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化石是怎樣形成的

日期:2017-09-19 16:28:43　　點(diǎn)擊:

振興仿真藝術(shù)制作工廠(chǎng)與您分享——化石是怎樣形成的。

      1841年，英國科學(xué)家理查德·歐文 在研究幾塊樣子像蜥蜴骨頭化石時(shí)，認為它們是某種史前動(dòng)物留下來(lái)的，并命名為恐龍，意思是"恐怖的蜥蜴"。我們根據化石來(lái)研究恐龍，探索歷史，那么化石是怎樣形成的呢？

      化石是埋藏在地層里的古代生物的遺物。最常見(jiàn)的化石是由牙齒和骨骼形成的。古代動(dòng)物死后，尸體的內臟、肌肉等柔軟的組織很快便會(huì )腐爛，牙齒和骨骼因為有機質(zhì)較少，無(wú)機質(zhì)較多，卻能保存較長(cháng)的時(shí)間。如果尸體恰好被泥沙掩埋，與空氣隔絕，腐爛的過(guò)程便會(huì )放慢。泥沙空隙中有緩慢流動(dòng)的地下水。水流一方面溶解巖石和泥沙內的礦物質(zhì)，另一方面將水中過(guò)剩的礦物質(zhì)沉淀下來(lái)或成為晶體，隨著(zhù)水流會(huì )逐漸滲進(jìn)埋在泥沙中的骨內,填補牙齒和骨骼有機質(zhì)腐爛后留下的空間。如果條件合適，由外界滲進(jìn)骨內的礦物質(zhì)在牙齒和骨骼腐爛解體之前能有效地替代骨骼原有的有機質(zhì)，牙齒和骨骼便完好地保存成為化石。由于化石中的大量礦物質(zhì)是極為細致地慢慢替代其中的有機質(zhì)，所以能完整地保存牙齒和骨骼原來(lái)的形態(tài)，連電子顯微鏡才能看清的組織形態(tài)都能原樣保存。天長(cháng)日久，骨骼的重量不斷增加，由原來(lái)的牙齒和骨頭變成了還保存牙齒和骨頭原有的外形和內部結構的石頭，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)作“石化過(guò)程”。

     除了牙齒和骨骼外，有的動(dòng)物的糞便也能成化石。例如，有的肉食動(dòng)物吃肉時(shí)是連著(zhù)碎骨一起吞下的，糞便里有許多沒(méi)有被消化掉的碎骨，碎骨不容易腐爛，所以也能成為化石。腳印也能成為化石。人或動(dòng)物踩在泥沙上，造成腳印。泥沙干后，腳印又被另外的物質(zhì)填滿(mǎn)。兩種物質(zhì)都被后來(lái)滲進(jìn)去的礦物質(zhì)石化后保存下來(lái)，但是兩種物質(zhì)的性質(zhì)不同，軟硬不同，容易風(fēng)化或破壞的程度也不同。一種物質(zhì)被風(fēng)化或破壞后，另一種物質(zhì)便表現為腳印化石。
      化石是由地制裁歷史時(shí)期生物的遺體或其他生活活動(dòng)的遺跡被沉積物埋藏之后，在沉積物的壓實(shí)、固結成巖過(guò)程中，經(jīng)過(guò)石化作用形成的。

      那么，是不是所有生物的遺體，或者每種生物所有的組成和器官都能成為化石呢？不是的，化石的形成和保存需要一定的條件。條件不同，所形成化石的類(lèi)型也不同。

      現在，我們來(lái)看一看化石形成和保存所需要的條件�；�石的形成和保存主要與以下條件有關(guān)：

⑴生物體是否具有由化學(xué)性質(zhì)較穩定的物質(zhì)組成的硬體（如貝殼、骨骼等），具有硬體的生物保存為化石的可能性較大；

⑵生物遺體或遺跡所在環(huán)境的物理化學(xué)條件是否適合于保存，波浪作用強烈的水域環(huán)境不利于生物遺體和遺跡的保存；當環(huán)境介質(zhì)的PH值小于7.8時(shí)，由碳酸鈣組成的生物硬體容易受到溶蝕，故也不利于生物遺體的保存；氧化條件下不利于有機質(zhì)的保存；

⑶生物死亡后是否迅速被埋藏，如果生物死亡后，它的遺體能夠被迅速而長(cháng)期埋藏，那就比較容易形成化石；

⑷沉積物的類(lèi)型對化石的形成和保存也有重要影響；如果生物遺體被化學(xué)沉積物（如CaCO3）或生物成因的沉積物所掩埋，形成化石的可能性比較大；

⑸在沉和物固結成巖的化石過(guò)程中，強烈的壓實(shí)作用和重新結晶的作用，不利于化石的形成和保存。

      由于形成化石的條件不同，保存在巖層中的化石也有不同類(lèi)型。按化石保存特點(diǎn)不同，大致有實(shí)體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學(xué)化石四種類(lèi)型。其中研究得比較深入、意義比較的是實(shí)體化石。在實(shí)體化石中，生物遺體全部保存為化石的十分罕見(jiàn)，較常見(jiàn)的只保存了生物體的某一部分，如一顆牙齒、一塊骨頭、一枚貝殼或一片葉子等。

      1901年在西伯利亞第四系凍土層里發(fā)現的猛犸象化石，不僅骨骼完整，皮、毛、血、肉，甚至胃中的食物也保存了下來(lái)。這是由于約25 000年前在該地生活的猛犸象死亡之后，被迅速地埋藏在凍土中所致。

      在我國遼寧省撫順煤田的主煤層中，含有大量精美的由松脂固結變成的琥珀，其中常保存完整的昆蟲(chóng)（如蚊、蜂等）。

      必須指出，在化石石化過(guò)程中，生物硬體原來(lái)的成分可能部分或全部被地下水中的礦物質(zhì)所取代，或者其中穩定性較低的含氮、含氧物質(zhì)經(jīng)分解和升溜作用而揮發(fā)消失、僅留下了穩定性高的碳質(zhì)部分，如植物的葉子化石通常是碳質(zhì)和薄膜。由于化石的形成和保存需要苛刻的條件。因此，保存在巖層中的化石實(shí)際上只是當時(shí)生存物的非常少的一部分，這就是生物史記錄的不完備性。盡管如此，我們仍可通過(guò)化石的研究，揭示不同地質(zhì)歷史時(shí)期生物界的概貌。