Question

化石的形成条件

Answer 1

地史时期的生物遗体及其生命活动的痕迹在被沉积物埋藏后，经历了漫长的地质年代，随着沉积物的成岩作用，埋藏在沉积物中的生物体在成岩作用下经过物理化学作用的改造，即石化作用，而形成化石。化石的形成和保存取决于以下几方面的条件。

1.生物本身条件

从生物本身条件来说，最好具有硬体，因为软体部分容易腐烂、分解而消失，而硬体主要是由矿物质组成的，能够比较持久地抵御各种破坏作用。但是，硬体的矿物质成分不同，保存为化石的可能性也不同。由碳酸钙、硅质化合物和磷酸钙等矿物组成的生物硬体，在成岩和石化作用过程中比较稳定，容易保存为化石；霰石和含镁方解石等不稳定矿物，在转化为稳定矿物之前则容易遭受破坏。有机质硬体如角质层、木质、几丁质薄膜等，虽易遭受破坏，但在成岩过程中可炭化而保存为化石，如植物叶子、笔石体壁等。在某些极为特殊的条件下，一些动物的软体部分有时亦能保存为化石，如琥珀中的昆虫（图1-1）和第四纪冻土中的猛犸象（图1-2）等。

图1-1 琥珀中保存完整的昆虫实体化石

（据何心一等，1993）

图1-2 第四纪冻土中保存完整的猛犸象实体化石

（据何心一等，1993）

2.生物死亡的环境条件

生物死后尸体所处的物理化学环境直接影响到化石的保存和形成。在高能水动力条件下，生物尸体容易被磨损破坏；水体pH 值小于7.8 时，碳酸钙组成的硬体易遭溶解；氧化环境中有机质容易腐烂，而还原条件下有机质容易保存下来。

此外，当时生活着的动物吞食和细菌的腐蚀作用亦影响到化石的保存。

3.埋藏条件

生物死后掩埋的沉积物不同，保存为化石的可能性亦不同。如果生物尸体是被化学沉积物、生物成因的沉积物所埋藏，那么，除软体部分外，硬体比较容易保存下来。如果是被粗的碎屑沉积物埋藏，则由于粗碎屑沉积物的机械活动性和丰富的孔隙，生物尸体容易遭受破坏。但在某些特殊的沉积物（如松脂、冰川冻土）中，一些生物的软体部分亦能完好地保存下来（图1-1，图1-2）。

4.时间条件及成岩作用的条件

只有生物死后迅速被埋藏起来才有可能被保存为化石，生物尸体如果暴露于空气中，会受氧化作用或被其他生物吞食而遭破坏，即使是硬体部分，也会被长时间风化作用所毁坏。因此，生物死后，必须要有某种沉积作用将其迅速掩埋，才能较好地保存下来。被埋藏起来的生物尸体还必须经过长时期的石化作用（即成岩作用）后才能形成化石。有时生物死后虽被迅速埋藏，但不久又因各种原因被重新暴露出来而遭受破坏，也不能形成化石。有时被埋藏在浅层沉积物中的生物尸体还有被生活在泥底中的生物吞食的可能。另一方面，保存在一些较古老的岩层中的化石，因发生岩层变形和变质作用亦容易使化石遭受破坏。

沉积物在固结成岩作用过程中，其压实和结晶作用都会影响到化石的石化作用和化石的保存。一些孔隙度较高、含水分较多的碎屑沉积物压实作用显著，因而保存在其中的化石变形作用明显。保存在碳酸盐沉积物中的化石，由于沉积物的成岩重结晶作用，由碳酸钙组成的生物体也将发生重结晶，因而生物体的结构容易被破坏。只有在压实作用较小且未经过严重重结晶作用的情况下，才能保存完好的化石。

Answer 2