化石是如何形成的
化石是如何形成的
说到化石，大家脑海里第一个想起的肯定是恐龙化石。很多人都不太了解那么化石是什么，尤其是好奇化石是由什么组成的。下面由学习啦小编为你详细介绍化石是怎么形成的。
化石的形成过程
化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，最常见的是骨头与贝壳等。
化石，古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头一样的东西。研究化石可以了解生物的演化并能帮助确定地层的年代。保存在地壳的岩石中的古动物或古植物的遗体或表明有遗体存在的证据都谓之化石。从一古时候到现在都有化石出现。
简单地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头。
在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡之后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构(甚至一些细微的内部构造)依然保留着;同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。
我们把这些石化了的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。
化石有三叶虫化石，植物化石，贝壳化石，足印化石，恐龙化石，鱼化石等。
化石的形成条件
虽然一个生物是否能形成化石取决于许多因素，但是有三个因素是基本的：
(1)有机物必须拥有坚硬部分，如壳、骨、牙或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母也能够变成化石。
(2)生物在死后必须立即避免被毁灭。如果一个生物的身体部分被压碎、腐烂或严重风化，这就可能改变或取消该种生物变成化石的可能性。
(3)生物必须被某种能阻碍分解的物质迅速地埋藏起来。而这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。海生动物的遗体通常都能变成化石，这是因为海生动物死亡后沉在海底，被软泥覆盖。软泥在后来的地质时代中则变成页岩或石灰岩。较细粒的沉积物不易损坏生物的遗体。在德国的侏罗纪的某些细粒沉积岩中，很好地保存了诸如鸟、昆虫、水母这样一些脆弱的生物的化石。
(4)被埋藏的生物尸体还必须经历长时间的石化作用后才能形成化石。有时生物死后虽然被迅速埋藏，但不久因冲刷等各种因素暴露出来而遭到破坏，也不能形成化石。有一些保存在较古老岩层中的化石，因岩层的变形和变质作用，使化石遭到破坏。
(5)沉积物在固结成岩的过程中，压实作用和结晶作用都会影响化石的石化作用和保存。
化石的作用
化石化作用是指随着沉积物变成岩石的成岩作用，埋藏在沉积物中的生物遗体而经历了物理作用和化学作用的改造，但是仍然保留着生物面貌及部分生物结构的作用。
化石化作用有三种方式：矿物质填充作用、交替作用和升馏作用。
矿物质填充作用
矿物质填充作用是指，某些无脊椎动物贝壳或脊椎动物骸骨中的有机物分解消失以后留下了中空的部分，在地层下被埋藏日久以后，溶解在地下水中的矿物质(主要是碳酸钙)往往在其孔隙中经重结晶作用变成了较为致密、坚实、并且增加了重量的实体化石。
交替作用
交替作用是指，生物硬体的组成物质在埋藏情况下被逐渐溶解，再由外来矿物质逐渐补充替代的过程。在这个过程中，如果溶解和交替速度相等，而且以分子相交换，就可以保存原来的细征结构。如硅化木。常见的交替物质有二氧化硅、方解石、白云石、黄铁矿等，相应的过程就可以叫做硅化、方解石化、白云石化和黄铁矿化。
升馏作用
