你听说过古生物化石吗？你知道它们是如何形成的吗？

化石，古代生物的遗骸、遗物或遗迹被埋在地下，变成石头之类的东西。研究化石可以了解活体动物的进化，有助于确定地层的年代。保存在地壳岩石中的古代动物或植物的遗骸或表明遗骸存在的证据被称为化石。化石自古就有。

简单来说，化石是由生活在遥远过去的生物的遗骸或残骸变成的石头。在漫长的地质时代，地球上已经生活着无数的生物。这些生物死后留下的许多遗迹或其生活留下的痕迹都被当时的泥沙掩埋了。在随后的岁月里，这些生物遗骸中的有机物被完全分解，坚硬的部分，如贝壳、骨骼、枝叶等，连同周围的沉积物，被石化成了石头，但它们原有的形态和结构(甚至一些细微的内部结构)依然存在；同样，那些生物活着时留下的痕迹也可以这样保存下来。我们称这些化石为生物遗骸和遗骸化石。从化石中可以看到古代动植物的样子，从中可以推断出古代动植物的生活状况和生存环境，推断出埋藏化石的地层的形成时代和历史变迁，看到从古至今生物的变化。

化石包括三叶虫、植物、贝壳、脚印、恐龙、鱼等等。

2020年7月编辑-11。

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572020-07-23

古生物化石的形成

地质历史中的生物遗迹和生命活动痕迹被沉积物掩埋后，经历了漫长的地质时代。随着沉积物的成岩作用，埋藏在沉积物中的生物遗迹或痕迹经过物理化学作用(往往伴随着矿物的置换和充填)而发生转化，最终形成化石(图1.11)。图1.11化石形成过程示意图自然界的生物种类繁多，数量极其丰富。然而，并不是所有死去的生物都会被保存为化石。古生物化石的形成需要苛刻的条件:一是生物本身必须有易于保存的坚硬部分，组成坚硬部分的矿物质在成岩、石化过程中相对稳定，不易分解；第二，生物死后很快被沉积物掩埋，其尸体不被其他动物吞食，不被外力破坏；第三，被掩埋的生物遗迹或遗迹应能经受各种地质作用的改造而不被破坏。这些地质作用主要包括上覆厚层沉积物的高压压实固结成岩作用、高地热温度下的结晶变质作用、构造变形和地下水置换作用。在如此复杂的地质过程中，大部分生物和生物遗迹被破坏，只有少数幸存下来成为化石。现在出土的完整古生物化石只是曾经生活在地球上的生物界的极小一部分，作为化石保存下来的概率只有万分之一左右。

36浏览1082020-01-18

古生物化石是如何形成的？

(1)有机物必须有坚硬的部分，如贝壳、骨头、牙齿或木质组织。然而，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母，在非常有利的条件下也可以成为化石。(2)生物必须避免死后立即被毁灭。如果一个生物体的身体被部分压碎、腐烂或严重风化，就可能改变或取消这个生物体成为化石的可能性。(3)生物必须被能阻碍分解的东西迅速掩埋。这种埋藏物质的类型通常取决于生物的生活环境。海洋动物的遗骸通常可以成为化石，因为海洋动物死后沉入海底，被泥土覆盖。在后来的地质时期，泥浆变成了页岩或石灰石。细颗粒沉积物不容易破坏生物遗迹。在德国侏罗纪的一些细粒沉积岩中，一些脆弱生物如鸟类、昆虫和水母的化石保存完好。

