化石是怎么由骨头变成石头的？

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简单地说，化石是动、植物死亡后被埋藏于地下，经过地质作用所变成

的石头。但这一些石头保留了动、植物的形状特征，古生物学家们便是根据

这些特征，确定出它们是何种动植物。若是动物，则还要运用解剖学的原理，

勾画出它们的骨骼，补充上它们的肌肉和皮肤，便画出了它们的体形图或雕

塑成模型了。

在地球历史中存在过的生物之所以能够保存成为化石，要有生物本身和

地质环境双方面的条件。首先生物本身必须具有一定的硬体，如无脊椎动物

中各种贝壳、脊椎动物的骨骼等，它们是由无机物组成的硬体，与皮肉、内

脏等软组织相比，不易遭受氧化或腐烂而消失，因此成为化石的可能性较大。

而那些软组织易遭氧化和腐烂，成为化石的可能性就小得多，这就是为什么

大多数化石都是骨骼和贝壳的原因。第二个条件是生物死后要有它们被迅速

埋葬起来的地质环境。如海洋和湖泊中，泥沙沉积迅速的地方，生物保存为

化石的机会就多，否则即使生物有硬体，如果死后长期暴露在地表或泡于水

中不被泥沙所掩埋，也会被风化作用破坏或其它动物吞食，不能形成化石。

另外，还需要指出的是，一些无机物的形态类似生物形状（如海底锰结核、

树枝状痕迹等），但它们并不是化石，因为它们不是生物；而现代才被泥沙

埋藏的生物遗体，如动物，即便皮肉烂掉，仅有白色的骨头，也不能称为化

石，必须经过沉积物形成岩石的过程，使骨头也变得坚硬如石，这才能叫化

石，而这一过程至少需要25000 年的时间。

从以上可以看出化石保存需要种种条件，各时代的古生物只能有一小部

分由于条件适宜而成为化石，再考虑到成为化石期间遭受的种种破坏作用及

现在还没有发现到的化石，已收集到的化石仅占当时古生物数量的很少一部

分，它们对古生物的记录必须是很不连贯、很不完整的，致使有些生物绝灭

之谜直到现在我们还是不清楚的。

化石有不同类型，这是由于埋藏环境不同而形成的，大致可以分为四种：

实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。

实体化石遗体本身全部或部分保存下来，在特殊的环境中避免了氧化

和腐烂，如西伯利亚冻土层的猛犸象、波兰斯大卢尼沥青湖里的披毛犀、我

国抚顺煤田中包含完整昆虫的琥珀等。但这类实体化石并不多见，绝大多数

生物仅能保存硬体部分，而这一部分也要经过石化才能形成化石，石化作用

有：

矿物质充填，无脊椎动物硬体结构中多少都留有空隙，当硬体掩埋日久，

空隙往往被地下水中的矿物质（主要是碳酸钙）填充，变成致密坚实的实体

化石；脊椎动物骨骼，其髓质消失留下的中空部分同样易受矿物质填充而增

加了重量，这也是中药店收购龙骨时，鉴别是龙骨还是骨头的一种方法。

交替作用，在石化过程中原来硬体的物质成分被地下水溶解带走，而水

中的矿物质沉淀在被溶解的孔洞中。若是沉淀与溶解速度相等，就能保存原

__来硬体的微细结构。如硅化石，大家都能在硅化石上看到年轮和细胞的轮廓。

升溜作用，生物被埋藏后，体内不稳定的成份经分解，挥发消失了，仅

留下了稳定的成份，形成薄膜保存下来。如树叶，主要成份是碳水化合物，

经过升溜作用，氢、氧全都跑了，仅剩下碳，形成了碳质薄膜。

模铸化石生物遗体在围岩中留下的印模和复铸物。生物往往遭受破

坏，但这种印迹却反映出了该生物体的主要特征，最常见的是植物叶子的印

痕。有时带硬壳的动物死后壳体张开，泥沙充填进去，在固结成岩后地下水

又把壳体溶解，在围岩与壳外表面的接触面上留下外模，在泥沙与壳内表面

的接触面上留下了内模；如果壳体张开不大，基本保持原状，那么充填进的

泥沙成岩后就称为内核，若是动物死后壳体不张开，当贝壳溶解后就留下一

个与壳同形等大的空洞，此空洞如再经充填，所形成的核则称为外核。

遗迹化石是生物活动时留下的痕迹和遗物。遗迹化石中最重要的是足

迹，从足迹的大小、深浅及排列情况，可以推测该动物身体的轻重，行走时

是慢步、疾驰还是跳跃，足迹是爪型还是蹄型，由此可以推知该动物是食肉

型还是食植物型。例如：发现地上有两排足迹化石，一排小有蹄，一排大有

爪，行距由远而近，步幅由小变大，经过一段混乱后脚印又出现了，但只有

一排大而有爪的足迹。这串系列脚印所表现出的含意，是大家都会看明白的。

属于遗物方面的化石，是指动物的蛋化石和便化石。我国河南省西峡县

发现的恐龙蛋化石称得上是世界奇迹。成窝迭垒的恐龙蛋分布在20 平方公里

范围内，颜色不同，大小不等，形状也不一样，对研究恐龙当时的生活形态