升馏作用是指古生物遗体在被埋藏之后，不稳定成分分解、可挥发物质往往首先挥发消失，最后只留下碳质薄膜而保存下来的过程。这个过程也称为“炭化”。
活化石
活化石是指一些与化石物种十分相近的现存物种，或是一些只从化石中了解到的生物被发现尚存在。
舌形贝、鲎(又称“马蹄蟹”)、水杉、银杏等都是活化石。
恐龙蛋化石
恐龙蛋化石是非常珍贵的古生物化石，最早于1869年发现于法国南部普罗旺斯的白垩纪地层中，由于在全世界范围内发现的恐龙蛋化石的数量不多。
所见到的一般都是蛋的钙质外壳，极少发现保存有某种恐龙胚胎化石的蛋，很难判断所发现的蛋化石是由哪类恐龙产的。因此，在很长的一段时期内，有关恐龙蛋化石的研究工作并没有取得重要的进展。
1984年在中国出土一件有6500万年的历史的“恐龙蛋窝”化石。本“恐龙蛋窝”化石出土之后，几经辗转流失到中国境外，此件“恐龙蛋窝”化石包含22枚盗蛋龙恐龙蛋，其中19枚恐龙蛋中可见初具雏形的恐龙胚胎。2003年，一名美国收藏家在美国公开拍卖会上以42万美元将其买下，后经多方交涉无偿归还中国。这也是中国政府首次通过外交途径追索流失国外的古生物化石。
全世界已发现的恐龙蛋化石
据1993年6月报道，全世界总共已发现大约500个恐龙蛋化石。其中，含有胚胎的恐龙蛋化石只有100个左右。随着恐龙蛋化石的不断发现，全世界已发现恐龙蛋化石的总数在不断增大。
另据1993年7月报道，中国河南省的西部和西南部特别是西峡地区，大量恐龙蛋化石的新发现，刷新了世界恐龙蛋化石的陈旧统计数据。有关专家认为，过去中国已发现的恐龙蛋化石大约有400多个，约占世界已发现恐龙蛋化石总数的80%。仅河南省一位收藏家收藏的恐龙蛋化石就达2000多个。据初步统计，中国已发现的恐龙蛋化石约有4000个左右。其总数居世界首位。
埋藏在整个地层的恐龙蛋化石
有的中国专家分析推测，中国恐龙蛋化石资源极其丰富，其埋藏量约在10000个以上。另有中国专家估计，中国河南省西峡县一带，恐龙蛋化石全部埋藏量不下数万个，其丰富程度举世罕见。
恐龙蛋化石在地球上的时空分布
据报道，在空间分布上，除了南极以外(有在南极发现恐龙骨骼的报道)，在世界其它各洲均已发现有恐龙蛋化石分布。
法国东南部的圣维克图瓦尔，是世界著名的恐龙蛋化石遗迹之一，到1990年该地区已发现数百个恐龙蛋化石，其中一部分是完整的恐龙蛋化石，其地质年代大约相当于中生代早白垩世，距今约1.3亿年。
中国河南省西峡地区是目前中国已发现的、地质年代最早的恐龙蛋化石产地，其地质年代也大约相当于早白垩世，距今约1亿年。而且，中国河南省西部和西南部已发现33个恐龙蛋化石产地。专家认为，其数量之多、产地之集中、地质年代之早、结构之原始，均实为举世罕见。
到1990年，中国已发现的恐龙蛋化石，仅限于晚白垩世红色粘土岩中。在中国广东省发现的一个恐龙蛋化石的地质年代，大约相当于晚白垩世末，距今约0.65亿年。
可见，在时间分布上，世界已发现恐龙蛋化石的地质年代，大约相当于中生代早白垩世至晚白垩世末，距今约1.3～0.65亿年。然而，世界恐龙的兴亡历史是：在中生代三叠纪出现，在侏罗纪、白垩纪极盛，到白垩纪末全部绝灭。这表明，世界已发现恐龙蛋化石在时间分布上，接近于恐龙极盛期晚期和绝灭期。
此外，恐龙蛋化石有时具有分布面积大、呈集中条带状分布和成层分布的特点。例如，中国河南省西峡地区恐龙蛋化石群分布面积达40平方公里;埋藏集中，成条带状II型分布，宽约2公里，长约10公里;从局部的发掘剖面上看，可观察到三个化石层位，化石镶嵌在褐红色软石层中。
典型的化石
昆虫远祖：抚仙湖虫
抚仙湖虫是澄江动物群中特有的化石，属于真节肢动物中比较原始的类型，成虫体长10厘米，有31个体节，外骨骼分为头、胸、腹三部分，它的背、腹分节数目不一致，与泥盆纪直虾类化石类似，而直虾是现代昆虫的祖先，这间接表明了抚仙湖虫是昆虫的远祖。侯先光还发现，抚仙湖虫消化道充满泥沙，这表明它是食泥的动物。