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古生物化石是怎么形成的？

大约5.5亿年前，前寒武纪结束，古生代开始。海洋中的生物在不断繁殖和增加。非常低级的生命形式进化成了更高级更丰富的生物，这是进化史上的一大飞跃。多年来，地质学家一直对这一现象感到困惑，他们在化石记录中寻找缺失的联系。到了1964年，地质学家R.C.Sprigg在澳大利亚南部埃迪卡拉山的古老沙滩上发现了一种奇怪的软土，其表面积的70.8%，由浩瀚的海洋组成。浩瀚的海洋是生命的摇篮。动物遗体化石。地球表面积的70.8%是由浩瀚的海洋组成的。浩瀚的海洋是生命的摇篮。在这些化石中，数量最多的是一个环形遗迹，看起来像现代水母:因此，这个时期被称为水母时代，就在古生代之前，大约6亿年前。在埃迪卡拉岩层中，仍然有蠕虫、奇怪的底栖生物和复叶的痕迹和藏身之处。在埃迪卡拉动物群中，许多生物很难被归入现代海洋物种。一些科学家认为它们与海胆(棘皮动物)、蠕虫和甲壳动物(节肢动物)有关。德国古生物学家阿道夫·塞拉彻提出了一种新的解释。他认为这些长相奇特的生物与现代物种无关，而是代表了已经灭绝的生命形式，它们脆弱的垫状身体很容易被新的捕食者吃掉。虽然在这次发现之后，除了南极洲以外的各大洲都发现了埃迪卡拉动物群，但似乎它们并没有出现在古生代之前的化石记录中。目前，还不清楚埃迪卡拉海洋生物的灭绝是因为大灾难，环境条件的变化，还是仅仅被更成功的捕食者吃光了。埃迪卡拉动物群清楚地说明了古代海洋研究中取样存在的问题。很多年来，地质学家一直假设古生代之前地球上没有生命，不是因为有证据证明没有生命，而是因为我们找不到生命的证据。在古生代之前，海洋中的生物基本上都是软体动物，没有骨骼和外壳。从地质学的角度来看，作为化石保存下来是不可思议的。因为大多数软体海洋动物死后都会沉入海底并迅速腐烂。如果他们的遗体因为某种原因很快被软泥或沙子掩埋，他们保存下来的几率就大大提高了。如果周围的沉积物被富含硅、钙等矿物质的水冲刷，就可能形成含有完整软体动物遗骸的岩层。如果一个生物有外壳或骨骼，它将更有可能形成化石，这就是为什么我们对后来的生命了解更多。一旦纯粹凭运气或推断发现了化石，我们想知道化石是什么，它的生活方式是什么，就不得不依赖于它保存的完整性。而且我们对现代生物物种的了解也会影响我们对化石的解读，那些成为化石的生物其实和生活在现代海洋中的生物一点都不像。

14浏览512020-01-02

你还知道哪些古生物化石？他们能告诉我们什么？

根据保存特征，地层中的化石大致可分为四类:固体化石、压铸化石、遗迹化石和化学化石。菊石、恐龙、古蜻蜓、贝类、古海洋生物、固体化石、压铸件、化石、化石、化学化石、特殊化石、标准化石、相化石带化石、持久性化石、古生物钟、虫管、木化石，地球的“年龄”约为46亿年。寒武纪是5.4亿年到5.1亿年前。比我们熟悉的恐龙时代的“侏罗纪”早了4亿年。1909年期间，加拿大发现的中寒武世布尔吉斯动物群化石轰动了全世界，现在这个化石群已经被联合国列为科学遗址。1947年，澳大利亚发现了晚前寒武纪埃迪卡拉动物群。两个化石群的时间间隔为1.1亿年，两个物种之间的突变很难用实物证明。澄江动物化石群正好处于上述两个化石群时间跨度的中间，是寒武纪生命大爆发最重要的一环。抚仙湖虫是澄江动物群中特有的化石，属于真节肢动物的原始类型。成虫体长10 cm，有31个关节。外骨骼分为三部分:头部、胸部和腹部。其背腹节数不同，类似泥盆纪直虾化石，直虾是现代昆虫的祖先，间接说明抚仙湖虫是一种昆虫。侯先光还发现，抚仙湖蠕虫的消化道内充满沉积物，这表明它是一种食泥动物。

