化石的历史
在漫长的地质年代里，地球上生活过无数的生物，它们的许多死尸或生命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。通过研究化石，科学家可以逐步了解遥远过去生物的形态、结构和类别，推断亿万年来生物的起源、进化和发展过程，恢复漫长地质历史中各个阶段的地球生态环境。
/detail.asp？id=41058
化石化石
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。
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。这些生物死后的遗骸或生命都是留下的痕迹，很多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。
词源:
Fossil这个词来源于拉丁语“fossilis”，意思是挖出。大多数化石都是史前生物的坚硬部分，可以保存下来，这些生物生活在化石收藏区。
历史上的化石
在早期有记载的人类历史中，一些希腊学者对沙漠和山区存在鱼类和海洋贝壳感到非常困惑。公元前450年，希罗多德注意到埃及沙漠，并正确地认为地中海已经淹没了那个地区。
公元前400年，亚里士多德宣布化石是由有机物形成的，但化石被埋藏在岩石中是地球内部神秘塑性力量的结果。他的一个学生提奥夫拉斯图斯(约公元前350年)也提出化石代表了一些生命形式，但他认为化石是由埋在岩石中的种子和卵发展而来的。斯特拉波(约公元前63年至公元20年)注意到了海平面以上的海洋化石的存在，并正确地推断出含有这种化石的岩石曾被大大抬升。
在中世纪的黑暗时代，人们对化石有各种各样的解释。人们要么把它们解释为自然界的奇怪现象，要么把它们解释为魔鬼的特殊创造和设计来迷惑人们。数百年来，这些迷信和宗教权威的反对阻碍了化石研究。15世纪初，化石的真正起源被普遍接受。人们明白化石是史前生物的遗骸，但仍认为是基督教《圣经》中记载的大洪水的遗骸。科学家和神学家之间的争论持续了大约300年。
文艺复兴时期，几位早期的自然科学家，著名的达芬奇，谈到了化石。他坚持认为洪水不能对所有化石负责，也不能解释为什么化石会出现在山里。科学家们坚信化石是远古生命无可争议的证据，海洋曾经覆盖了意大利。他认为，古代动物的遗骸被深埋在海底，在后来的某个时刻，海底隆起海面，形成了意大利半岛。18世纪末19世纪初，化石的研究奠定了坚实的基础，形成了一门科学。从那以后，化石对地质学家来说变得越来越重要。化石主要发现于海洋沉积岩中。当海水中的沉积物，如钙质软泥、砂和贝壳层被压实并胶凝成岩石时，就形成了海洋沉积岩。只有罕见的化石出现在火山岩和变质岩中。火山岩曾经是熔融的，里面没有生命。变质岩发生了很大的变化，使得原岩中的化石普遍消失。然而，即使在沉积岩中，保存下来的记录也只是史前动植物的一小部分。如果考虑到化石形成过程中所需的苛刻条件，就不难理解为什么只有一小部分史前动植物保存在沉积岩中。
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。
其他情况:
人们已经知道，附近火山落下的火山灰曾经覆盖了整个森林，有时在森林化石中可以看到站立的树木，这些树木一直以良好的姿态保存着。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。
动物和植物可以通过许多不同的方式变成化石，但哪种方式通常取决于:
(1)生物的原始构成
(2)它生活的地方
(3)影响生物死后残余物的力。
