學化石的正確方法

① 請問科學家是怎樣研究化石的

石能確定地層的相對時代及劃分、對比地層；提供環境標志及確定和恢復古沉積環境；了解在成岩成礦中的作用。在地球的發展和演進中，不少類別的化石新舊更替及演化迅速，形成特徵不同的類群。這些類群的古生物，在不同地史時期的沉積中，可形成不同的化石群或化石組合，成為確定地層時代和劃分地層的重要依據。

化石能提供環境標志，判斷和恢復古沉積環境。如浮游有孔蟲，放射蟲，牙形刺等僅產於海相沉積中；如中，新生代的輪藻，某些介形蟲和硅藻僅產於陸相的淡水沉積中；某些底棲有孔蟲和介形蟲及少數的輪藻，產於濱海的邊緣環境的半鹹水沉積等等。這些不同類別的古生物在其生存期間，對於水域的溫度，鹽度，深度，渾濁度和沉積底性等都有一定的要求。通過對各類化石群落或化石組合的古生態分析並結合古沉積學的研究，用將今論古法的推測方法，便可判斷和恢復古沉積環境。如已查明我國渤海灣，黃海，東海和南海都形成於新生代，在第三紀時，由於氣候乾熱和海進的影響，我國東部沿海地區形成大量的鹹水，半鹹水沉積，這種環境為形成豐富的石油資源創造了條件。這都是利用微體古生物學的研究成果。

在成岩成礦中的作用，生物（包括微古生物）不僅可以形成燃料礦產，如煤、石油、天然氣、油頁岩等，還有某些金屬硫化礦床、磷礦、硅藻土，而且還可形成自然硫、各種鐵礦、錳礦、鈾礦、鋁土礦等礦產。許多生物都有富集成礦元素的作用，如某些海生生物體中金的含量為海水的830倍，銅 為3700倍，鋁為267000倍。另一些微體生物雖然不能成礦，但可以指示找礦的方向或是確定含礦層的位置等 。

② 化石是怎麼形成的呢

化石是通過在漫長的地質年代裡，被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機質被分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著；

當一個生物死亡之後被沙子、火山灰等沉積物掩埋了起來，動物的內臟等柔軟部分會很快腐爛，之後只有堅硬的骨頭留了下來。隨後，更多的沉積物把遺體掩埋得越來越深，以至於遺體周圍的沉積物都變成了緻密的岩石。

這漫長的時間中，骨架也終被逐漸分解，在岩石中留下了一個特定形狀的空腔，模具就這樣做好了。在骨架分解的過程中，帶著礦物質的水可能會流進來，其中的礦物質會填充進空隙之中，變成更加緻密的石頭，這就是化石。原來的生物雖然消失殆盡了，但是自然以神奇的力量用石頭保留了它們大致的形狀。

因為平常在陸地上死亡的生物很少會被沉積物掩埋，很難形成化石，因此只有極少生物最終會成為化石。最適合形成化石的環境是海洋湖泊底，因此我們可以看到很多水生生物的化石。

這些化石本來會在很深的地下，很難被人們發現，但是在地球緩慢的地質運動中，那些原本是海底的區域也有可能變為陸地，如果形成斷層或者發生地震之後，那些深埋的化石寶藏就能幸運地被我們發現。

化石的形成過程也不止這一種方式，我們也會看到一些琥珀包裹的生物化石，這是因為一些小生物不小心困於植物滴落的樹脂中，避免了微生物對自己的分解，變成了一具天然標本，它們最終被人們發現時依然栩栩如生。同樣的還有那些被冰封在寒冷冰川中的古生物遺體，依舊保持著它們生前的模樣。

(2)學化石的正確方法擴展閱讀

化石的分類。可分為石質類和保存類型兩大類。化石石質類型有：硅質岩型、灰岩型、白雲岩型、泥灰岩型、頁岩型、砂岩型等。灰岩、粉砂岩和頁岩中的化石比較容易發現和收藏。

如三葉蟲、菊石、直角石、珊瑚和海綿等多保存在灰岩中;爬行動物類、植物類多在頁岩中；恐龍、恐龍蛋及魚類等化石多保存在砂岩中。化石根據保存類型可以分為三類:實體化石、遺跡化石（包括遺物化石）和化學化石。

灰岩、粉砂岩和頁岩中的化石比較容易發現和收藏。如三葉蟲、菊石、直角石、珊瑚和海綿等多保存在灰岩中;爬行動物類、植物類多在頁岩中；恐龍、恐龍蛋及魚類等化石多保存在砂岩中。化石根據保存類型可以分為三類:實體化石、遺跡化石（包括遺物化石）和化學化石。

③ 考古學化石怎麼練

個人建議你就在卡里姆多一直挖到吐吧，那裡的化石點比較集中，450以後還會開啟奧丹姆的考古點那可是極品裝備的大本營啊，蟲子坐騎就是這個地方出的比化石龍拉風啊。

④ 化石是怎樣形成的

其實有很長一段時間，化石作用被認定是單純的「石化」，後來人類才逐漸了解化石形成的原理。這是一種非常復雜的過程，是生物、物理、化學三種現象的結合。而化石的形成，需要一些特殊條件：第一，死去的有機體被迅速埋在沙土、淤泥或河泥中而沒有分解。

海底和湖底是非常有利的環境，草原和沙漠也不錯。其次，此生物不曾腐壞，而由礦物逐漸取代該生物體的有機物質。最後，化石若要保存幾百萬年不變，必須在石化後，不再經歷任何地質變動。

拓展資料：

化石就是生活在遙遠的過去的生物的遺體或遺跡變成的石頭。在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，許多都被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機質分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著；同樣，那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。

我們把這些石化了的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子，從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環境，可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經歷的變化，可以看到生物從古到今的變化等等。

⑤ 什麼是化石

網路名片
魚化石化石是存留在岩石中的古生物遺體或遺跡，最常見的是骸骨和貝殼等。 研究化石可以了解生物的演化並能幫助確定地層的年代。保存在地殼的岩石中的古動物或古植物的遺體或表明有遺體存在的證據都謂之化石。

