化石及其形成的方式

人们对化石的认识,历史悠久,记载也很多．例如: 北魏郦道元所著《水经注》,说湘乡县石鱼山“石色黑而埋若云母,开发一重,辄有鱼形,鳞鳍首尾,宛如刻画,长数寸,鱼形备足”．这是对一种鱼化石的记述．唐朝书法家颜真卿在771年写的《抚州南城县麻姑山仙坛记》中,提到“坛东北有石崇观,高石中犹有螺蚌壳,或以为桑田所变”,意思是说高山上的贝壳化石一度是海洋生物,其后经历了沧海桑田的变化．据说,意大利达·芬奇是欧洲第一个说明化石成因的人,晚我国近千年．这些人是历史上辨认化石最早的代表,然而他们只是感到惊奇,才引起注意,并做出简单的臆想和推断的．彻底揭示化石本来面目,对化石真相进行认真的研究,还是近200年来的事．它是随着古代生物学发展而产生的。

“化石”,是西文“Fossil”的译名,就是“挖掘”的意思．严格地说,给化石下一个肯定确切的定义是不容易的,就是研究古生物的人,也难以提出准确的答案．一般说来,凡是生物体的全部或一部分,包括它们生活时所留下的遗迹,经过自然的作用,长期埋藏在地下,后来重新被发掘出来,用以解释某些现象,都可以看作是“化石”。

形成化石,并且能够很好地保存下来,是要一定条件的．就生物本身而言,最好具质的硬体,只有硬体才容易形成化石．肌肉等软体,只有在特定的条件下才能保存为化石．从外界环境来说,最好有掩盖物质把遗体迅速埋藏起来,以免生物、机械和化学的破坏．一般来说,掩盖物质细腻,沉积环境平静,又没有其他破坏因素,容易形成精美的化石．现在,在我国山东临胸的硅藻土里,德国索伦霍芬的石灰岩里,还有世界上其他许多地方,都发现大量罕见的完整化石,原因就是那些地方有着形成化石的良好条件。

为了研究和使用方便,通常把化石归纳为三类: 最常见的是实体化石,代表生物的遗体或其中的一部分；第二类是遗迹化石,它是指古代生物生活时所留下的活动痕迹,如高等动物留下的脚印,低等动物移动时的痕迹,某些动物栖身的孔道和洞穴,以及动物的粪便、蛋、珍珠、胃石等等,甚至还包括古人类使用过的石器和骨器；第三类,即化学化石,也就是说古代生物的遗体有一些因腐烂而消失,但是仍然有残留着的有机物分子,被保存在化石中或掺入沉积岩中,所以有的人也称这类化石为分子化石．应该指出,在地球历史的早期,实体化石极其稀少的情况下,化学化石为追溯生命起源,了解生物在分子进化阶段的过程起了相当大的作用。

如果我们从化石的保存特点着眼,那么化石的分类则是另外三种方式了．第一种为未经过变化保存的化石,它们大体上是生物遗体的原来状态．例如,十几万年前在北极地区生活过的猛犸象,现在从冻土里发掘出来的标本,就好像是刚从大冰箱中取出来似的,不仅筋骨相互联接,就是血肉还是鲜红的,甚至可以食用．又如我国辽宁抚顺煤田的琥珀,虽然已埋藏达4000多万年之久,但被包裹在松脂里的蚂蚁,仍然同活着的差不多．不过,这种未经过变化保存的化石是不多的。

第二种为经过变化保存的化石．大多数古代生物遗体都是经过变化才形成化石的．当动植物死亡后,肌肉等软体烂掉了,但是骨骼、介壳和木质部等硬体被泥沙掩盖起来,然后由溶解在水中的矿物质填充了硬体的微孔,久而久之,就变成石头了．这种形成化石的过程,称为“化石化作用”．脊椎动物的骨头,软体动物的贝壳,以及许多植物化石都是这样形成的。

第三种为模铸化石．是指古代生物遗体留在周围岩石上的印模,以及遗体溶蚀后留下空隙的充填物．模铸化石常见于上面说过的实体化石的围岩和充填物中．多数遗迹化石(如脚印、孔穴等)都可以模铸的方式保存下来．总而言之,化石的种类很多,保存的方式也各不相同,它们现在都成了我们了解远古时代生命的钥匙。

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