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。
化石分类
地层中的化石按保存特征大致可分为四类:固体化石、压铸化石、遗迹化石和化学化石。
1.固体化石:指几乎全部或部分古生物遗迹被保存下来的化石。原生生物在特别适宜的条件下，避免了空气的氧化和细菌的腐蚀，其硬件和软件都可以完整地保存下来，而无需进行重大的改动。比如猛犸象(发现于1901年前第四纪冰期的西伯利亚冻土中，不仅骨骼完好，连皮肤、毛发、血肉甚至胃中的食物都保存完好)。
2.压铸化石:生物遗骸在地层或周围岩石中留下的印记或重铸物。一类是印记，即生物遗骸落到水底后留下的印记，遗骸往往会被破坏，但这种印记反映了生物的主要特征。没有硬壳的生物也可以在一定的地质条件下保存自己的软印痕，最常见的就是植物叶片的印痕。第二类是印象化石，包括外模和内模。外部模型是遗迹坚硬部分(如贝壳)印在围岩上的痕迹，能反映出原始的生物外貌和结构；内部模型是指印在围岩上的贝壳内部轮廓结构的痕迹，能够反映生物硬件的内部形态和结构特征。例如，当一个贝壳被埋在砂岩中时，它的内部空腔也充满了沉积物。当沉积物凝固成岩石，壳体被地下水溶解时，壳体的外模留在围岩与壳体表面的接触面上，内模留在围岩与壳体表面的接触面上。第三种叫核心，上面提到的壳内的沉积物填充物叫核心。它的表面是内部模型。核的形状和大小等于壳内部空间的大小，是反映壳内部结构的实体。如果贝壳中没有沉淀物，当贝壳溶解时，会留下一个与贝壳形状大小相同的空间。如果再把这个空间填满，就会形成一个与原壳形状相同、大小相等、成分均匀的实体，称为外核。外芯表面的形状与原壳相同，由外模印刷而成，而其内部是实心的，不能反映壳的内部特征。第四种是铸造模具。当壳被埋在沉积物中，外模和内芯已经形成时，壳被完全溶解并被另一种矿物填充，这样填充就保持了壳的原有形状和大小，就像铸造过程一样，从而形成了铸造模。它的表面和原来的壳是一样的，它们的内部有一个核心，但是壳本身的细微结构并没有被保留下来。
一般来说，外模和内模的凹凸花纹与原作正好相反。外芯和模具的外部形状与原件完全一致，但原件的内部结构被破坏消失，其材料成分也与原件不同。至于外芯和模具的区别，前者没有内芯，而后者也含有内芯。
3.遗迹化石:指保存在岩层中的古生物生命活动的痕迹和遗迹。最重要的遗迹化石是脚印。除此之外，还有爬行的痕迹、洞穴、节肢动物的钻孔以及生活在沿海地区的舌形贝类形成的隐蔽洞穴，可以形成遗迹化石。在遗迹化石方面，常指动物排泄物或蛋类(蛋类化石)；各种动物的粪球和颗粒可以形成粪便化石。中国白垩纪地层中的恐龙蛋举世闻名。过去在山东莱阳和广东南雄发现了恐龙蛋。
4.化学化石:虽然一些远古生物的遗迹被破坏而没有保存下来，但生物的有机成分分解形成的氨基酸、脂肪酸等各种有机物质仍能残留在岩层中。这种化石是看不见的，但是有一定的化学分子结构，足以证明过去生物的存在。随着现代化学研究的进步和科技的提高，古代生物的有机分子(指氨基酸等。)可以从岩层中分离出来进行鉴定和研究，出现了一门新的学科——古生物学。
5.特殊化石:
琥珀——古代植物分泌的大量树脂，粘性强，浓度高，昆虫或其他生物在上面飞行时呈粘性。粘住后树脂继续流出，虫体可能完全被树脂包裹。在这种情况下，外界的空气无法渗透，整个生物被保存下来，没有任何明显的变化，这就是琥珀。
猛犸象中药店的龙骨——用作中医的龙骨，其实主要是新生代晚期尚未完全化石的多种脊椎动物的骨骼和牙结石，多为上新世和更新世哺乳动物，如犀牛、三趾马等。、鹿、鹿科动物和大象。至于五花龙骨或五花龙牙，颜色不是单调的白色、灰色或黄白色，而是黄白色之间夹杂着红棕色或蓝灰色的花纹。这是大象的门牙。