目錄

詞語解釋英文：fossil
基本解釋
詳細解釋
化石概念
詞源介紹
古人說法
形成條件
演變過程
分類情況模鑄化石
遺跡化石
化學化石
特殊化石
標准化石
指相化石
帶化石
持久化石
古生物鍾
蟲管化石
木化石
研究情況
化石和古生物學
其它相關詞語解釋 英文：fossil
基本解釋
詳細解釋
化石概念
詞源介紹
古人說法
形成條件
演變過程
分類情況 模鑄化石
遺跡化石
化學化石
特殊化石
標准化石
指相化石
帶化石
持久化石
古生物鍾
蟲管化石
木化石
研究情況化石和古生物學其它相關展開 編輯本段詞語解釋
石頭化石岩層
[1]詞目：化石 拼音：huà'shí
英文：fossil
基本解釋
[fossil] 地殼中包存的屬於古地質年代的動物或植物的遺體、遺物或遺跡 標准化石
詳細解釋
1. 比喻婦女對丈夫的堅貞和思念。典出《初學記》卷五引 南朝 宋 劉義慶《幽明錄》：「 武昌山 上有望夫石，狀若人立。古傳雲：『昔有貞婦，其夫從役，遠赴國難，攜弱子餞送北山，立望夫而化為立石，因以為名焉。』」 明 何景明《結腸賦》：「淚隕血而崩城兮，身立枯而化石。」 明 張煌言《得友人書道內子艱難狀》詩：「漸來應化石，遮莫但飛蓬。」 蘇曼殊《無題》詩之七：「分明化石心難定，多謝 雲娘十幅箋。」 2. 指變化為石。 元 鄭元祐《次韻劉憲副春日湖上有感》詩：「鶴老離巢松化石，鸞孤照水竹穿沙。」 明 劉基《雙帶子》曲之四：「天上星辰能化石， 黃河 千歲也還清。」 3. 煉丹。 唐 駱賓王《代女道士王靈妃贈道士李榮》詩：「漫道燒丹止七飛，空傳化石曾三轉。」 4. 保存於地層中的古生物遺體、遺物或遺跡，埋藏在地下，經過自然界的作用，變化而成的保留原物體、遺跡形狀、結構或印模的鈣化、碳化、硅化、礦化的東西。研究化石可了解生物的發展情況，並能據以確定地層的年代。 艾青《魚化石》詩：「凝視著一片化石，傻瓜也得到教訓：離開了運動，就沒有生命。」
編輯本段化石概念
所謂化石是指保存在岩層中地質歷史時期的古生物遺物和生活遺跡。 在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，許多被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機物質分解殆（dài）盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是他們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著。同樣，那些生物生活時留下來的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。 通常如肌肉或表皮等柔軟部分在保存前就已腐蝕殆盡，而只留下抵抗性較大的部分，如骨頭或外殼。它們接著就被周圍沉積物的礦物質所滲入取代。許多化石也被覆蓋其上的岩石重量壓平。 簡單地說，化石就是生活在遙遠的過去的生物的遺體或遺跡變成的"石頭"。 化石
在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，許多都被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機物質分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著；同樣，那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子，從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環境，可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經歷的變化，可以看到生物從古到今的變化等等。因為在較老的岩石中的化石通常是原始的較簡單的，而在年代較新的岩石中的類似種屬的化石就要復雜和高級。
編輯本段詞源介紹
化石一詞源自拉丁文fossillis，意為挖掘。化石是古生物學的主要研究對象，它 化石
為研究地質時期的動、植物生命史提供了證據。中國古籍中早已有關於化石的記載，如春秋時代 的計然和三國時代的吳晉，都曾提到山西省產「龍骨」，「龍骨」即古代脊椎動物的骨骼和牙齒的化石； 《山海經》也有「石魚」（即魚化石）的記述；南朝齊梁時期陶弘景有對琥珀中古昆蟲的記述；宋朝沈括對螺蚌化石和杜綰對魚化石的起源，已有了正確認識。迄今，發現最早的細菌化石為距今35億年前的澳大利亞瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石。
編輯本段古人說法
在有文字記載的人類歷史的早期，某些希臘學者曾被在沙漠中及山區有魚及海生貝殼的存在感到迷惑。公元前450 年希羅多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，並正確地認為地中海曾淹沒過那一地區。 公元前400 年亞里士多德就證明化石是由有機物形成的，但是化石之被嵌埋在岩石中是由於地球內部的神秘的塑性力作用的結果。他的一個學生狄奧佛拉斯塔（Theophrastus）（約公元前350 年）也提出了化石代表某些生命形式，但是他認為化石是由埋植在岩石中的種子和卵發展而成的。斯特拉波（Strabo）（約公元前63 年到公元20 年）注意到海生化石在海平面之上的存在，正確地推斷 化石
，含有該類化石的岩石曾受到很大的抬升。 在中世紀的黑暗時代，人們對化石有各種各樣的解釋，人們或者解釋為自然界的奇特現象，或者解釋為是魔鬼的特別的創造和設計以便來迷惑人。這些迷信以及宗教權威們的反對，妨礙了化石研究達數百年。大約在15 世紀初，化石的真正起源被普遍接受了。人們懂得了化石是史前生物的殘體，但仍然認為是基督教聖經上所記載的大洪水的遺跡。科學家與神學家的爭論大約持續了300 年。 文藝復興時期，幾個早期自然科學家，著名的達芬奇論及到化石的問題。他堅決主張，洪水不能對所有化石負責，也無法解釋化石出現在高山上。人們肯定地相信，化石是古代生物無可置疑的證據，並認為海洋曾覆蓋過義大利。他認為，古代動物的遺體被深埋在海底，在後來的某個時候，海底隆起高出海面，形成了義大利半島。在十八世紀末和十九世紀初，化石的研究打下了牢固的基礎，並形成一門科學。從那時起，化石對於地質學家越來越重要了。化石主要發現於海相沉積岩中，當海水中沉積物如石灰質軟泥、沙、貝殼層被壓緊並膠結成岩時，就形成了海相沉積岩。只有極罕見的化石出現在火山岩和變質中。火山岩原來是熔融狀態，它的裡面是沒有生命的。變質岩經歷了非常大的變化而形成的，使得原始的岩石中的化石一般都化為烏有。然而，即使在沉積岩中，所保留下來的記錄也只是史前動植物的很小一部分。如果考慮到形成化石這一過程所需要的苛刻條件，也就不難理解為什麼沉積岩中所保留下來的也只是史前動植物的很小一部分。每一個化石都有自己的歷史價值。 還有一種說法就是，在化石形成之前，那些動物有的還未死亡，科學家正在研究。
編輯本段形成條件
雖然一個生物是否能形成化石取決於許多因素，但是有三個因素是基本的： （1）有機物必須擁有堅硬部分，如殼、骨、牙或木質組織。然而，在非常有利的條件下，即使是非常脆弱的生物，如昆蟲或水母也能夠變成化石。 （2）生物在死後必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴重風化，這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。 （3）生物必須被某種能阻礙分解的物質迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質的類型通常取決於生物生存的環境。海生動物的遺體通常都能變成化石，這是因為海生動物死亡後沉在海底，被軟泥覆蓋。軟泥在後來的地質時代中則變成頁岩或石灰岩。較細粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀的某些細粒沉積岩中，很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。 下圖是一個長了角的化石，把角折斷還有軟組織流出。 長了角的昆蟲化石

編輯本段演變過程
人們已知道，由附近火山落下的火山灰曾覆蓋過整片森林，在森林化石中有時還可見到依然站立的樹，以很好的姿態被保存下來。流沙和焦油瀝青通常也能迅速把動物掩埋起來。焦油瀝青的行為好像一個捕獲野獸的陷阱，又象防腐劑能阻止動物堅硬部分的分解。洛杉磯的蘭喬?拉?布雷（Rancho laBrea）瀝青湖由於在其中發現許多骨化石而聞名了，在其中發現的骨化石包括長著銳利牙齒的野豬、巨大的陸地樹懶以及其它已經絕滅的動物。在冰期生存的某些動物的遺體被凍結在冰或凍土之中。顯然，被冰凍的動物有的可以保存下來。 雖然地球上曾有眾多的人們並不知道的生物生存過，而只有少數生物留下了化石。然而，使生物變成化石的條件即使都滿足了，仍然還有其它原因使得某些化石從未被人們發現過。例如，很多化石由於地面剝蝕而被破壞掉，或它的堅硬部分被地下水分解了。還有一些化石可能被保存在岩石中，但由於岩石經歷了強烈的物理變化，如褶皺、斷裂或熔化，這種變化可以使含化石的海相石灰岩變為大理岩，而原先存在於石灰岩中的生物的任何痕跡會完全或幾乎完全消失。還有很多化石則存在於無法獲得來進行研究的沉積岩層中，也還有很好出露於地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方，卻沒有進行地質學研究。另外一個很普遍的問題是，可能由於生物的殘體變成碎片或保存得很差，而不能充分顯示出該生物的情況。 再者，當我們向過去回溯的時間越古老，化石記錄缺失的時間間隔越長。岩石越老，受到破壞性力量的機會就越多，化石也就越加不可辨認。而且由於較古老的生物和今天的生物不同，因而對它們進行分類就很困難，這一情況使問題進一步復雜化了。然而，盡管如此，大量保存下來的生物化石仍為我們認識過去提供很好的記錄。 動物和植物變成化石可以通過很多不同途徑，但究竟通過哪種途徑，通常取決於： 化石
（1）生物的本來構成 （2）它所生存的地方 （3）生物死後，影響生物遺體的力。 大多數古生物學家認為生物殘體的保存有四種形式 每一種形式取決於 生物遺體的構成或者生物遺體所經歷的變化。 生物的本來的柔軟部分只有當它被埋在能夠阻止其柔軟部分分解的介質中時，才能得以保存。這種介質有凍土或冰，飽含油的土壤和琥珀。當 生物在非常乾燥的條件下變成木乃伊，也能保存它的身體上本來的柔軟部分。這種情況一般只發生於乾旱地區或沙漠地區，並且在遺體不被野獸吃掉的情況下。 大概動物柔軟部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亞。在這兩個地區的凍原上發現的大量的凍結的多毛的猛獁遺體——一種絕滅的象。這些巨獸有的已被埋藏達25000 年。當凍土融解，猛獁的遺體就暴露出來。也有些屍體保存得很不好，當它們暴露出來時，其肉被狗吃了，其長牙被象牙商倒賣。猛獁象的毛皮現在在很多博物館展覽，有的把猛獁象的肉體或肌肉放在乙醇中保存。 生物身體的柔軟部分在東波蘭的飽含油的土壤中也發現到，在這里有保存很好的一種絕滅的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亞利桑那州的洞穴中和火山口裡發現了地樹懶的天然形成的木乃伊。這里的極端乾燥的沙漠氣候能夠使動物的軟組織在腐爛之前就全部脫水，並能保存部分的皮、毛、腱、爪等。 生物變成化石的更有趣和不尋常的一種方式就是在琥珀中保存。古代的昆蟲可被某些針葉樹分泌出的粘樹膠所捕獲。當松脂硬結後並進一步變成琥珀，昆蟲便留在其中。有些昆蟲和蜘蛛被保存得非常好，甚至能在顯微鏡下研究它的細毛和肌肉組織。 雖然生物體的軟組織的保存形成了一些有趣的和令人嘆為觀止的化石，但這種方式形成的化石是相對罕見的。古生物學家更經常地是研究保存在岩石中的化石。 生物體上的硬組織也能被保存下來。差不多所有的植物和動物都擁有一些硬部分，例如蛤、蚝或蝸牛；脊椎動物的牙和骨頭；蟹的外殼和能夠變成化石的植物的木質組織。生物體的堅硬部分由於是以能抵抗風化作用和化學作用的物質構成的，所以這類化石分布的較普遍。無脊椎動物例如蛤、蝸牛和珊瑚等的殼是由方解石（碳酸鈣）組成的，其中很多沒有或幾乎沒有發生物理變化而被保存下來。脊椎動物的骨頭和牙以及許多無脊椎動物的外甲含有磷酸鈣，因為這種化合物抵抗風化作用的能力非常強，所以許多由磷酸鹽組成的物質也能保存下來，如曾發現一枚保存極好的魚牙。由硅質（二氧化硅）組成的骨骼也具有這種性質。微體古生物化石的硅質部分和某些海綿通過硅化而變成化石。另一些有機物具有幾丁質（一種類似於指甲的物質）的外甲，節足動物和其它有機物的幾丁質外甲可以成為化石，由於 它的化學成分和埋葬的方式，使這種物質以碳的薄膜的形式而保存下來。碳化作用（或蒸餾作用）是生物埋葬之後在緩慢腐爛的過程中發生的，在分解過程中，有機物逐漸失去所含有的氣體和液體成分，僅留下碳質薄膜。這種碳化作用和煤的形成過程相同。在許多煤層中可以看到大量的碳化植物化石。

