炭化作用一般發生在具有幾丁質、幾丁-蛋白質的骨骼中。該類生物體在石化時，實體-71-建在火山群中的城市——新西蘭北島奧克蘭地區火山地質考察記中所含易揮發的成分（氫、氮、氧）經蒸餾作用而逃逸，留下較穩定的炭質薄膜。如植物的樹葉等常呈炭化保存下來。馬努考海灣伊胡馬陶海灘的更新統奧胡卡組炭質砂岩、泥岩中的炭質是由當時大量殘餘的樹冠、樹枝和樹根等深埋在沉積物中，與空氣隔絕，經長期的蒸餾作用而形成的較穩定的炭質。
交代作用或稱置換作用古代生物體被掩埋後，其實體部分的成分被地下水溶解，又被新的物質填充，隨後經長期石化作用而形成化石。如腕足動物、頭足動物以及腔腸動物的珊瑚類等化石，即通過這種石化作用而形成的。當溶解和填充速度相等，並以分子相互交換，則可保持生物內部組織結構。如以二氧化矽分子與組成樹莖的內部組織結構物質的分子進行充分的相互交換，結果該樹木就形成矽化木，這時樹莖的年輪甚至連植物內部組織結構都清晰可見。一般置換的礦物都比較穩定，幾乎沒有易溶的，如石英、方解石、黃鐵礦、赤鐵礦等礦物。
（3）模鑄化石這種化石是不保存生物實體本身，而是保存生物體在其底質、圍岩或體內填充物中留下的各種印痕和複鑄物。該類型還可分為印痕化石、印模化石、複型和鑄型化石。
印痕化石當樹葉、樹枝等沉落在海、湖、河水中，如遇到細膩的底質，隨後又接受沉積，使樹葉、樹枝等有機體在壓力和熱量的作用下腐爛、揮發而消失，但有機體的外形及其紋理卻烙印在沉積物上，伴隨沉積物一起經曆成岩作用，使我們現今能在細致頁岩或泥岩中看到各類生物穴痕，這類化石就稱為印痕化石。除植物葉子（圖4-19）外，動物的觸須、腔腸動物水母、環節動物等，因它們沒有硬體，一般看不到它們的實體化石，但可以以印痕形式保存下來。
印模化石（包括外模和內模）外模是生物遺體外部形態在圍岩上留下的印跡，或是生物遺體內部形態在填充物上留下的印跡，這兩者表麵所反映的紋理，其凹凸情況與原物相反。有一些生物，如雙殼動物，當其兩個殼瓣間的軟體因腐爛而消失，留下空腔為泥沙所充填，其充填物的大小情況與原體腔完全一致，稱為內核（圖4-20上-5、圖4-21），其表麵所顯示的是兩個殼瓣的內部構造特征。
鑄型和複型化石當生物遺體外麵覆以沉積物，內部也為沉積物所填充，其後，雙殼又被地下水溶蝕，所留空間再為其他物質填充，這樣圖4-19植物葉子印痕化石就構成了鑄型。如果遺體內部未被沉積物填充前，殼體又被地下水溶（據南京大學地質係古生物蝕，所留空間為其他的物質填充，則稱為複型，也稱外核（圖4-20下）。
地史學教研室編，1980）鑄型和複型化石其外形都與未變化實體化石和變化實體化石相似，但遺體內部構造全未保存，其成分往往和原物完全不同。如奧克蘭北區東部塔卡普納海灘上，由火山熔岩流充填的樹莖基部和樹根係的全部空間所形成的模鑄化石，大部分應歸屬複型化石。
如果樹莖的木質部、中柱在埋藏後腐爛而消失，其空間被其他礦物質充填，留下樹莖的皮層；隨後皮層又被地下水等溶蝕掉，所留下的原皮層空間又被其他礦物充填，成為鑄型化石，但它具有內核，如圖4-4、圖4-6之A。鑄型化石與複型化石最大區別在於前者有內核，後者則沒有內核。
-72-第四章奧克蘭地區史前森林的遺跡及其成因圖4-20內核和複型化石形成過程上—內核的形成：1—雙殼綱殼瓣；2—軟體腐爛，並被掩埋；3—內部被填充；4—殼瓣被溶蝕；5—內核。下—複型的形成：1—2—同上；3—外殼溶蝕；4—空隙被填充；5—複型。（據南京大學地質係古生物地史學教研室編，1980）圖4-21內核化石（雙殼綱）左—殼內形態：中—殼外形態；右—內核（據南京大學地質係古生物地史學教研室編，1980）2.遺跡化石通常是指古代生物生活活動時在底質沉積物表麵或內部留下它們活動的痕跡或遺物。但遺跡化石很少與實體化石被同時發現。遺跡化石很多，如高等動物，特別是四足動物行走時所留下的腳印；低等動物移動時，在底質、圍岩、填充物中留下的移跡；生物生活在石質的底質中鑽蝕的棲孔，在軟質底質表麵或在其內部挖掘的洞穴等；生物代謝的排泄物和生殖產物，如蛋、糞團等也歸入遺跡化石。
3.化學化石現代化學分析和研究表明，古代生物遺體雖然消失，但組成生物的一些有機物則以一定的化學分子結構保存在各地質時代的岩石中，並能證明古代生物的存在，因而稱它為化學化石或分子化石。目前多用於石油勘探，並獲得了很好的效益。
總之，奧克蘭地區這些史前森林遺跡，不僅是新西蘭的獨特自然景觀之一，而且在世界範圍也是較少見的。
