植物化石是各類植物化石的統(tǒng)稱。地史上最早出現(xiàn)的生命是植物，在距今35億年的太古宙地層中就發(fā)現(xiàn)了最原始的藍(lán)藻類和菌類化石。太古宙及元古宙早期是原始菌藻類的時代，元古宙中朗至奧陶紀(jì)是海生藻類植物繁盛的時代,志留紀(jì)至石炭紀(jì)是陸生孢子植物繁盛的時代，二疊紀(jì)至侏羅紀(jì)是裸子植物繁盛的時代，白堊紀(jì)和新生代是被子植物門繁盛的時代。植物化石是劃分、恢復(fù)地史時期古大陸、古氣候和植物地理分區(qū)的主要標(biāo)志各類古植物本身亦參與了成礦、成巖作用。例如，太古宙沉積型鐵礦的形成與鐵細(xì)菌活動有關(guān)；各種藻類可以形成礁灰?guī)r、藻煤、硅藻土等；低等植物與石油、油母頁巖的生成有關(guān)；維管植物則更是各地史時期形成煤層的物質(zhì)基礎(chǔ)。
概念
簡單地說，化石就是生活在遙遠(yuǎn)的過去的生物的遺體或遺跡變成的石頭。在漫長的地質(zhì)年代里，地球上曾經(jīng)生活過無數(shù)的生物，這些生物死亡后的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，許多都被當(dāng)時的泥沙掩埋起來。
在隨后的歲月中，這些生物遺體中的有機(jī)質(zhì)分解盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經(jīng)過石化變成了石頭，但是它們原來的形態(tài)、結(jié)構(gòu)（甚至一些細(xì)微的內(nèi)部構(gòu)造）依然保留著；同樣，那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化了的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子，從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環(huán)境，可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經(jīng)歷的變化，可以看到生物從古到今的變化等等。
發(fā)展
在有文字記載的人類歷史的早期，某些希臘學(xué)者曾被在沙漠中及山區(qū)有魚及海生貝殼的存在所大大迷惑。公元前450 年希羅多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，并正確地認(rèn)為地中海曾淹沒過那一地區(qū)。
公元前400 年亞里士多德就宣布化石是由有機(jī)化合物形成的，但是化石之被嵌埋在巖石中是由于地球內(nèi)部的神秘的塑性力作用的結(jié)果。他的一個學(xué)生狄奧佛拉斯塔（Theophrastus）（約公元前350 年）也提出了化石代表某些生命形式，但是他認(rèn)為化石是由埋植在巖石中的種子和卵發(fā) 展而成的。斯特拉波（Strabo）（約公元前63 年到公元20 年）注意到海生化石在海平面之上的存在，正確地推斷，含有該類化石的巖石曾受到很大的抬升。
在中世紀(jì)的黑暗時代，人們對化石有各種各樣的解釋，人們或者解釋為自然界的奇特現(xiàn)象，或者解釋為是魔鬼的特別的創(chuàng)造和設(shè)計以便來迷惑人。這些迷信以及宗教權(quán)威們的反對，妨礙了化石研究達(dá)數(shù)百年。大約在15 世紀(jì)初，化石的真正起源被普遍接受了。人們懂得了化石是史前生物的殘體，但仍然認(rèn)為是基督教圣經(jīng)上所記載的大洪水的遺跡。科學(xué)家與神學(xué)家的爭論大約持續(xù)了300 年。