⑥ 關於化石的資料

化石是存留在古代地層中的古生物遺體、遺物或遺跡。化石的分類方式有很多種，最普遍的方式是按其留存的生物遺跡類型分為三類：實體化石，遺跡化石，分子化石。

生物分界一般以一萬年前為界限，一萬年前的生物為古生物，一萬年前以後的為現生生物。由於自然災害，如：火山爆發、泥石流等自然災害瞬間將其掩埋隔離氧化形成。

在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後的遺體或是生活遺留下來的痕跡，許多都被當時的泥沙掩埋起來。

在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機質被分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著。

(6)學化石的正確方法擴展閱讀：

中國古生物化石保護基金會（ CFPF ）發起於2005年，成立於2008年。公募基金會是真正意義上的取之於民，用之於民。

（1）開展促進中國古生物化石及地質環境保護事業發展的募捐活動,接受海內外熱心古生物化石及地質環境公益事業的有關組織和個人的捐贈。為增加本基金會資金而進行的基金保值、增值運作和投資活動；

（2）開展有關古生物化石及地質環境知識的科普教育活動，宣傳化石及地質環境保護的意義和相關的法律法規，喚起全民保護意識；

（3）協助政府做好古生物化石及地質環境的合理利用、建立化石博物館、防止古生物化石被亂采濫挖、倒買倒賣、走私販運；

（4）重點資助一些古生物化石及地質環境的資源調查研究、科學發掘和國際交流合作等項目。獎勵對古生物化石及地質環境保護工作出色的單位和個人；

（5）按照捐贈者意願設立的符合本基金會宗旨的資助項目；

（6）開展其他有利於古生物化石及地質環境保護的公益項目和活動；承擔政府部門委託的其他專項任務。

⑦ 介紹化石

·化石的概念

化石（Fossil）存留在岩石中的動物或植物遺骸。通常如肌肉或表皮等柔軟部分在保存前就已腐蝕殆盡，而只留下抵抗性較大的部分，如骨頭或外殼。它們接著就被周遭沉積物的礦物質所滲入取代。許多化石也被覆蓋其上的岩石重量壓平。

化石，經過自然界的作用，保存於地層中的古生物遺體、遺體和他們的生活遺跡。

簡單地說，化石就是生活在遙遠的過去的生物的遺體或遺跡變成的石頭。在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，許多都被當時的泥沙掩埋起來。在隨後的歲月中，這些生物遺體中的有機物質分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構（甚至一些細微的內部構造）依然保留著；同樣，那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子，從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環境，可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經歷的變化，可以看到生物從古到今的變化等等。

【古人說法】

在有文字記載的人類歷史的早期，某些希臘學者曾被在沙漠中及山區有魚及海生貝殼的存在所大大迷惑。公元前450年希羅多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，並正確地認為地中海曾淹沒過那一地區。

公元前400年亞里士多德就宣布化石是由有機物形成的，但是化石之被嵌埋在岩石中是由於地球內部的神秘的塑性力作用的結果。他的一個學生狄奧佛拉斯塔（Theophrastus）（約公元前350年）也提出了化石代表某些生命形式，但是他認為化石是由埋植在岩石中的種子和卵發展而成的。斯特拉波（Strabo）（約公元前63年到公元20年）注意到海生化石在海平面之上的存在，正確地推斷，含有該類化石的岩石曾受到很大的抬升。

在中世紀的黑暗時代，人們對化石有各種各樣的解釋，人們或者解釋為自然界的奇特現象，或者解釋為是魔鬼的特別的創造和設計以便來迷惑人。這些迷信以及宗教權威們的反對，妨礙了化石研究達數百年。大約在15世紀初，化石的真正起源被普遍接受了。人們懂得了化石是史前生物的殘體，但仍然認為是基督教聖經上所記載的大洪水的遺跡。科學家與神學家的爭論大約持續了300年。

文藝復興時期，幾個早期自然科學家，著名的達芬奇論及到化石的問題。他堅決主張，洪水不能對所有化石負責，也無法解釋化石出現在高山上。們肯定地相信，化石是古代生物無可置疑的證據，並認為海洋曾覆蓋過義大利。他認為，古代動物的遺體被深埋在海底，在後來的某個時候，海底隆起高出海面，形成了義大利半島。在十八世紀末和十九世紀初，化石的研究打下了牢固的基礎，並形成一門科學。從那時起，化石對於地質學家越來越重要了。化石主要發現於海相沉積岩中，當海水中沉積物如石灰質軟泥、沙、貝殼層被壓緊並膠結成岩時，就形成了海相沉積岩。只有極罕見的化石出現在火山岩和變質岩中。火山岩原來是熔融狀態，它的裡面是沒有生命的。變質岩經歷了非常大的變化而形成的，使得原始的岩石中的化石一般都化為烏有。然而，即使在沉積岩中，所保留下來的記錄也只是史前動植物的很小一部分。如果考慮到形成化石這一過程所需要的苛刻條件，也就不難理解為什麼沉積岩中所保留下來的也只是史前動植物的很小一部分。

【形成條件】

雖然一個生物是否能形成化石取決於許多因素，但是有三個因素是基本的：

（1）有機物必須擁有堅硬部分，如殼、骨、牙或木質組織。然而，在非常有利的條件下，即使是非常脆弱的生物，如昆蟲或水母也能夠變成化石。

（2）生物在死後必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴重風化，這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。

（3）生物必須被某種能阻礙分解的物質迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質的類型通常取決於生物生存的環境。海生動物的遺體通常都能變成化石，這是因為海生動物死亡後沉在海底，被軟泥覆蓋。軟泥在後來的地質時代中則變成頁岩或石灰岩。較細粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀的某些細粒沉積岩中，很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。