-73-第五章奧克蘭地區火山和海成地貌景觀一\/火山地貌由於奧克蘭是一個火山活動比較頻繁的地區，所以奧克蘭地區火山地貌特征與該地區的火山活動有十分密切的關係，如由火山口、火山錐和火山岩可分別構成許多火口湖、低平的截頭圓錐狀山和平緩的波狀起伏的丘陵地形等。
（一）火口湖和盆地奧克蘭火山區中，約有10多座中心式低平或低錐狀火山噴發類型的火山口遍布在奧克蘭地區各地，有的火山口已充滿水成為火口湖。湖一般呈橢圓或圓形，直徑小的僅50多米，如位於奧克蘭南區南部的威裏湖，長度約40米，寬度約10米（圖5-1）；大的直徑可達1000米，如普普凱湖。深度可達100米左右，如奧拉凱火口湖等。有的在湖或盆地中心有一隆起的火山噴發錐，如芒卮雷湖火口湖（圖5-2）。北區南部的坦格農場（TankFarm）火口湖已成為沼澤地（圖5-3）；有的火山口未充水，以奧克蘭市政公園火山口和奧圖阿陶阿火山口（圖5-4）為代表。
圖5-1奧克蘭南區南部威裏火口湖全貌-74-第五章奧克蘭地區火山和海成地貌景觀圖5-2奧克蘭南區西部芒厄雷湖火口湖全貌圖5-3奧克蘭北區南部的坦格農場火山口已成為沼澤地-75-建在火山群中的城市——新西蘭北島奧克蘭地區火山地質考察記圖5-4奧克蘭南區西南部奧圖阿陶阿火山口全貌（二）火山堆積地貌火山噴發時在火山口的周圍就會堆積大量的火山碎屑物和熔岩，如火山渣、火山彈、火山礫、火山塊、玄武岩等，構成火山圍脊或錐體。火山錐的錐體形態、大小、高低與組成火山錐體的物質成分和性質有關。如噴發的熔岩是基性玄武質岩漿，它所含的矽酸鹽礦物質和揮發組分較少，黏度也比較小，它的流動性比中、酸性的熔岩快，所形成的火山錐的外坡角度就比較小，約小於10度，山的外形呈低的截頭圓錐狀，如奧圖阿陶阿火山和泰勒斯山火山（圖5-5）。而在西海岸穆裏懷海灘（鳥島）以南約16公裏的皮哈（Piha）圖5-5奧克蘭中區東北部泰勒斯山火山（林海青攝）海灘近岸處，有座-76-第五章奧克蘭地區火山和海成地貌景觀破火山口和火山錐（稱獅子山火山）（圖5-6）及在北島中部瑙魯霍伊（Ngauruhoe）火山的火山錐（圖5-7），由於它們的熔岩都是中性的安山岩或夾火山碎屑物，所形成的火山錐外坡角度就比較大，可達20～30度。又如我國東北吉林長白山天池火山錐體的物質，是中性的粗麵岩和堿性的岩漿，黏度比較大，流動慢，加上大量空降的浮石堆積在火山口周圍，所形成的火山錐就較高，火山錐外坡角較大，約30度，與噴發時火山碎屑物靜止角大致相當（圖5-8）。這說明火山錐形態特征與所噴發的物質以及熔岩礦物組分不同，所形成的火山錐的形態也就不同。
圖5-6獅子山火山全貌（林海青攝）圖5-7北島中部瑙魯霍伊火山全貌圖5-8吉林長白山天池火山口的東部景觀由於奧克蘭火山區的火山所噴出的熔岩絕大部分是基性玄武質熔岩，所以它可流到離火山口比較遠的地方，如三頭山火山噴發的玄武質熔岩，流動的長度可達13公裏。在諸火山熔岩流出所經過的沿途往往形成平緩的波狀起伏的地形。在熔岩流動和冷凝過程中還可形成各種特殊的火山地貌景觀，如前述的火山熔岩隧道、繩狀熔岩、小穹隆體等。有的在海底下噴發還可形成火山島，如朗伊托托島、莫圖科雷亞島（Motukorea）（圖5-9）等。
-77-建在火山群中的城市——新西蘭北島奧克蘭地區火山地質考察記圖5-9海底火山噴發而形成的莫圖科雷亞島（林海青攝）二\/海成地貌奧克蘭地區東、西部鄰海，由於全新世發生的地震、火山和冰川活動而引起海嘯、海平麵的升降以及在日常的海流、潮汐等海水營力作用下，造就了海蝕階地和眾多海蝕地貌類型，現就在野外所觀察到的海成地貌景觀簡要地向大家介紹一下。
（一）海蝕階地在地殼運動時，由於陸地和海麵的上升量或下降量有差異，當陸地上升量超過海麵的上升量，部分原海底則出露水麵形成海岸。其表麵可殘留著海相沉積，如泥沙或介殼碎片，或留有波浪磨蝕活動的遺跡。如在奧克蘭東海岸的穆西克角原位於海麵下，但由於地殼運動影響，其鄰近海岸上升量較其海麵上升量大，就將原位於海麵下的穆西克角，以海蝕上升階地露出水麵，而且被抬升至海麵以上約20米高處，稱“水上海蝕階地”。離海麵高度代表著形成該級階地後海麵相對下降的幅度（圖5-10）。在海蝕台麵上還堆積一層古老的鬆散的細沙、火山灰和介殼灘等，在該階地近海處又遭受圖5-10奧克蘭中區東海岸穆西克海蝕陡崖海浪衝擊和侵蝕作用，逐漸形成比前階地-78-第五章奧克蘭地區火山和海成地貌景觀低的更新的階地。如果將早期形成的階地稱一級海蝕階地，而後來形成的海蝕台（階地）就稱二級海蝕階地（圖5-11）。西海岸穆裏懷海岸的海蝕階地同樣地也可分為兩級階地（圖5-12），圖中d和b分別為一和二級海蝕階地，它們與東海岸穆西克角兩級海蝕階地離海麵的高程也大致相似。