●形成條件
地史時期的生物，只有一小部分與地質(zhì)環(huán)境相適宜，保存下來成為化石：①生物本身必須具有一定的硬體，如無脊椎動物的貝殼、甲殼，脊椎動物的骨骼、牙齒，植物的樹干、葉子和孢子、花粉等；②生物死亡后必須迅速地被沉積物埋藏起來，免遭生物、機械或化學(xué)作用的破壞；③必須經(jīng)過較長時間的各種石化作用。生物遺體如果是原地埋藏，就比較容易形成完整的化石，如中國山東臨朐晚第三紀(jì)中新統(tǒng)山旺組中保存大量完好的動、植物化石。另一種情況是生物死后的遺體可能經(jīng)受各種搬運作用，這些在異地埋藏的化石，一般都有不同程度的損壞，分選程度較好，有時還有定向排列現(xiàn)象。以生物的遺體、遺跡的埋藏和化石的形成過程作為研究對象的學(xué)科，稱為埋藏學(xué)。
●保存類型
化石保存類型一般可分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學(xué)化石。①實體化石是指古生物遺體本身全部或部分被保存下來的化石，如中國撫順第三紀(jì)煤層中琥珀內(nèi)的昆蟲化石，是在嚴(yán)密封閉的情況下保存下來的。西伯利亞第四紀(jì)冰期凍土中的猛犸象，是在嚴(yán)寒冷凍的條件下整體保存的。但多數(shù)化石僅能保存生物的硬體部分，而且經(jīng)受了明顯的變化，即石化作用。具有幾丁質(zhì)、幾丁—蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)骨骼中容易揮發(fā)的成分（氧、氫、氮）經(jīng)升溜作用而消失，僅留下碳質(zhì)薄膜，因而又稱炭化作用，如筆石和植物的葉子經(jīng)炭化作用保存下來。生物硬體的組成物質(zhì)，部分被地下水溶解，由外來礦物質(zhì)填充代替，就可以保存原來硬體的微細(xì)構(gòu)造，稱為交代作用，如硅化木，其年輪甚至植物細(xì)胞形狀仍能清晰可見。②模鑄化石是指生物遺體在底質(zhì)、圍巖、填充物中留下的印模和復(fù)鑄物。根據(jù)化石與其圍巖的關(guān)系可以分為若干類型，如印痕化石、印?；?、鑄型化石和復(fù)型化石。③遺跡化石是指古代生物生活活動時，在底質(zhì)沉積物表面或內(nèi)部留下的痕跡和遺物，如脊椎動物的足跡化石、蠕形動物的爬跡化石和動物的排泄物糞化石或卵化石。廣義的遺跡化石還包括舊古器時代古人類的勞動工具、文化遺物等。④化學(xué)化石是指古代生物的遺體雖然未能保存下來，但組成生物的有機成分經(jīng)分解后形成各種有機物如氨基酸、脂肪酸等，仍可保留在巖層中，足以證明古代生物的存在。這類化石叫化學(xué)化石。
●研究意義
18世紀(jì)末至19世紀(jì)初，英國W．史密斯在地層層序律的基礎(chǔ)上，根據(jù)化石的縱向分布建立了化石順序律。這不僅利用化石確定地層時代，且為生物進(jìn)化提供了證據(jù)。古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)地層層位越高，所含化石類別越多，化石的形態(tài)構(gòu)造越復(fù)雜，反映了生物類別從少到多、形態(tài)構(gòu)造從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的進(jìn)化規(guī)律。
生物化石的古生態(tài)研究是重建地史時期古地理、古氣候的重要依據(jù)。每種生物都是生活在一定的環(huán)境，適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。各種生物在其習(xí)性行為和身體形態(tài)構(gòu)造上都具有反映環(huán)境條件的特征。利用這些特征就可以推斷生物的生活環(huán)境，例如海生生物化石珊瑚、有孔蟲等反映海洋環(huán)境；陸生植物葉片、樹根、昆蟲等則反映大陸環(huán)境。根據(jù)一個地質(zhì)時期各種生物化石的生活環(huán)境和氣候條件的研究，就可以推斷該時期的海陸分布、海岸線位置和湖泊、河流、沼澤的范圍等。古環(huán)境和古氣候的重建對地質(zhì)歷史的了解是十分重要的。此外，生物的硬體部分還可以形成反映古環(huán)境、古氣候的巖石標(biāo)志，如貝殼巖反映海濱環(huán)境，生物巖礁反映低緯度暖海環(huán)境，泥炭或煤反映潮濕沼澤環(huán)境等。
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