文藝復(fù)興時期，幾個早期自然科學(xué)家，著名的列奧納多·達(dá)·芬奇論及到化石的問題。他堅決主張，洪水不能對所有化石負(fù)責(zé)，也無法解釋化石出現(xiàn)在高山上。肯定地相信，化石是古代生物無可置疑的證據(jù)，并認(rèn)為海洋曾覆蓋過意大利。他認(rèn)為，古代動物的遺體被深埋在海底，在后來的某個時候，海底隆起高出海面，形成了亞平寧半島。在十八世紀(jì)末和十九世紀(jì)初，化石的研究打下了牢固的基礎(chǔ)，并形成一門科學(xué)。從那時起，化石對于地質(zhì)學(xué)家越來越重要了。化石主要發(fā)現(xiàn)于海相沉積巖中，當(dāng)海水中沉積物如石灰質(zhì)軟泥、沙、貝殼層被壓緊并膠結(jié)成巖時，就形成了海相沉積巖。只有極罕見的化石出現(xiàn)在火山巖和變質(zhì)巖中。火山巖原來是熔融狀態(tài)，它的里面是沒有生命的。變質(zhì)巖經(jīng)歷了非常大的變化而形成的，使得原始的巖石中的化石一般都化為烏有。然而，即使在沉積巖中，所保留下來的記錄也只是史前動植物的很小一部分。如果考慮到形成化石這一過程所需要的苛刻條件，也就不難理解為什么沉積巖中所保留下來的也只是史前動植物的很小一部分。
形成
生物體上的硬組織也能被保存下來。差不多所有的植物和動物都擁有一些硬部分，例如蛤、蠔或蝸牛；脊椎動物的牙和骨頭；蟹的外殼和能夠變成化石的植物的木質(zhì)組織。生物體的堅硬部分由于是以能抵抗風(fēng)化作用和化學(xué)作用的物質(zhì)構(gòu)成的，所以這類化石分布的較普遍。無脊椎動物例如蛤、蝸牛和珊瑚等的殼是由方解石（碳酸鈣）組成的，其中很多沒有或幾乎沒有發(fā)生物理變化而被保存下來。
脊椎動物的骨頭和牙以及許多無脊椎動物的外甲含有磷酸鈣，因為這種化合物抵抗風(fēng)化作用的能力非常強(qiáng)，所以許多由磷酸鹽組成的物質(zhì)也能保存下來，如曾發(fā)現(xiàn)一枚保存極好的魚牙。由硅質(zhì)（二氧化硅）組成的骨骼也具有這種性質(zhì)。微體古生物化石的硅質(zhì)部分和某些海綿通過硅化而變成化石。另一些有機(jī)化合物具有甲殼質(zhì)（一種類似于指甲的物質(zhì)）的外甲，節(jié)肢動物門和其它有機(jī)物的幾丁質(zhì)外甲可以成為化石，由于 它的化學(xué)成分和埋葬的方式，使這種物質(zhì)以碳的薄膜的形式而保存下來。
碳化作用（或蒸餾作用）是生物埋葬之后在緩慢腐爛的過程中發(fā)生的，在分解過程中，有機(jī)物逐漸失去所含有的氣體和液體成分，僅留下碳質(zhì)薄膜。這種碳化作用和煤的形成過程相同。在許多煤層中可以看到大量的碳化植物化石。在許多地方，植物、魚和無脊椎動物就是以這種方式保存下它們的化石。有些碳的薄膜精確地記錄了這些生物的最精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
化石還可以通過礦化作用和石化作用而保存下來。
當(dāng)含礦化的地下水把礦物沉淀于生物體的堅硬部分所在的空間時，使得生物的堅硬部分變得更堅硬、抵抗風(fēng)化作用的能力更強(qiáng)。較普通的礦物有方解石、二氧化硅和各種鐵的化合物。所謂置換作用或礦化作用是生物體的堅硬部分被地下水溶解，與此同時其它物質(zhì)在所空出來的位置上沉淀下來的過程。有些置換形成的化石的原始結(jié)構(gòu)被置換的礦物所破壞。
不僅動植物的遺體能形成化石，而且表明它們曾經(jīng)存在過的證據(jù)或蹤跡也都能形成化石。痕跡化石能提供有關(guān)該生物特點(diǎn)的相當(dāng)多的情況。很多殼、骨、葉以及生物的其它部分，都能以陽模和陰模的形式保存下來。如果一個貝殼在沉積物硬化成巖之前就被壓入海底，它的外表特征就會留下壓印（陰模）。如果陰模后來又被另外一種物質(zhì)充填，就形成陽模。陽模能顯示出貝殼本來的外部特征。外部陰模顯示的是生物體硬部分的外部特征，內(nèi)部陰模顯示的是生物體堅硬部分的內(nèi)部特征。
研究
一、地球的“年齡”大約有46億年。寒武紀(jì)是距今5.4億至5.1億年的時間段。比我們較熟悉的恐龍時代的“侏羅紀(jì)”早4億年。1909年，在加拿大發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)中期的布爾吉斯動物化石群轟動了世界，如今這個化石群已被聯(lián)合國列為科學(xué)遺址。1947年，在澳大利亞又發(fā)現(xiàn)了前寒武紀(jì)末期的埃迪卡拉動物化石群。這兩個化石群的時間間隔有1.1億年，兩物種間發(fā)生的突發(fā)性變化難以在實物上得到證明。而澄江動物化石群正好處在以上兩個化石群時間跨度上的中間，是寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的最重要的環(huán)節(jié)。