【演變過程】

人們已知道，由附近火山落下的火山灰曾覆蓋過整片森林，在森林化石中有時還可見到依然站立的樹，以很好的姿態被保存下來。流沙和焦油瀝青通常也能迅速把動物掩埋起來。焦油瀝青的行為好像一個捕獲野獸的陷阱，又象防腐劑能阻止動物堅硬部分的分解。洛杉磯的蘭喬?拉?布雷（RancholaBrea）瀝青湖由於在其中發現許多骨化石而聞名了，在其中發現的骨化石包括長著銳利牙齒的野豬、巨大的陸地樹懶以及其它已經絕滅的動物。在冰期生存的某些動物的遺體被凍結在冰或凍土之中。顯然，被冰凍的動物有的可以保存下來。

雖然地球上曾有眾多的人們並不知道的生物生存過，而只有少數生物留下了化石。然而，使生物變成化石的條件即使都滿足了，仍然還有其它原因使得某些化石從未被人們發現過。例如，很多化石由於地面剝蝕而被破壞掉，或它的堅硬部分被地下水分解了。還有一些化石可能被保存在岩石中，但由於岩石經歷了強烈的物理變化，如褶皺、斷裂或熔化，這種變化可以使含化石的海相石灰岩變為大理岩，而原先存在於石灰岩中的生物的任何痕跡會完全或幾乎完全消失。還有很多化石則存在於無法獲得來進行研究的沉積岩層中，也還有很好出露於地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方，卻沒有進行地質學研究。另外一個很普遍的問題是，可能由於生物的殘體變成碎片或保存得很差，而不能充分顯示出該生物的情況。

再者，當我們向過去回溯的時間越古老，化石記錄缺失的時間間隔越長。岩石越老，受到破壞性力量的機會就越多，化石也就越加不可辨認。而且由於較古老的生物和今天的生物不同，因而對它們進行分類就很困難，這一情況使問題進一步復雜化了。然而，盡管如此，大量保存下來的生物化石仍為我們認識過去提供很好的記錄。

動物和植物變成化石可以通過很多不同途徑，但究竟通過哪種途徑，通常取決於：

（1）生物的本來構成

（2）它所生存的地方

（3）生物死後，影響生物遺體的力。

大多數古生物學家認為生物殘體的保存有四種形式，每一種形式取決於生物遺體的構成或者生物遺體所經歷的變化。

生物的本來的柔軟部分只有當它被埋在能夠阻止其柔軟部分分解的介質中時，才能得以保存。這種介質有凍土或冰，飽含油的土壤和琥珀。當生物在非常乾燥的條件下變成木乃伊，也能保存它的身體上本來的柔軟部分。這種情況一般只發生於乾旱地區或沙漠地區，並且在遺體不被野獸吃掉的情況下。

大概動物柔軟部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亞。在這兩個地區的凍原上發現的大量的凍結的多毛的猛獁遺體——一種絕滅的象。這些巨獸有的已被埋藏達25000年。當凍土融解，猛獁的遺體就暴露出來。也有些屍體保存得很不好，當它們暴露出來時，其肉被狗吃了，其長牙被象牙商倒賣。猛獁象的毛皮現在在很多博物館展覽，有的把猛獁象的肉體或肌肉放在乙醇中保存。

生物身體的柔軟部分在東波蘭的飽含油的土壤中也發現到，在這里有保存很好的一種絕滅的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亞利桑那州的洞穴中和火山口裡發現了地樹懶的天然形成的木乃伊。這里的極端乾燥的沙漠氣候能夠使動物的軟組織在腐爛之前就全部脫水，並能保存部分的皮、毛、腱、爪等。

生物變成化石的更有趣和不尋常的一種方式就是在琥珀中保存。古代的昆蟲可被某些針葉樹分泌出的粘樹膠所捕獲。當松脂硬結後並進一步變成琥珀，昆蟲便留在其中。有些昆蟲和蜘蛛被保存得非常好，甚至能在顯微鏡下研究它的細毛和肌肉組織。

雖然生物體的軟組織的保存形成了一些有趣的和令人嘆為觀止的化石，但這種方式形成的化石是相對罕見的。古生物學家更經常地是研究保存在岩石中的化石。

生物體上的硬組織也能被保存下來。差不多所有的植物和動物都擁有一些硬部分，例如蛤、蚝或蝸牛；脊椎動物的牙和骨頭；蟹的外殼和能夠變成化石的植物的木質組織。生物體的堅硬部分由於是以能抵抗風化作用和化學作用的物質構成的，所以這類化石分布的較普遍。無脊椎動物例如蛤、蝸牛和珊瑚等的殼是由方解石（碳酸鈣）組成的，其中很多沒有或幾乎沒有發生物理變化而被保存下來。脊椎動物的骨頭和牙以及許多無脊椎動物的外甲含有磷酸鈣，因為這種化合物抵抗風化作用的能力非常強，所以許多由磷酸鹽組成的物質也能保存下來，如曾發現一枚保存極好的魚牙。由硅質（二氧化硅）組成的骨骼也具有這種性質。微體古生物化石的硅質部分和某些海綿通過硅化而變成化石。另一些有機物具有幾丁質（一種類似於指甲的物質）的外甲，節足動物和其它有機物的幾丁質外甲可以成為化石，由於它的化學成分和埋葬的方式，使這種物質以碳的薄膜的形式而保存下來。碳化作用（或蒸餾作用）是生物埋葬之後在緩慢腐爛的過程中發生的，在分解過程中，有機物逐漸失去所含有的氣體和液體成分，僅留下碳質薄膜。這種碳化作用和煤的形成過程相同。在許多煤層中可以看到大量的碳化植物化石。

在許多地方，植物、魚和無脊椎動物就是以這種方式保存下它們的化石。

有些碳的薄膜精確地記錄了這些生物的最精細的結構。

化石還可以通過礦化作用和石化作用而保存下來。當含礦化的地下水把礦物沉澱於生物體的堅硬部分所在的空間時，使得生物的堅硬部分變得更堅硬、抵抗風化作用的能力更強。較普通的礦物有方解石、二氧化硅和各種鐵的化合物。所謂置換作用或礦化作用是生物體的堅硬部分被地下水溶解，與此同時其它物質在所空出來的位置上沉澱下來的過程。有些置換形成的化石的原始結構被置換的礦物所破壞。

不僅動植物的遺體能形成化石，而且表明它們曾經存在過的證據或蹤跡也都能形成化石。痕跡化石能提供有關該生物特點的相當多的情況。很多殼、骨、葉以及生物的其它部分，都能以陽模和陰模的形式保存下來。如果一個貝殼在沉積物硬化成岩之前就被壓入海底，它的外表特徵就會留下壓印（陰模）。如果陰模後來又被另外一種物質充填，就形成陽模。陽模能顯示出貝殼本來的外部特徵。外部陰模顯示的是生物體硬部分的外部特徵，內部陰模顯示的是生物體堅硬部分的內部特徵。

一些動物以痕、印、足跡、孔、穴的形式留下了它們曾經存在的證據。

其中如足跡，不僅能表明動物的類型，而且提供了有關環境的資料。恐龍的足跡化石不僅揭示了它的足的大小和形狀，還提供了有關它的長度和重量的線索，留有足跡的岩石還能幫助確定恐龍生存的環境條件。世界上最著名的恐龍足跡化石發現於得克薩斯州索美維爾縣羅斯鎮附近的帕盧西河床中的晚白堊紀石灰岩中，年代大約在1.1億年前。留有恐龍足跡的大的石灰岩板被運到全世界的博物館中，成為這種巨大爬行動物的啞證據。無脊椎動物也能留下蹤痕。在許多砂岩和石灰岩沉積層的表面可以看到它們的蹤跡。無脊椎動物的蹤痕既有簡單的蹤跡，也有蟹及其它爬蟲的洞穴。

這些蹤痕提供了有關這些生物的活動方式和生活環境的證據。洞穴是動物為著藏身覓食而在地上、木頭上、石頭上以及其它能打洞的物質上打出的管狀或圓洞狀的孔穴，後來若被細物質充填，就可能得以保存下來。打出該洞穴的動物的遺體偶爾也能在充滿洞中的沉積物中找到。在松軟的海底，蠕蟲、節肢動物、軟體動物以及其它動物都可留洞穴。某些軟體動物，如鑿船蟲——一種鑽木的蛤、石蜊（Litho-domus）——一種鑽石的蛤，它們的洞穴化石和鑽孔化石也常常能被發現。在人們所知的最古老的化石之中，有管狀構造，據認為這種管狀構造是蠕蟲的洞穴。在許多最古老的砂岩中，就有這種管狀構造。

