保存在地層中的地質(zhì)時(shí)期的生物遺體（如動(dòng)物骨骼、硬殼等）和遺跡（如動(dòng)物足印、蟲穴、蛋、糞便、人類石器等）都叫做化石。一般古動(dòng)物的硬殼、骨骼等不易毀壞的硬體部分，在固結(jié)成巖過程中經(jīng)過石化作用容易形成化石，植物的莖、枝、葉保存下來，也可形成化石。 生物是從簡(jiǎn)單向復(fù)雜，從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的，生物演化既具有不可逆性，又具有階段性。所以一定種類的生物或生物群總是埋藏在一定時(shí)代的地層里，而相同地質(zhì)年代的地層里必定保存著相同或延似種屬的化石或化石群。這樣就能夠根據(jù)化石確定地層的地質(zhì)年代。
有些生物，僅僅在一個(gè)地質(zhì)時(shí)代中生存，因此這類生物的化石，只能在某一個(gè)時(shí)代的地層里找到。這種能夠確定地層時(shí)代的化石，叫做“標(biāo)準(zhǔn)化石”。由于各種生物的生存，往往只適合一定的自然環(huán)境，因此各種不同環(huán)境里都有一些特殊的生物：咸水中、淡水中、深海中、淺海中、湖泊中、陸地上、高山上、平原上、熱帶、寒帶、沙漠中、草原上都有其各自的特殊生物，因此我們又可以根據(jù)地層中所含的化石來推測(cè)當(dāng)時(shí)的自然地理環(huán)境和沉積巖層的形成條件（包括古氣候），能夠起這種作用的化石就叫“指相化石”。
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