二、在帽天山，諸多科學(xué)家們從未見過的奇特古生物陸續(xù)重見天日。中科院南京古生物所陳均遠(yuǎn)教授、西北大學(xué)舒德干教授等人陸續(xù)加入研究行列，一系列發(fā)表在《自然》、《科學(xué)》等國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上的文章，向全世界描述了在5.3億年前的寒武紀(jì)，地球生命曾在云南澄江集體爆發(fā)的壯觀場景。
三、古生物學(xué)研究表明，從地球生命出現(xiàn)到今天已經(jīng)38億年，但在距今5.4億年前的寒武紀(jì)之前，生命只是以藻類和菌類的簡單形式存在于海洋里。寒武紀(jì)之后，大量動物界突然在海洋里出現(xiàn)，從單細(xì)胞藻類、菌類到多細(xì)胞后生動物演化特別快，只用了1000多萬年，澄江動物群記錄了這段特殊時期生物群的全貌
四、曾經(jīng)有專家認(rèn)為，澄江動物群的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了進(jìn)化論。生命的大爆發(fā)是否和查爾斯·達(dá)爾文的進(jìn)化論相矛盾呢？“達(dá)爾文在他的時代由于研究條件的限制，對生物演化的歷史了解并不是很全面，
他認(rèn)為進(jìn)化應(yīng)該是慢速進(jìn)化。所以，當(dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在寒武紀(jì)突然出現(xiàn)的三葉蟲時，便認(rèn)為可能會動搖進(jìn)化論的基礎(chǔ)。在當(dāng)時的社會環(huán)境，如果誰提出快速進(jìn)化，就被認(rèn)為是神創(chuàng)論。”
五、“進(jìn)入20世紀(jì)以來，大量的科學(xué)證據(jù)表明，進(jìn)化應(yīng)該是個快速的過程，澄江動物群就很典型。不過，科學(xué)家對澄江動物群的研究成果，只是對達(dá)爾文的漸變論做了修正，并非是挑戰(zhàn)，因為即使是1000萬年也并不是很短的時間。”那些曾經(jīng)僅僅停留在化石標(biāo)本中的逝去個體，那片早已在地質(zhì)變化中消散的5.3億年前的海洋全景圖，鮮活地出現(xiàn)在記者的面前，各種生物奇特的姿態(tài)、斑斕的色彩讓人稱奇。
分類
大致分類
地層中的化石，從其保存特點(diǎn)看，可大致分為四類：實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學(xué)化石。
實體化石
指古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。
植物化石
原來的生物在特別適 宜的情況下，避開了空氣的氧化和細(xì)菌的腐蝕，其硬體和軟體可以比較完整的保存而無顯著的變化。例如猛犸象（第四紀(jì)冰期西伯利亞凍土層中于1901年發(fā)現(xiàn)，25000年以前，不僅骨骼完整，連皮、毛、血肉，甚至胃中食物都保存完整）。
模鑄化石
就是生物遺體在地層或圍巖中留下的印模或復(fù)鑄物。一類是印痕，即生物遺體陷落在底層所留下的印跡，遺體往往遭受破壞，但這種印跡卻反映該生物體的主要特征。不具硬殼的生物，在特定的地質(zhì)條件下，也可保存其軟體印痕，最常見的就是植物葉子的印痕。第二類是印模化石，包括外模和內(nèi)模兩種，外模是遺體堅硬部分（如貝殼）的外表印在圍巖上的痕跡，它能夠反映原來生物外表形態(tài)及構(gòu)造；內(nèi)模指殼體的內(nèi)面輪廓構(gòu)造印在圍巖上 的痕跡，能夠反映生物硬體的內(nèi)部形態(tài)及構(gòu)造特征。例如貝殼埋于砂巖中，其內(nèi)部空腔也被泥沙充填，當(dāng)泥沙固結(jié)成巖而地下水把殼溶解之后，在圍巖與殼外表的接觸面上留下貝殼的外模，在圍巖與殼的內(nèi)表面的接觸面上留下內(nèi)模。第三類叫做核，上面提到的貝殼內(nèi)的泥沙充填物稱為內(nèi)核，它的表面就是內(nèi)模，內(nèi)核的形狀大小和殼內(nèi)空間的性狀大小相等，是反映殼內(nèi)面構(gòu)造的實體。