鑽孔是某些動物為了覓食、附著和藏身而打的洞。鑽孔經常出現在化石化的貝殼、木頭和其它生物體的化石之上。鑽孔也是一種化石。象鑽孔蝸牛這種食內動物就能穿過其它動物的殼來鑽孔以吃食其軟體部分。許多古代軟體動物的殼上可見到象是鑽孔蝸牛打的整齊的洞。

化石對於追溯動植物的發展演化是有用的，因為在較老的岩石中的化石通常是原始的和較簡單的，而在年代較新的岩石中的類似種屬的化石就要復雜和高級。

某些化石作為環境的指示物是很有價值的。例如造礁珊瑚似乎總是生活在與今天相似的條件下。因此，如果地質學家找到了珊瑚礁化石——珊瑚最初被埋藏的地方，就可以有理由地認為，這些含有珊瑚的岩石形成於溫暖的相當淺的海中。這就使得勾畫出史前時期海的位置及范圍成為可能。珊瑚礁化石的存在還可指示出古代水體的深度、溫度、底部條件和含鹽度。

化石的一個更重要的用途是用來進行對比——確定若干岩層間彼此相互關系的密切的程度。通過對比或比較各岩層所含的特徵化石，地質學家可以確定一個特定區域的某種地質建造的分布。有的化石在地質歷史上生存的時間相當短，然而在地理分布上卻相當廣泛。這種化石被稱為指示化石。由於這種化石通常只是和某一特定時代的岩石共生，所以在對比中特別有用。

微體生物的化石對於石油地質工作者作為指示化石特別有用。微體古生物學家（研究微體古生物的學者）通過對從鑽孔中取得的岩心進行沖洗、將微小的化石分離出來，然後在顯微鏡下進行研究。通過對這些細小的古生物遺體的研究所獲得的資料對於判斷地下岩層的年代和儲油的可能性是非常有價值的。微體古生物化石對於世界油田之重要可從某些儲油地層用某些關鍵的有孔蟲的屬來命名這一點見其一斑。其它微體古生物化石，例如：介形蟲、孢子和花粉，也被用來確定世界其它許多地區的地下岩層。

雖然植物化石對於指示氣候十分有用，但用於地層對比就不很可靠。植物化石提供了許多有關整個地質時代的植物演化的資料。

【分類情況】

地層中的化石，從其保存特點看，可大致分為四類：實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。

1、實體化石

指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。原來的生物在特別適宜的情況下，避開了空氣的氧化和細菌的腐蝕，其硬體和軟體可以比較完整的保存而無顯著的變化。例如猛獁象（第四紀冰期西伯利亞凍土層中於1901年發現，25000年以前，不僅骨骼完整，連皮、毛、血肉，甚至胃中食物都保存完整）。

2、模鑄化石

就是生物遺體在地層或圍岩中留下的印模或復鑄物。一類是印痕，即生物遺體陷落在底層所留下的印跡，遺體往往遭受破壞，但這種印跡卻反映該生物體的主要特徵。不具硬殼的生物，在特定的地質條件下，也可保存其軟體印痕，最常見的就是植物葉子的印痕。第二類是印模化石，包括外模和內模兩種，外模是遺體堅硬部分（如貝殼）的外表印在圍岩上的痕跡，它能夠反映原來生物外表形態及構造；內模指殼體的內面輪廓構造印在圍岩上的痕跡，能夠反映生物硬體的內部形態及構造特徵。例如貝殼埋於砂岩中，其內部空腔也被泥沙充填，當泥沙固結成岩而地下水把殼溶解之後，在圍岩與殼外表的接觸面上留下貝殼的外模，在圍岩與殼的內表面的接觸面上留下內模。第三類叫做核，上面提到的貝殼內的泥沙充填物稱為內核，它的表面就是內模，內核的形狀大小和殼內空間的性狀大小相等，是反映殼內面構造的實體。如果殼內沒有泥沙填充，當貝殼溶解後久留下一個與殼同形等大的空間，此空間如再經充填，就形成與原殼外形一致、大小相等而成分均一的實體，即稱外核。外核表面的形狀和原殼表面一樣，是由外模反印出來的，他的內部則是實心的，並不反映殼的內部特點。第四類是鑄型，當貝殼埋在沉積物中，已經形成外模及內核後，殼質全被溶解，而又被另一種礦質填入，象工藝鑄成的一樣，使填入物保存貝殼的原形及大小，這樣就形成了鑄型。它的表面與原來貝殼的外飾一樣，它們內部還包有一個內核，但殼本身的細微構造沒有保存。

總的來說，外模和內模所表現的紋飾凹凸情況與原物正好相反。外核與鑄型在外部形狀上和原物完全一致，但原物的內部構造被破壞消失，其物質成分與原物也不同。至於外核和鑄型的區別在於前者內部沒有內核，而後者內部還含有內核。

3、遺跡化石

指保留在岩層中的古生物生活活動的痕跡和遺物。遺跡化石中最重要的是足跡，此外還有節肢動物的爬痕，掘穴，鑽孔以及生活在濱海地帶的舌形貝所構成的潛穴，均可形成遺跡化石。遺物化石方面，往往指動物的排泄物或卵（蛋化石）；各種動物的糞團，糞粒均可形成糞化石。我國白堊紀地層中恐龍蛋世界聞名，過去在山東萊陽地區以及近年來在廣東南雄均發現成窩壘疊起來的恐龍蛋化石。

4、化學化石

古代生物的遺體有的雖被破壞，未保存下來，但組成生物的有機成分經分解後形成的各種有機物如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在岩層中，這種視之無形，但它具有一定的化學分子結構足以證明過去生物的存在的化石稱為化學化石。隨著近代化學研究的進展，科學技術的提高，古代生物的有機分子（指氨基酸等），可從岩層中分離出來，進行鑒定研究，同時產生了一門新的學科—古生物化學。

5.特殊的化石

琥珀—古代植物分泌出的大量樹脂，其粘性強、濃度大，昆蟲或其他生物飛落其上就被沾粘。沾粘後，樹脂繼續外流，昆蟲身體就可能被樹脂完全包裹起來。在這種情況下，外界空氣無法透入，整個生物未經什麼明顯變化保存下來，就是琥珀。

中葯店的龍骨—被人們用作中葯的龍骨，其實主要是新生代後期尚未完全石化的多種脊椎動物的骨骼和牙齒石，絕大部分是上新世和更新世的哺乳動物，諸如犀類(Rhinocerotidae)、三趾馬(Hipparionspp.)、鹿類(Cervidae)、牛類(Bovidae)和象類(Proboscidae)等的骨骼和牙齒，甚至偶然還摻雜少量人類的材料。至於視為上品的五花龍骨或五花龍齒，顏色不像一般呈單調的白、灰白或黃白，而是在黃白之間尚夾雜有紅棕或藍灰的花紋．比較好看，則是象類的門齒。

1.標准化石

這是指特徵顯著、延續時間較短但分布較廣、且數量多且比較容易發現的化石，人們通常用它們來作為劃分對比地層的重要依據。屬於標志性化石之一。

2.指相化石

在不同的生物或生物組合中，有些對生活環境、生存的自然地理條件有比較嚴格的要求，這類生物形成的化石就是指相化石，人們通常以這些生物所形成的化石來推斷出當時各地的環境條件，而且數據相當准確。屬於標志性化石之一。

3.帶化石

這是指在地層學中可以用來作為劃分最小地層單位的生物帶的依據的化石。

4.持久化石

有些進化極緩慢的生物在時間跨度上比較大，其化石延續時間很長，人們將這類化石稱為持久化石。

5.化石鍾（古生物鍾）

我國學者馬廷英在研究現代珊瑚時於1933年首次提出古生代四射珊瑚外壁上有反映氣候季節變化的生長線，三十年後美國古生物學家研究古珊瑚時計算出當時一年的月數數和每天的小時數。人們將這些能推算出古地球公轉速度和自轉速度的化石稱為古生物鍾或化石鍾。

從化石的形態來看,可分為石質化石,煤化石,冰凍化石,琥珀等.

