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四溝層為陸源矽質碎屑的泥質砂岩所組成，沉積環境為正常鹽度潟湖乃至河口灣，含有豐富的貝類化石（Chen et al., 1991即表列超過250種），以及許多呈鈣質結核產狀的蟹類化石（圖二十六），地層中也經常有顯著的生物擾動現象，局部地區也有植物樹葉化石的發現；此外，還有象、犀、鹿，以及鯨豚（圖二十七）等的脊椎動物化石。
有關四溝層沉積年代，由於缺乏足夠可信的指示化石與定年材料，依照電子自旋共振定年法（Electron Spin Resonance，ESR）的對貝類化石分析結果，地質年代大約是在9-14萬年前（Shih et al., 2002）
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* 圖說：
圖二十六 『恆春西臺地』頂頭溝以西小山溝地面所見，由四溝層中沖蝕出來的貝類化石與鈣質結核（箭頭指示）。
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* 圖說：
圖二十七 『恆春西臺地』頂頭溝以西小山溝所見，自四溝層中出露的化石鯨類椎體與肋骨。
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