如果殼內(nèi)沒有泥沙填充，當(dāng)貝殼溶解后久留下一個與殼同形等大的空間，此空間如再經(jīng)充填，就形成與原殼外形一致、大小相等而成分均一的實體，即稱外核。外核表面的形狀和原殼表面一樣，是由外模反印出來的，他的內(nèi)部則是實心的，并不反映殼的內(nèi)部特點(diǎn)。第四類是鑄型，當(dāng)貝殼埋在沉積物中，已經(jīng)形成外模及內(nèi)核后，殼質(zhì)全被溶解，而又被另一種礦質(zhì)填入，象工藝鑄成的一樣，使填入物保存貝殼的原形及大小，這樣就形成了鑄型。它的表面與原來貝殼的外飾一樣，它們內(nèi)部還包有一個內(nèi)核，但殼本身的細(xì)微構(gòu)造沒有保存。
總的來說，外模和內(nèi)模所表現(xiàn)的紋飾凹凸情況與原物正好相反。外核與鑄型在外部形狀上和原物完全一致，但原物的內(nèi)部構(gòu)造被破壞消失，其物質(zhì)成分與原物也不同。至于外核和鑄型的區(qū)別在于前者內(nèi)部沒有內(nèi)核，而后者內(nèi)部還含有內(nèi)核。
遺跡化石
指保留在巖層中的古生 物生活活動的痕跡和遺物。遺跡化石中最重要的是足跡，此外還有節(jié)肢動物門的爬痕，掘穴，鉆孔以及生活在濱海地帶的舌形貝所構(gòu)成的潛穴，均可形成遺跡化石。遺物化石方面，往往指動物的排泄物或卵（蛋化石）；各種動物的糞團(tuán)，糞粒均可形成糞化石。中國白堊紀(jì)地層中恐龍蛋世界聞名，過去在山東萊陽地區(qū)以及近年來在南雄市均發(fā)現(xiàn)成窩壘疊起來的恐龍蛋化石。
化學(xué)化石
古代生物的遺體有的雖被破壞，未保存下來，但組成生物的有機(jī)成分經(jīng)分解后形成的各種有機(jī)化合物如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在巖層中，這種視之無形，但它具有一定的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)足以證明過去生物的存在的化石稱為化學(xué)化石。隨著近代化學(xué)研究的進(jìn)展，科學(xué)技術(shù)的提高，古代生物的有機(jī)分子（指氨基酸等），可從巖層中分離出來，進(jìn)行鑒定研究，同時產(chǎn)生了一門新的學(xué)科—古生物化學(xué)。
特殊的化石
琥珀—古代植物分泌出的大量樹脂，其粘性強(qiáng)、濃度大，昆蟲或其他生物飛落其上就被沾粘。沾粘后，樹脂繼續(xù)外流，昆蟲身體就可能被樹脂完全包裹起來。在這種情況下，外界空氣無法透入，整個生物未經(jīng)什么明顯變化保存下來，就是琥珀。
古生物學(xué)
對許多人 來說，“化石”一詞已并不生疏，因自然博物館里常陳列有化石。可若問你化石是怎樣形成的？它的科學(xué)意義何在？恐怕就較少有人會說得清楚了。簡單說來，化石是古代生物死后，其遺體遺物或遺跡被埋藏在地層里，經(jīng)長期的石化作用，變成了像“石頭”狀的東西。比如，一條古代的魚死了，尸體如果沒被別的動物吃掉，也沒被湍急的水流沖毀，而正好遇上沉積環(huán)境，被泥沙一層層掩埋起來。一年，十年，百年，千年，至少幾萬年甚至幾億年，軟體部分腐爛了，骨頭，鰭條等堅硬部分，其有機(jī)質(zhì)逐步被無機(jī)質(zhì)（礦物質(zhì)）所置換，最后變成了化石。化石的外形還和原來骨骼 一樣，但內(nèi)容已是礦物質(zhì)，所以分量就重多了。
照此說來，只有在沉積巖（或叫水成巖）中才能保存有化石，火成巖、變質(zhì)巖中一般不會有化石。因為火山爆發(fā)時溫度很高，即便有生物遺體，早已會被燒為灰燼。變質(zhì)巖是在高溫高壓下形成的，也不可能把化石保存下來。不過，火山灰中卻時有發(fā)現(xiàn)化石，因為火山灰飄落時業(yè)已冷卻。所以，找化石，應(yīng)到沉積巖地區(qū)去。不是經(jīng)常有人發(fā)問，你們怎么知道哪里有化石？這是最簡明的回答。
除動、植物的硬體部分如骨骼、牙齒、介殼、樹干等最易保存為化石外，在特殊的情況下，有時生物的軟體部分也可保存為化石。如山東山旺組硅藻土中的花朵、觸須，西伯利亞凍土中猛犸象的肌肉等。這些，統(tǒng)稱遺體化石，即生物體本身的某部分石化為化石。有時，動物的糞便、蛋也可形成化石，這叫遺物化石；而足印、洞穴等化石，則叫遺跡化石。
參考資料 >