石質化石有很多,恐龍蛋就是最典型的例子,煤上的樹葉痕跡是最常見的煤化石，包含有昆蟲的琥珀化石則非常多，在保存較好的原始森林裡非常容易看見.。而冰凍化石則比較少見，著名的猛獁象的屍體與保存完好的雪人屍體是其中最有吸引力的例子。

⑧ 科學家怎樣挖掘化石

化石（fossil） 保存在岩層中的古生物遺體、遺物和活動遺跡。化石一詞源自拉丁文fossillis，意為挖掘。化石是古生物學的主要研究對象，它為研究地質時期的動、植物生命史提供了證據。中國古籍中早已有關於化石的記載，如春秋時代的計然和三國時代的吳晉，都曾提到山西省產「龍骨」，「龍骨」即古代脊椎動物的骨骼和牙齒的化石；《山海經》也有「石魚」（即魚化石）的記述；南朝齊梁時期陶弘景有對琥珀中古昆蟲的記述；宋朝沈括對螺蚌化石和杜綰對魚化石的起源，已有了正確認識。迄今，發現最早的細菌化石為距今35億年前的澳大利亞瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石。

形成條件 地史時期的生物，只有一小部分與地質環境相適宜，保存下來成為化石：①生物本身必須具有一定的硬體，如無脊椎動物的貝殼、甲殼，脊椎動物的骨骼、牙齒，植物的樹干、葉子和孢子、花粉等；②生物死亡後必須迅速地被沉積物埋藏起來，免遭生物、機械或化學作用的破壞；③必須經過較長時間的各種石化作用。生物遺體如果是原地埋藏，就比較容易形成完整的化石，如中國山東臨朐晚第三紀中新統山旺組中保存大量完好的動、植物化石。另一種情況是生物死後的遺體可能經受各種搬運作用，這些在異地埋藏的化石，一般都有不同程度的損壞，分選程度較好，有時還有定向排列現象。以生物的遺體、遺跡的埋藏和化石的形成過程作為研究對象的學科，稱為埋藏學。

保存類型 化石保存類型一般可分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。①實體化石是指古生物遺體本身全部或部分被保存下來的化石，如中國撫順第三紀煤層中琥珀內的昆蟲化石，是在嚴密封閉的情況下保存下來的。西伯利亞第四紀冰期凍土中的猛獁象，是在嚴寒冷凍的條件下整體保存的。但多數化石僅能保存生物的硬體部分，而且經受了明顯的變化，即石化作用。具有幾丁質、幾丁—蛋白質或蛋白質骨骼中容易揮發的成分（氧、氫、氮）經升溜作用而消失，僅留下碳質薄膜，因而又稱炭化作用，如筆石和植物的葉子經炭化作用保存下來。生物硬體的組成物質，部分被地下水溶解，由外來礦物質填充代替，就可以保存原來硬體的微細構造，稱為交代作用，如硅化木，其年輪甚至植物細胞形狀仍能清晰可見。②模鑄化石是指生物遺體在底質、圍岩、填充物中留下的印模和復鑄物。根據化石與其圍岩的關系可以分為若干類型，如印痕化石、印模化石、鑄型化石和復型化石。③遺跡化石是指古代生物生活活動時，在底質沉積物表面或內部留下的痕跡和遺物，如脊椎動物的足跡化石、蠕形動物的爬跡化石和動物的排泄物糞化石或卵化石。廣義的遺跡化石還包括舊古器時代古人類的勞動工具、文化遺物等。④化學化石是指古代生物的遺體雖然未能保存下來，但組成生物的有機成分經分解後形成各種有機物如氨基酸、脂肪酸等，仍可保留在岩層中，足以證明古代生物的存在。這類化石叫化學化石。

研究意義 18世紀末至19世紀初，英國W．史密斯在地層層序律的基礎上，根據化石的縱向分布建立了化石順序律。這不僅利用化石確定地層時代，且為生物進化提供了證據。古生物學家發現地層層位越高，所含化石類別越多，化石的形態構造越復雜，反映了生物類別從少到多、形態構造從簡單到復雜、從低級到高級的進化規律。

生物化石的古生態研究是重建地史時期古地理、古氣候的重要依據。每種生物都是生活在一定的環境，適應環境的結果。各種生物在其習性行為和身體形態構造上都具有反映環境條件的特徵。利用這些特徵就可以推斷生物的生活環境，例如海生生物化石珊瑚、有孔蟲等反映海洋環境；陸生植物葉片、樹根、昆蟲等則反映大陸環境。根據一個地質時期各種生物化石的生活環境和氣候條件的研究，就可以推斷該時期的海陸分布、海岸線位置和湖泊、河流、沼澤的范圍等。古環境和古氣候的重建對地質歷史的了解是十分重要的。此外，生物的硬體部分還可以形成反映古環境、古氣候的岩石標志，如貝殼岩反映海濱環境，生物岩礁反映低緯度暖海環境，泥炭或煤反映潮濕沼澤環境等。

化石資料的大量收集還為古生物的系統分類提供了基礎。現代生物是古代生物經過漫長的地質時期發展而成的，各種生物之間都存在著不同程度的親緣關系，從而建立了一個反映生物界親緣關系和進化發展的自然分類系統。

化石的類群 古生物與現代生物一樣，一般分為低級的原核生物和高級的真核生物兩大類，共有5個界，即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界，界以下依次為門、綱、目、科、屬、種等單位。

由於生物是由低級到高級發展到現代的，地史上各個時期的生物門類都不相同，每個時期的化石類群與當時的生物門類相關。不同地史時期有其發達的生物門類，也就有其特徵的化石類群，有些門類在該時期占統治地位，有些門類在該時期衰退或滅絕。總之，按時間的進程，生物門類與化石類群的變化，顯示了生物演化的系統發展歷史。

⑨ 學習任務化石的形成及保存分析

【任務描述】 ①正確分析化石的形成條件，了解化石的石化作用；②了解常見的化石類型；③熟練鑒定化石類型。

一、化石的概念

化石是指保存在岩層中地質歷史時期的生物遺體和遺跡。因此，化石區別於一般的岩石在於，它必須與古代生物相聯系，它必須具有諸如形狀、結構、紋飾和有機化學成分等生物特徵，或者是由生物生活活動所產生的並保留下來的痕跡。一些保存在地層中與生物和生物活動無關的物體，雖然在形態上與某些化石十分相似，但只能稱為假化石，如姜結石、龜背石、泥裂、卵形礫石、波痕、放射狀結晶的礦物集合體、礦質結核、樹枝狀鐵質沉澱物等，都不是化石。

因為古生物學是以化石為研究對象的，而且古生物是相對現生生物而言的，它們具有生活時代上的差別。通常古、今生物之間的時間界線被定在距今1萬年左右，即生活在全新世以前的生物才稱為古生物，而全新世以來的生物屬於現生生物的范疇。因此，埋藏在現代沉積物中的生物遺體不是化石，人類歷史以來的考古文物一般亦不被認為是化石。

二、化石的種類

在古生物學研究的化石中，有些生物體和化石個體較大，利用常規方法在肉眼下就能直接進行研究，這些化石稱為大化石。但是某些生物類別，如有孔蟲、放射蟲、介形蟲、溝鞭藻和硅藻等，以及某些古生物類別的微小部分或微小器官，如牙形石、輪藻和孢子花粉等，形體微小，一般肉眼難以辨認，這些化石稱為微化石。對於微化石的研究必須採用專門的技術和方法從岩石中將化石處理、分離出來，或磨製成切片。

保存在地層中的龜背石、卵形礫石、放射狀結晶的礦物集合體、礦質結核、樹枝狀鐵錳質沉積物等，在形態上與化石有極其形似性，但它們與生物或生物生命活動無關，我們稱其為假化石（圖1-8）。

圖1-8 假化石

（據郭寶炎，2009）

三、化石的形成過程

研究生物自死亡後埋藏在沉積物中，隨同沉積物經化石化作用形成化石的學科稱為埋藏學。從埋藏學角度，可將化石形成的全部過程分為圖1-9所示的幾個階段。

圖1-9 化石形成的過程

（據孫躍武等，2006）

◎生物群落：是在一定區域或同一環境里各種生物居群相互結合的一種結構單元。這種單元結合鬆散，在其形成之前及形成以後，不是固定不變的，而是經常在演變著，但演變有規律性，同時群落也具有相對的穩定性。

