。尤其如果用瞬間膠黏合,恐怕斷裂處將會很難看,而且無法再拆開重新黏合了。


    所以遇到化石斷裂,第一個要做的就是將裂縫和斷裂處完全清理乾淨,才能使之完全密合。建議黏合時還是用稀釋的白膠比較理想,因為瞬間膠乾後就像塗上透明漆一樣,對化石的品相有所影響。


 


 抽屜櫃:


      抽屜櫃可以容納更多的標本,但因為化石標本重量較重,一般的抽屜櫃並不適用(底層太薄),必須用書局專放圖畫紙的抽屜櫃才行,可在辦公室傢俱行買到鐵櫃型的圖畫紙抽屜櫃,或者自己找專人設計實木木櫃。


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