地殼中保存的屬于古地質年代的動物或植物的遺體、遺物或生物留下的痕跡叫化石。動物化石包括“肉質化石”和“骨質化石”。
化石一詞源自拉丁文fossillis,意為挖掘。化石是古生物學的主要研究對象,它為研究地質時期的動、植物生命史提供了證據。中國古籍中早已有關于化石的記載,如春秋時代的計然和三國時代的吳晉,都曾提到山西省產“龍骨”,“龍骨”即古代脊椎動物的骨骼和牙齒的化石;
《山海經》也有“石魚”(即魚化石)的記述;南朝齊梁時期陶弘景有對琥珀中古昆蟲的記述;宋朝沈括對螺蚌化石和杜綰對魚化石的起源,已有了正確認識。迄今,發現早的細菌化石為距今35億年前的澳大利亞瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石。
早可以被明確歸類于植物界的化石是在寒武紀時的綠藻化石。這些化石像是絨枝藻目鈣化了的多細胞成員。更早的前寒武紀化石中有發現像是單細胞綠藻的化石,但依然不確定是何種藻類。
煤系地層是生存于古生代時的植物的化石的主要來源。煤炭礦是采集化石好的場所,而且碳本身便是化石植物的殘留,雖然植物化石的結構細節很少會留在碳中。在蘇格蘭格拉斯哥維多利亞公園中的化石森林里,有發現鱗木的樹干。
松柏和開花植物的根、莖及枝干的化石可以在湖泊及海岸的中生代和新生代地層中被找到。加州紅木、木蘭、櫟樹和棕櫚樹等化石常被找到。
石化木普遍存在于世界的部份地區,且常在酸性及沙漠地區中所發現,因為那些地方很容易因侵蝕作用而暴露。石化木通常都被嚴重地硅化(有機質被二氧化硅取代),且生殖組織常會被保存在良好的狀態。此類的樣本有些會使用寶石雕琢的裝置來切割及磨光。石化木的石化林已在每個大陸中被發現。
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