◎屍積群：因各種原因生物死亡後屍體堆積而成的屍積群或稱死亡群。屍積群可能屬於同一群落的成分，亦可能是幾個群落的成分死後的混合堆積。這主要受沉積物的沉積速度、環境穩定性、生物擾動等因素的控制。

◎埋藏群：屍積群被埋藏後稱埋藏群，它可能是原地埋藏，也可能遷移至他處或與其他群落的屍積群相混雜成為異地埋藏。原地埋藏不同於原位埋藏。一般生物死亡後只要在其所屬群落生活的范圍內埋藏都屬原地埋藏。

◎化石群：埋藏群通過石化作用與周圍的沉積物同時形成化石群。在原地埋藏，其成分由生物群落的組成部分形成的化石群稱化石群落。化石群落是生物群落中被保存下來的一部分，不能充分表明彼此間的關系（如取食、保護等），但可指明它們原來生活於同一處所。異地埋藏所形成的化石群稱為化石組合。化石組合可能包括殘留原地種類，即保留一部分在原地埋藏的種類，而個體大小和數量亦非原來面貌；搬遷種類，即由不同環境遷入的同時期種類；轉移種類，即隨同較老的岩石轉移而來再沉積的不同時期種類。研究原地埋藏的化石群落和異地埋藏的殘留原地種類可恢復原地環境，搬遷種類對研究古地理環境可提供有益的資料，如水流強度、水流方向、能量高低等。一般埋藏在原地的化石多保存較完整，很少被破壞，有時能保存原來生活時的狀態。異地埋藏的化石經過搬運常有不同程度的磨損或分選等現象。

四、化石的形成條件

地史時期的生物遺體及其生命活動的痕跡在被沉積物埋藏後，經歷了漫長的地質年代，隨著沉積物的成岩作用，埋藏在沉積物中的生物體在成岩作用下經過物理化學作用的改造，即石化作用，而形成化石。化石的形成和保存取決於以下幾方面的條件。

（一）生物本身條件

從生物本身條件來說，最好具有硬體，因為軟體部分容易腐爛、分解而消失，而硬體主要是由礦物質組成的，能夠比較持久地抵禦各種破壞作用。但是，硬體的礦物質成分不同，保存為化石的可能性也不同。由方解石、硅質化合物和甲氰磷酸鈣等礦物組成的生物硬體，在成岩和石化作用過程中比較穩定，容易保存為化石；含鎂方解石等不穩定礦物，在轉化為穩定礦物之前則容易遭受破壞。有機質硬體如角質層、木質、幾丁質薄膜等，雖易遭受破壞，但在成岩過程中可炭化而保存為化石，如植物葉子、筆石體壁等。在某些極為特殊的條件下，一些動物的軟體部分有時也能保存成為化石，如我國撫順松脂包裹的昆蟲化石（圖1-10 之1），波蘭斯大盧尼瀝青湖中的披毛犀化石（圖1-10 之2），西伯利亞第四紀凍土中的猛獁象化石（圖1-10 之3，4）等。

（二）生物死亡的環境條件

生物死後屍體所處的物理化學環境直接影響化石的保存和形成。在高能水動力條件下，生物屍體容易被磨損破壞；水體pH 值小於7.8 時，碳酸鈣組成的硬體易溶解；氧化環境中有機質易腐爛，而還原條件下有機質容易保存下來。此外，當時生活著的動物吞食和細菌的腐蝕作用亦影響化石的保存。

圖1-10 完整實體化石

（據Scott，1978；河北師范學院生物系，1975；夏樹芳，1978）

1.琥珀中的昆蟲化石；2.瀝青湖中的披毛犀化石；3，4.凍土層中的猛獁象化石

（三）埋藏條件

生物死後掩埋的沉積物不同，保存為化石的可能性亦不同。如果生物屍體是被化學沉積物、生物成因的沉積物所埋藏，那麼，除軟體部分外，硬體比較容易保存下來。如果是被粗碎屑沉積物埋藏，則由於粗碎屑沉積物的機械活動性和富孔隙，生物屍體容易遭受破壞。但在某些特殊的沉積物（如松脂、冰川凍土）中，一些生物的軟體部分亦能完好地保存下來（圖1-10）。

（四）時間條件及成岩作用的條件

只有生物死後迅速被埋藏起來才有可能被保存為化石，生物屍體如果暴露於空氣中，會受氧化作用或被其他生物吞食而遭破壞，即使是硬體部分，也會被長時間風化作用所毀壞。因此，生物死後，必須要有某種沉積作用將其迅速掩埋，才能較好地保存下來。被埋藏起來的生物屍體還必須經過長時期的石化作用（即成岩作用）後才能形成化石。有時生物死後雖被迅速埋藏，但不久又因各種原因被重新暴露出來而遭受破壞，也不能形成化石。有時被埋藏在淺層沉積物中的生物屍體還有被生活在泥底中的生物吞食的可能。另一方面，保存在一些較古老的岩層中的化石，因發生岩層變形和變質作用亦容易使化石遭受破壞。

沉積物在固結成岩作用過程中，其壓實和結晶作用都會影響化石的石化作用和化石的保存。一些孔隙度較高、含水分較多的碎屑沉積物壓實作用顯著，因而保存在其中的化石變形作用明顯。保存在碳酸鹽沉積物中的化石，由於沉積物的成岩重結晶作用，由碳酸鈣組成的生物體也將發生重結晶，因而生物體的結構容易被破壞。只有壓實作用較小且未經過嚴重重結晶作用的情況下，才能保存完好的化石。

五、化石的石化作用

化石的石化作用是指埋藏在沉積物中的生物遺體在成岩過程中經過物理化學作用的改造而形成化石的作用。主要有以下3種類型。

（一）礦質填充作用

生物的硬體組織中的一些空隙，通過石化作用被一些礦物質沉澱充填，生物的硬體變得緻密和堅實。這種填充作用可發生在生物硬體結構之中，如貝殼中的微孔、脊椎動物的骨髓等，也可發生在生物硬體結構之間，如有孔蟲殼的房室、珊瑚的隔壁之間等。

（二）置換作用

在石化作用過程中，原來生物體的組成物質被溶解，並逐漸被外來礦物質所填充。如果溶解和填充的速度相當，以分子的形式置換，那麼原來生物的微細結構可以被保存下來，例如，華北二疊系的硅化木，其原來的木質纖維均被硅質置換，但其微細結構如年輪以及細胞輪廓都仍清晰可見（圖1-11）；中北美洲西部三疊系中硅化的動物標本，一些微小和精細的殼飾都完好地被保存下來。如果置換速度小於溶解速度，則生物體的微細構造不會保存，僅保留其外部形態。常見的置換作用有硅化、鈣化、白雲石化和黃鐵礦化等。

圖1-11 石化作用

（據童金南，2007）

（三）炭化作用

石化作用過程中生物遺體中不穩定的成分經分解和升餾作用而揮發消失，僅留下較穩定的炭質薄膜而保存為化石。例如，以幾丁質成分（C₁₅ H₂₆ N₂ O₁₀）為主的筆石和植物葉子經升餾作用，H、N和O揮發逃逸，留下炭質化石薄膜（圖1-11）。

六、化石的保存類型

根據化石可以保存的特點，化石可以分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石四類。

（一）實體化石

指生物的遺體或其一部分保存為化石。在極為特殊的情況下，由於密封、冷藏、乾燥等條件避開了空氣的氧化和細菌的腐蝕，其硬體和軟體幾乎未遭受變化，可以比較完整地保存下來。例如猛獁象（第四紀冰期西伯利亞凍土層中於1901 年發現，其生存於距今25000年以前，不僅骨骼完整，連皮、毛、血肉，甚至胃中食物都保存完整）（圖1-10 之3，4）。又如我國撫順煤田古近系撫順群（始新世至漸新世）琥珀中常見保存完整的蚊、蜂和蜘蛛等昆蟲化石（圖1-10 之1）。此外，由於氣候乾燥使生物體失去水分而被保存為干屍（木乃伊）。