九眼精灵：微网虫
微网虫属于叶足动物门，因身上多边形的鳞状骨片而得名，体长可达8厘米，具有9对矿化骨片和10对足，这些骨片起到连接腿和关节的作用，目前只有在澄江才发现有这种生物完整的化石。
有专家认为，这些骨片是一种繁殖后代用的储卵器，不过参照现代节肢动物繁殖器官多集中在一个部位的特点，储卵器不可能这样分散。也有专家认为，这些骨片是具有感光作用的多眼，所以有了“九眼精灵”的美称。不过动物的眼睛一般集中在头部，和微网虫类似的生物在地球上还没有找到。
微网虫曾登在《自然》杂志封面上，成为化石明星。《纽约时报》曾经这样评论微网虫：“一些寒武纪生物很容易就扮演科幻小说里的角色，最奇怪的家伙就是一种身上长着10对足和覆盖有鳞片状骨骼的蠕形动物。”
神奇的腔肠动物：栉水母
栉水母是一种食肉的腔肠动物，目前对澄江发现的栉水母化石仅限于描述，对其进化意义还未研究清楚。
它的身体上有类似楼梯一样的褶子，身体辐射对称，这在海洋生物中非常特殊。因为辐射对称的动物在海洋中保持平衡很难，捕食就更加不容易。栉水母身体顶端长了一个石质的平衡球，依靠它来掌握平衡。现代栉水母叫“海胡桃”，是最古老的无脊柱动物。
寒武纪海洋巨无霸：奇虾
奇虾是一类已经灭绝的大型无脊椎动物，化石表明这种动物口器有十几排牙齿，直径有25厘米，粪便化石长10厘米，粗5厘米。由此推测，奇虾体长可能超过2米。奇虾最初在加拿大发现，当时只发现一只前爪的化石，被误认为是虾的尾巴。科学家还想像了一个虾头，由于它不是虾，所以命名为奇虾。1994年，我国科学家在帽天山发现完整的奇虾化石，纠正了从前的错误，所谓的“尾巴”其实是它的爪子。
科学家在奇虾粪便化石中发现小型带壳动物的残体，这说明它是寒武纪海洋中的食肉动物，是海洋世界的统治者和食物最终的消费者。奇虾的发现表明，当时海洋确实存在完整的食物链。新的研究发现，奇虾的捕食肢能弯曲，腿在海底行走，不过它的附肢没有分化，节之间缺少关节。
人类远祖：云南虫
云南虫，身体呈蠕形，一般长3至4厘米，大者可以长到6厘米，1991年侯先光研究员发现并命名。它的头部在化石上不易保存，开始曾被认为是特殊的蠕虫。1995年，陈均远等研究者发现它有7对腮弓，可以呼吸，并把食物留在口腔里，这是脊索动物的重要特点，提出了“云南虫是脊索动物”的观点。
云南虫原始的脊索是脊椎的前身，相当柔软，容易受到外力的伤害，似于如今脊髓中的软性物质，身体神经单元集中的脊索上，肢体的感觉可以通过脊索传到全身，脊索的出现提高了动物控制身体和对环境的适应能力。云南虫的发现证明了在澄江动物群中蕴涵着脊椎动物的起源，这是生命演化史上的重大突破。
中国学者曾在《自然》杂志发表数篇文章，集中展现对云南虫的研究成果。1995年《纽约时报》发表一篇名为《从云南虫到你之路》的文章，文中说：“如果云南虫夭折，动物的中枢神经系统将永远得不到发展，地球将像遥远的月球一样永远寂寞冷清。”
梦幻生物：怪诞虫
怪诞虫属于叶足动物门，头很大，躯干背侧具有7对斜向上生长的强壮的长刺，最早发现于加拿大，它是寒武纪最著名的动物。
由于最初的化石保存不好，当英国古生物学家莫瑞斯1977年看到它身体上规则分布的两排刺时，误当成了用来走路的腿，而把本用来走路的腿误作装饰品。他认为这样的奇幻生物“只有做梦才能梦到”，所以命名为怪诞虫。
我国科学家在澄江发现的怪诞虫化石订正了这种错误的解释。后来，侯先光先生对采自澄江的最好的块标本修理后揭示，原先复原的怪诞虫头尾也颠倒了。在讨论动物演化时，怪诞虫被作为“寒武纪大爆发产生了比现代多得多的门(门一级生物)，后来大部分灭绝”这一观点的理论基础。
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