如果說文字是記載人類社會(hui) 曆史必不可少的工具，那麽(me) 化石就是大自然史冊(ce) 的天然記錄者。迄今為(wei) 止，地質學家通過解讀埋藏於(yu) 岩石之中的化石所蘊含的豐(feng) 富信息，使我們(men) 初步了解了地球46億(yi) 年以來的生命演化史，化石也因此被當作是開啟地球曆史之門的一把重要鑰匙。

 什麽(me) 是化石？

 通俗來講，化石（fossil）是指保存於(yu) 岩層中的遠古生物的遺體(ti) 和生命活動的痕跡。在漫長的地質年代裏，地球上曾經生活過無數的生物，這些生物死亡後遺體(ti) 中的有機質在漫長的歲月中被分解盡，堅硬的部分（如外殼、骨骼、枝葉等）與(yu) 包圍在周圍的沉積物被保留下來，隨著沉積物被埋藏。經過漫長的地質時期，生物體(ti) 本身的物質成分被礦物質填充或置換，變得跟岩石一樣堅硬，但是它們(men) 原來的形態、結構卻被保留下來。經過地殼構造運動，岩石和古生物化石出露，最終被人們(men) 發現，也就是我們(men) 所說的“化石”。

化石形成過程示意圖

 化石的形成過程和保存條件

 1. 生物自身條件

 有機物必須擁有堅硬部分，如殼、骨、牙或木質組織。無脊椎動物中的各種貝殼、脊椎動物的骨骼等主要由礦物質構成，能夠較為(wei) 持久地抵禦各種破壞作用。此外，具有角質層、纖維質和幾丁質薄膜的生物，例如植物的葉子和筆石的體(ti) 壁等，雖然容易遭受破壞，但是不容易溶解，在高溫下能夠炭化成為(wei) 化石。而動物的內(nei) 髒和肌肉等軟體(ti) 則容易被氧化和腐蝕，除了在極特殊的條件下，一般很難成為(wei) 化石。

 2. 埋藏條件

 生物在死後必須立即避免被毀滅，並被某種能阻礙分解的物質迅速埋藏起來。通常海生動物的遺體(ti) 都能變成化石，這是因為(wei) 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。

 3. 時間因素

 生物遺體(ti) 或其硬體(ti) 部分必須經曆長期的埋藏，才能隨著周圍沉積物的成岩過程而石化成化石。但是，有一些保存在較古老岩層中的化石，因岩層的變形和變質作用，使化石遭到破壞。

 4. 沉積物的成岩作用

 沉積物在固結成岩過程中的壓實作用和結晶作用都會(hui) 影響化石的形成和保存。其中，碎屑沉積物的壓實作用比較顯著，所以在碎屑沉積岩中的化石很少能夠保持原始的立體(ti) 狀態。

 化石的類型

 根據其保存的特點，可分為(wei) 以下5類：

 1. 實體(ti) 化石：多為(wei) 動物的骨骼和殼體(ti) 以及植物的根、莖、葉等在地層中經過石化而成，保存了生物的形態、結構和裝飾等。人們(men) 熟悉的恐龍骨架和猛獁象牙齒就屬於(yu) 實體(ti) 化石。

 2. 模鑄化石：生物遺體(ti) 在地層中留下的印模，包括外模和內(nei) 模。外模是遺體(ti) 堅硬部分（如貝殼）的外表印在圍岩上的痕跡，能夠反映原來生物外表形態及構造；內(nei) 模指殼體(ti) 的內(nei) 麵輪廓構造印在圍岩上的痕跡，能反映生物硬體(ti) 的內(nei) 部形態及構造特征。

 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。其中，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，均可以形成遺跡化石，例如恐龍蛋、恐龍腳印和糞便。

 4. 化學化石：地史時期的生物有機質軟體(ti) 部分雖然遭到破壞，但分解後的有機質成分仍殘留在地層中，有些還可以形成重要的礦產(chan) 資源，例如煤、石油、天然氣。

