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芝山岩遺址所在範圍除了包括至誠路雨聲街所圍繞山麓及小丘頂部以外，並向山麓下方道路延伸。由探坑的地層及出土的文物，可以看出芝山岩的文化層堆積層序為舊石器晚期文化/大坌坑文化/芝山岩文化/圓山文化/植物園文化，其中圓山文化分布最廣。
舊石器晚期文化
考古學家曾在芝山岩地區發現一件由礫石打剝製造，可以拿在手上使用的石器。由石器上黏附著海生動物外殼還有在水中磨損的痕跡推斷，可能是當時人類使用後丟棄。但因舊石器晚期只留下少數石器等工具，所以推測當時人類只到此活動，並未定居在此。
大坌坑文化
大坌坑文化人距今約7000年前~4700年前，這一群新石器時代的人們，最早定居在台北縣八里鄉觀音山下的大坌坑。約6000年前台北盆地的湖水慢慢退去，他們就沿著淡水河搬到芝山岩。大坌坑文化人的聚落小，出土的遺物以帶有繩紋的陶器為主石器很少。
芝山岩文化
芝山岩文化人約3800年前~3000年前之間。至目前為止，芝山岩文化僅被發現於芝山岩，但出土遺物內容豐富包括陶器、石器、骨角器、木器、草編、稻米種子、人骨、獸骨、魚骨及貝類。而且在芝山岩文化底層發現帶穗的碳化稻米加上一些農具出土，證明三四千年前或更早台灣即有稻米的種植。
圓山文化
圓山文化層距今約4400年前~2500年前，圓山文化層最大的特色是發現許許多多的貝塚，保存當時的人大量食用後的貝殼、獸骨、魚骨。最近（89/11/30）在芝山岩發現的兩具遺骸，據推斷即圓山文化時期的人。
植物園文化
植物園文化今約3000年前~2000年前。他們是新石器時代最晚的一個階段，此時期出土文物以農具所佔比例較高，而且有石鋤這一類深耕的工具，可見其生活方式比較倚賴農業耕種，而且農耕技術也進步多了。
<<訪問解說員>>
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問：為何植物園文化層是黑色的地層？ 答：由植物園文化層黑色的地層推斷當時的人食用烤肉，燃燒過後的木炭加上動物的油脂，經千百年的堆積而形成黑色的地層。同理在圓山文化層發現許多的貝塚，可見當時的人喜食海產貝類。 |