（二）模鑄化石

是生物遺體在底質或圍岩中留下的各種印痕和復鑄物。雖然並非實體本身，但能反映生物體的主要特徵。按其與圍岩的關系主要有：

◎印痕：專指生物死後，遺體沉落在松軟細密底層上留下的印痕。生物遺體已損毀消失。常見的印痕化石有植物葉片、動物觸角、腔腸動物的水母等（圖1-12）。

圖1-12 雲南澄江下寒武統的印痕化石及其軟體復原圖

（據侯先光等，1989）

1.動物軟體印痕化石；

2.動物軟體復原圖

◎印模：主要指生物硬體（如貝殼等）在圍岩上印壓的模。可分外模和內模（圖1-13）。外模是硬體外表的印模；內模是硬體內表的印模。印模化石都能反映原生物的形態構造特徵，但其上的紋飾構造則與原生物表面凹凸相反。

◎核：核化石含有整體之意，能反映生物形態、大小、紋飾等特徵。核有內核、外核之分。有的生物如雙殼類，閉合的雙殼中軟體腐壞消失留下的空間，為泥沙所填充，形成與原空間形狀大小相等的完整實體，是為內核。內核的表面亦即內模。同樣，如果殼內空間尚未充填而其空間與原殼空間同形等大，此空間若再被填充，圍岩上原印壓的外模，反印於填充物之上，即形成與原殼形狀大小一致而成分均一的整體，稱為外核，亦可稱為復型，即原殼體的復型（圖1-14）。

圖1-13 腕足類的背殼及其印模化石

◎鑄型：生物殼體埋於沉積物中，已形成外模和內核，然後殼體被溶蝕，所留空隙再被其他物質填充，即成為原來生物遺體的鑄型。鑄型與外核表面一致，皆與未變或變化實體化石相似，但未保存遺體內部構造，且成分與原生物完全不同（圖1-14）。鑄型與外核區別為後者不含內核。

圖1-14 模鑄化石及其形成過程

（據譚光弼等，1983）

1.雙殼類殼瓣內部軟體；2.埋藏後軟體腐爛；3a.殼內被充填；4a.殼內空間被溶解，形成內核；3 b.殼內未充填，殼被溶蝕；4 b.整個空間被充填而形成外核（復型）；3 c.殼內空間被充填；4 c.殼被溶蝕，且空隙填以其他物質，形成鑄型

（三）遺跡化石

保留在岩層中的生物生活活動的痕跡和遺物稱為遺跡化石。遺跡化石對於研究生物活動方式和習性，以及恢復古環境有重要意義。遺跡化石中脊椎動物的足跡是最吸引人的。從足跡上看是爪印還是蹄印，可推知該動物是食肉的還是食草的。我國曾發現不少足跡化石，如陝西神木東山崖侏羅系的禽龍足跡是最大的足跡化石之一（圖1-15 之1）。無脊椎動物中蠕形動物的爬跡，舌形貝和蠕蟲類的潛穴（圖1-15之9，10），以及一些生物的覓食跡都是常見的遺跡化石。

圖1-15 遺跡化石

（據夏樹芳，1978；Ekdale et al.，1984；Seilacher，1970，1984）

1.足跡；2.行跡；3，4.拖跡；5.爬行跡；6～8.停息跡；9，10.潛穴跡

遺跡化石還包括動物的排泄物或卵（蛋化石）。各種動物的糞團、糞粒還可形成糞化石。魚糞化石（屬於糞團化石中的一種）比較常見，如貴州桐梓青杠哨白堊系中找到的魚糞化石。鑒定糞化石可以根據形態、大小、物質成分進行，如螺旋狀的糞化石就可能是具有螺旋瓣腸道的魚類排泄物。爬行類和鳥類的蛋化石比較常見。我國白堊紀地層中的恐龍蛋化石是世界著名的，在山東萊陽地區以及廣東南雄均發現成窩壘疊起來的恐龍蛋化石。我國黃土高原第四紀的土質層中也常發現完整的鴕鳥蛋化石。

自從人類出現以後，古代人類的勞動工具、文化遺跡等可歸屬於化石，但須指出這是指舊石器時代的遺物。例如，北京山頂洞人使用過的石器和骨器等。而新石器時代的遺物，一般屬於文物考古的范疇。

（四）化學化石

地史時期生物有機質軟體部分雖然遭受破壞未能保存為化石，但分解後的有機成分，如脂肪酸、氨基酸等仍可殘留在岩層中。這些物質仍具有一定的有機化學分子結構，雖然常規方法不易識別，但藉助於一些先進的手段和分析設備，仍能把它們從岩層中分離或鑒別出來，進行有效的研究。目前，人們已從岩層中分離出多糖、核苷酸、嘧啶、烴類和各種氨基酸。這些重大進步，推動了當代分子古生物學、古生物化學和生物成礦作用等新興學科的迅速發展，對探索生命起源，闡明生物發展歷史，以及對生物成因的礦產的探查和研究都有重要意義。

七、技能訓練——化石保存類型識別

（一）目的要求

（1）通過化石標本的觀察，初步掌握實體化石保存類型，了解遺跡化石的形態。

（2）通過化石標本的觀察和模擬化石形成，加深對模鑄化石的理解。

（二）訓練內容

1.實體化石

①生物原體化石

②變質遺體化石

充填作用——脊椎動物骨骼

交代作用——a.鈣化（三葉蟲）；b.硅化（珊瑚、硅化木）；c.黃鐵礦化（菊石）；炭化作用（古植物、筆石）

2.模鑄化石

①外模（三葉蟲）

②內模（腕足類、雙殼類）

③內核（腹足類）

④外核（石膏模型）

⑤鑄型

3.遺跡化石

禽龍足跡、恐龍蛋

⑩ 修理化石的方法有哪些

化石一般保存在岩層中,包裹化石的岩石稱為「圍岩」。化石與圍岩的接觸面叫做「界面」。沿界面去掉化石上的圍岩,稱為「修理」。化石修理方法分為機械方法和化學方法。
機械方法是用一些鑿擊、切割等手段,將化石圍岩剝離。傳統的化石機械修理工具主要是錘子和鏨子,用這類工具能比較容易地剝離體積巨大的大型化石圍岩。20世紀50年代,國外有些博物館採用電磁筆修理化石,其原理是把電能通過線圈轉換成上下震動的頻率,通過硬合金的筆尖敲擊圍岩,達到修理化石的目的。20世紀60年代,德國和美國的古生物學家採用風動工具修理化石,取得了成功。風動工具具有體積小、動力強、易操作、經久耐用、效率高等優點,但產生的粉塵和噪音等環保問題不可忽視。現代的機械修理可以用到牙科用的一些器具,如超聲波器具和氣動鑽,等等。此外,有些化石會有一些比較精細的結構,如皮膚、羽毛、鱗片等,這時候需要用到比普通鏨子更細小的工具。小型的化石適合在顯微鏡下操作(圖3-2A),最簡單的工具是各種尺寸的鋼針。有些化石保存在比較鬆散的岩石中,通常用刷子就能將其慢慢清除。

圖3-2 化石修理(攝影/王麗霞、高源)
有些標本,用機械修理幾乎不可能獲得較好的化石,則可以使用化學處理法。化學方法的成本一般較低,但需要注意,很多化學試劑對人體有危害,操作時要非常小心。
通常用的化學處理手段是酸浸法。該方法的理論依據是,化石成分與圍岩成分有較大區別。酸類能溶解圍岩而較好地保留化石。在酸浸時,須定時用刷子或剔針清理化石表面不能被溶解的圍岩,並定時更換新的酸溶液,清洗標本表面,晾乾或在略高於室溫下烘乾,若發現標本表面有醋酸鹽晶體,應重新清洗、烘乾。對已暴露的骨化石部位,用加固液進行加固,晾乾,之後重新浸泡,重復幾次直到圍岩全部被清理為止。完全修理出來的標本,可放在聚醋酸乙烯酯乳劑內浸泡數小時,之後取出,清理表面,晾乾。
除了酸浸法,還可使用某些化學葯品,利用它們的物理性質或綜合利用物理、化學性質將化石與圍岩分開。例如,過氧化氫常被用來粉碎含小化石或微體化石的岩石;白堊土中的無脊椎動物化石,可以用硅酸的飽和溶液處理。