 5. 特殊的化石——琥珀：如琥珀和凍土中的化石等。琥珀看起來並不是“石”，但它確實應作為(wei) 化石家族中的特殊一員。因為(wei) 絕大多數琥珀中都埋藏著古代生物的遺體(ti) 。此外，常年凍土中的生物遺體(ti) ，因冰凍而沒被石化，也可稱為(wei) 化石。

 化石的啟示

 古生物化石是重要的地質遺跡，是地球曆史的見證，人們(men) 可以根據不同生物的生態環境，恢複漫長的地質曆史時期各個(ge) 階段地球的古地理麵貌、海陸分布格局。

 1. 大陸漂移說的證據

 大陸漂移說認為(wei) ，地球上所有大陸在中生代以前曾經是統一的巨大陸塊，稱之為(wei) 泛大陸或聯合古陸，中生代開始分裂並漂移，逐漸達到現在的位置。魏格納提出大陸漂移學說的基本依據之一，就是一個(ge) 屬種的生物應該有一定的地理分布範圍，然而他發現諸如水龍獸(shou) 、中龍及其它古代動植物化石，卻分散在世界不同的地方。

 2. 古地理環境的見證

 生物化石是重建古地理環境最重要的依據。例如，現代造礁珊瑚生存在熱帶﹑亞(ya) 熱帶淺海中﹐在年平均溫度低於(yu) 18℃的海域，隻能生存不能造礁﹐因而珊瑚礁的存在不僅(jin) 表明屬於(yu) 淺海環境﹐且是屬於(yu) 熱帶﹑亞(ya) 熱帶環境。

 動植物的繁茂程度也是探索古地理環境的依據。厚煤層的出現一般表明當時當地環境溫暖潤濕﹐有利於(yu) 植被的生長。

 生物化石的微細構造可用於(yu) 追索古環境的細節。如根據植物化石中的年輪可推斷當時的溫度、季節變化和降水季節變化等。

 3. 地質年代的信號

 地質學家根據生物演化的階段性和地球發展的重大構造運動階段，將地球的曆史從(cong) 古到今劃分為(wei) 5代12紀。在各個(ge) 不同時期的地層裏，大都保存有古代動、植物的標準化石。各類動、植物化石出現的早晚是有一定順序的，越是低等的出現的越早，越是高等的出現的越晚。

 4. 能源礦產(chan) 的信息

 能源對我們(men) 的生活非常重要，尤其是石油、天然氣對於(yu) 國家的發展具有至關(guan) 重要的作用。那麽(me) ，化石與(yu) 油氣資源之間有著密切的關(guan) 係嗎？

 答案是肯定的。就常規情況而言，在地質曆史時期，某地出現地震、火山、海嘯以及氣候突變等地質事件，會(hui) 引發大規模的生物死亡。在無沉積區域，生物會(hui) 被風化；在沉積區域，例如河流、海洋等，沉積物會(hui) 對生物進行掩埋。生物在不同情況下形成油氣資源和化石，這些突然死亡而形成的化石在某些沉積區域大規模出現，表明在地質事件發生之前生物在這一區域生活非常密集。根據生物鏈規則，這種密集的生活勢必證明該區域存在更大規模的低端食物鏈的生物。低端食物鏈的生物被掩埋之後更容易形成油氣，故而該區域就越接近油氣資源的儲(chu) 存地。

 同時，化石群的發現在一定程度上對尋找石油具有重要意義(yi) 。例如，地質學家們(men) 在永靖以及海石灣、肅北、通渭、慶陽等地發現鸚鵡嘴龍、蜥腳類、馬門溪龍、鴨嘴龍、原巴克龍等恐龍化石群，表明侏羅紀時期的甘肅曾是個(ge) 恐龍王國，這些古生物化石組合的相關(guan) 特征表明，這裏曾是一個(ge) 暖熱潮濕、多水濱湖相結合的古構造盆地，這一帶的地層可能屬於(yu) 有重要成油層的地層。由此可見，化石研究對於(yu) 能源資源的探索至關(guan) 重要。