有着重要的意义。粪便化石中鱼类化石比较常见，可以根据形状、大小来分

析，如螺旋状的粪便化石就可能是具有螺旋瓣肠道的鱼类排泄的。

化学化石有些生物的遗体虽然不能保存下来，但有机体分解后形成的

各种有机质如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在地层中。它所具有的化学分子结

构足以证明过去生物存在过。国外的专家们曾对三亿年前的鱼类、1 亿多年

前的恐龙化石做过化学分析，得到了7 种氨基酸。我国在1994 年从河南省西

峡县恐龙蛋化石群中，在一个软蛋化石中也提取出了动物的RNA 和DNA（核

糖核酸及脱氧核糖核酸），因此通过对化学化石研究，对探明地球上生命起

源和阐明生物的发展史有着重要的作用。

动物化石的知识

动物化石是动物或植物死亡后的残体经过长时间而没有腐烂，数年后成为地壳的一部分。有机体

自身完好保存，或在沉积岩中的印模，或生存时留下的痕迹(称为遗迹化石)。化石，通常是动、植物死亡后被含水沉淀物迅速掩埋，产生化学反应，然后矿物质加入或有机体被排出。如果这一程序没有发生，有机体会被暂时保留下来，但不会成为化石。

化石收集是一项引人入胜的爱好，在最近的几十年里，越来越多的人加入这一活动中。其迷人之处是收集者既可享受发现化石的激动心情，又掌握了收集和制作标本的操作技能，同时还具有鉴定化石发现物的学术挑战性。几乎没有其他的科学能像化石收集这样，让初学者对史前历史知识作出如此重要的贡献。

1910年，罗伯特·福尔肯·斯科特爵士开始其具历史意义，但充满悲壮的南极探险。斯科特

和四个伙伴最后虽成为恶劣天气的牺牲品，但遗留了重要的科学发现。从探险家的遗物中发现了

已形成化石的种子蕨，玉羊齿属。这一发现证明了冰天雪地的南极洲曾是肥沃大陆的一部分；

同时可推知，斯科特了解他的发现具科学的重要性。从铸币到骨头“化石”来源于拉丁文fossil，意思为“被挖掘出的”，指任何埋藏的东西。不仅有石化动物、植物残体，还包括岩石、矿石和人工制品，如铸币。

现在，该词专指史前生存但被自然埋藏和保存的有机体的残体。多年之迷希腊哲学家认为化石是十分奇怪的自然现象，就像水晶和钟乳石一样是在地下形成的。马丁·路德(1483／u1546)相信在山峰上发现的化石是《圣经》之血的证据。列奥纳多·达·芬奇(1452～1519)在他的笔记中写到：化石是曾经生存过的有机体的石化残体。他的观点在那个时代被认为是异端邪说，直到19世

纪，他的笔记才被公开。

化石的真正面具是17—18世纪才被人认识，这主要归功于化石收集书籍的出版以及人们对自然

史的进一步认识。人们发现一个重要的事实，即不同种类的岩石含有不同种类的化石，这个重要发现对第一幅地质地图的制作具有极大的帮助，并由此开创了化石学和地层学这两门现代科学。

分类

当人们提到化石时，总是使用由两个部分组成的科学名称，虽然并不是正式或是十分普通的，例如：牡蛎的拉丁文常被称为“魔鬼的脚趾甲”，另外腕足动物则被称为“灯壳”，这些有它们的

用处，但缺乏科学所需的准确性。科学名称常以斜体字写出，后面写上发现者(即第一次描述该化石的人)的姓名。第一部分是属，第二部分是种。如果发现者的姓名写在括号内，表示该种当使用时，被划分到其他不同的属中。

一个科学名称仅指有机体的单一类型，这样全世界的科学家都能明白。分类的基本单位是种，一个种中的全部成员基本上都很相似，且相互能够进行杂交。一个或多个种组合在一起，由他们共

有的特点相互连接，构成一种属。属由科(一组属)和目(一组科)组成一个有机体的谱系图或家族树。种以下的名称均是人为的分类，并随各时期的意见的改变而不断地改变。

目的与局限

本书从常见化石到不常见却十分壮观的化石都进行阐述，以期对收集者能有所帮助。这些化石均选自世界上最大、收藏最广的博物馆——英国伦敦自然博物馆，虽然许多化石引人入胜，但是对

它们的研究工作却非常专业。多数化石类已纳入本书，从蠕虫到恐龙，从菊石到人类以及来自所有地质年代和大陆的化石。每个化石的描述均由多种不同类型化石研究专家撰文，并把专业术语降到最少，许多化石很难发现完整的，尤其是体型较大的爬行动物和哺乳动物，在这种情况下，本书仅对骨骼的小部分加以阐述。为每种类型的化石配上相片是不可能的。然而，书中标本的范围和种

类则足以使收集者举一反三，找出最相近的相片和描述，并作出初步的鉴定。

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化石是怎么由骨头变成石头的？

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