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化石是如何形成的？

形成条件:虽然一个生物能否形成化石取决于很多因素，但有三个因素是基本的:(1)有机物必须有坚硬的部分，如外壳、骨骼、牙齿或木质组织。然而，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母，在非常有利的条件下也可以成为化石。(2)生物必须避免死后立即被毁灭。如果一个生物体的身体被部分压碎、腐烂或严重风化，就可能改变或取消这个生物体成为化石的可能性。(3)生物必须被能阻碍分解的东西迅速掩埋。这种埋藏物质的类型通常取决于生物的生活环境。海洋动物的遗骸通常可以成为化石，因为海洋动物死后沉入海底，被泥土覆盖。在后来的地质时期，泥浆变成了页岩或石灰石。细颗粒沉积物不容易破坏生物遗迹。在德国侏罗纪的一些细粒沉积岩中，一些脆弱生物如鸟类、昆虫和水母的化石保存完好。其他情况:据了解，附近火山落下的火山灰曾经覆盖了整片森林，有时在森林化石中还能看到依然挺立的树木，而且保存的姿势很好。流沙和沥青通常能很快掩埋动物。焦油沥青的作用就像是捕捉野生动物的陷阱，又像是防止动物坚硬部分分解的防腐剂。洛杉矶的兰柯？拉？兰乔拉布雷亚沥青湖(Rancho laBrea asphalt lake)因在其中发现许多骨骼化石而闻名，包括长着锋利牙齿的野猪、巨型陆地树懒和其他灭绝的动物。冰河时期存活下来的一些动物的遗骸被冻在冰里或冻土里。显然，有些冷冻动物是可以保存下来的。虽然地球上出现过许多未知生物，但只有少数留下了化石。然而，即使满足了将生物变成化石的条件，仍然有其他原因导致一些化石从未被发现。比如很多化石被地面侵蚀破坏，或者它的坚硬部分被地下水分解。一些化石可能保存在岩石中，但由于岩石经历了强烈的物理变化，如折叠、断裂或熔化，这种变化可以将含有化石的海相石灰岩变成大理石，任何原本存在于石灰岩中的生物痕迹都将完全或几乎完全消失。沉积岩中仍有许多化石无法取得进行研究，也有含化石的岩石很好地出露在地球表面，但在地质学上没有得到研究。另一个很常见的问题是，生物体的情况可能无法完全显示出来，因为生物体的遗骸已经成为碎片或保存不良。此外，我们追溯到过去的时间越长，丢失化石记录的时间间隔就越长。岩石越老，受到破坏力的机会就越多，化石也就越不可辨认。此外，由于更古老的生物与今天的生物不同，因此很难对它们进行分类，这使得问题更加复杂。然而，尽管如此，大量保存下来的生物化石仍然为我们了解过去提供了很好的记录。动植物变成化石的方式有很多种，但通常是哪种方式取决于:(1)生物的原始组成(2)生活的地方(3)生物死后影响其遗骸的力量。大多数古生物学家认为，生物遗骸的保存有四种形式，每种形式都取决于生物遗骸的成分或它们所经历的变化。生物原本柔软的部分只有被埋在能防止其柔软部分分解的介质中才能保存下来。这种介质包括冻土或冰、富含石油的土壤和琥珀。当一个生物在非常干燥的条件下变成木乃伊时，它还能保留身体原有的柔软部分。这种情况一般只发生在干旱地区或沙漠地区，遗体不会被野生动物吃掉。也许最著名的动物软体化石保存在阿拉斯加和西伯利亚。在这两个地区的苔原上发现了大量冷冻的长毛猛犸象遗骸——一种已经灭绝的大象。其中一些庞然大物已经被埋藏了25000年。当冻土融化时，猛犸象的遗骸就露出来了。还有一些尸体保存的很差。当它们暴露在外时，它们的肉被狗吃掉，象牙被象牙商转卖。猛犸象的皮毛现在在许多博物馆展出，其中一些博物馆将猛犸象的肉或肌肉保存在乙醇中。在波兰东部的含油土壤中也发现了生物身体的柔软部分，那里有保存完好的灭绝犀牛的鼻角、前腿和部分皮肤。在新墨西哥州和亚利桑那州的洞穴和火山口发现了天然的地懒木乃伊。这里极度干燥的沙漠气候可以使动物的所有软组织在腐烂前脱水，可以保存一些皮肤、毛发、肌腱、爪子等。生物变成化石的一种更有趣、更不寻常的方式是将它们保存在琥珀中。古老的昆虫可以被一些针叶树分泌的粘液捕获。当松节油变硬并进一步变成琥珀时，昆虫就呆在里面了。有些昆虫和蜘蛛保存得非常好，甚至可以在显微镜下研究它们的细毛和肌肉组织。虽然生物软组织的保存形成了一些有趣而惊人的化石，但这种方式形成的化石却比较少见。古生物学家经常研究保存在岩石中的化石。生物体上的硬组织也可以保存下来。几乎所有的植物和动物都有一些坚硬的部分，如蛤蜊、牡蛎或蜗牛；脊椎动物的牙齿和骨骼；螃蟹的壳和植物的木质组织可以变成化石。因为生物的坚硬部分是由能抵抗风化和化学作用的物质构成的，所以这类化石分布很广。蛤蜊、蜗牛和珊瑚等无脊椎动物的外壳是由方解石(碳酸钙)构成的，它们中的许多都保留了下来，几乎没有或没有发生物理变化。脊椎动物的骨骼和牙齿以及许多无脊椎动物的外骨骼都含有磷酸钙。因为这种化合物非常抗风化，所以很多由磷酸盐组成的物质也可以保存下来，比如保存完好的一颗鱼牙。二氧化硅制成的骨骼也有这种特性。微体化石的硅质部分和一些海绵通过硅化作用成为化石。其他生物有几丁质(一种类似指甲的物质)，节肢动物等生物的几丁质外骨骼可以成为化石。由于其化学成分和掩埋方式，这种物质以碳膜的形式保存下来。碳化(或蒸馏)发生在生物掩埋后缓慢腐烂的过程中。在分解过程中，有机物逐渐失去气体和液体成分，只剩下碳质薄膜。这种碳化和煤的形成是一样的。在许多煤层中可以看到大量的碳化植物化石。在许多地方，植物、鱼类和无脊椎动物都以这种方式保存了它们的化石。一些碳膜精确地记录了这些生物最细微的结构。化石也可以通过矿化和石化保存下来。当矿化的地下水在生物坚硬部分所在的空间沉积矿物质时，生物坚硬部分变得更加坚硬，更耐风化。常见的矿物有方解石、硅石和各种铁化合物。所谓置换或矿化，就是生物体坚硬的部分被地下水溶解，而其他物质在腾出的位置沉淀下来的过程。一些移位化石的原始结构被移位的矿物破坏了。不仅动植物的遗骸可以形成化石，表明它们曾经存在过的证据或痕迹也可以形成化石。遗迹化石可以提供关于这种生物特征的大量信息。很多生物的贝壳、骨头、树叶等部分都可以以公模母模的形式保存下来。如果在沉积物硬化和岩石化之前将贝壳压入海底，其外部特征将被压印(阴模)。如果阴模后来被另一种物质填充，就形成了阳模。阳模可以显示壳体的原始外部特征。外阴模表现生物体硬部的外部特征，内阴模表现生物体硬部的内部特征。一些动物以标记、印迹、脚印、洞和洞的形式留下了它们存在的证据。例如，脚印不仅可以表明动物的种类，还可以提供环境信息。恐龙的足迹化石不仅揭示了它的脚的大小和形状，还提供了它的长度和重量的线索。有脚印的岩石还可以帮助确定恐龙生存的环境条件。世界上最著名的恐龙足迹化石是在美国得克萨斯州萨默维尔县罗斯镇附近的帕卢斯河床白垩纪晚期石灰岩中发现的，距今约1.1亿年。带有恐龙足迹的大型石灰岩板已经被运送到世界各地的博物馆，成为这种巨大爬行动物的无声证据。无脊椎动物也会留下痕迹。它们可以在许多砂岩和石灰岩矿床的表面找到。无脊椎动物的踪迹从简单的踪迹到螃蟹和其他爬行动物的洞穴都有。这些足迹为这些生物的移动方式和它们的生活环境提供了证据。洞穴是动物在地下，用木头、石头和其他能打洞的物质做成的管状或圆形的洞，用于躲藏和觅食。如果后来填充了精细的物质，可能会保存下来。偶尔，在充满洞穴的沉积物中可以找到逃出洞穴的动物的遗骸。蠕虫、节肢动物、软体动物和其他动物可以呆在柔软海底的洞穴里。一些软体动物，如海难，一种钻木头的蛤蜊，和Litho-domus，一种钻钻石的蛤蜊，经常可以找到它们的洞穴化石和钻孔化石。在已知最古老的化石中，有一种管状结构，被认为是蠕虫的洞穴。这种管状结构存在于许多最古老的砂岩中。钻孔是一些动物为了觅食、依附和隐藏而挖的洞。钻孔经常出现在化石外壳、木头和其他生物的化石上。钻孔也是一种化石。像钻蜗牛这样的内食性动物可以在其他动物的壳上钻洞，吃掉它们柔软的部分。许多古老的软体动物可以在它们的壳上看到整齐的孔，看起来像钻蜗牛。化石对于追溯动物和植物的发展和进化是有用的，因为较老的岩石中的化石通常是原始和简单的，而较新的岩石中的类似物种的化石是复杂和先进的。一些化石作为环境的指示器很有价值。例如，造礁珊瑚似乎总是生活在与今天相似的条件下。因此，如果地质学家发现珊瑚礁化石——珊瑚最初被埋葬的地方，那么有理由认为这些含有珊瑚的岩石是在温暖且相当浅的海洋中形成的。这使得勾勒出史前时期海洋的位置和范围成为可能。珊瑚礁化石的存在还可以指示古水体的深度、温度、底部状况和盐度。化石更重要的用途是用于对比——确定几个岩层之间的密切关系。通过对比或比较各种地层中所含的特征化石，地质学家可以确定某一特定地区某些地质构造的分布。有些化石在地质历史上存在时间很短，但在地理上分布很广。这种化石被称为指示化石。因为这种化石通常只与某个时代的岩石一起诞生，所以在对比中特别有用。微体化石作为石油地质学家的指示化石特别有用。微古生物学家(研究微古生物学的学者)通过清洗钻孔获得的岩心，分离出微小的化石，然后在显微镜下进行研究。通过研究这些微小的古生物遗迹获得的数据，对于判断地下岩层的年代和石油储藏的可能性非常有价值。微体化石对世界油田的重要性，从一些含油层系以一些关键的有孔虫属命名可见一斑。其他微体化石，如介形虫、孢子和花粉，也用于识别世界其他许多地方的地下岩层。尽管植物化石对指示气候非常有用，但它们对地层对比并不十分可靠。植物化石提供了许多关于整个地质时代植物进化的信息。