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| 植物化石 | |
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植物化石，是各类植物化石的统称。地史上最早出现的生命是植物，在距今35亿年的太古宙地层中就发现了最原始的蓝藻类和菌类化石。太古宙及元古宙早期是原始菌藻类的时代，元古宙中朗至奥陶纪是海生藻类植物繁盛的时代,志留纪至石炭纪是陆生孢子植物繁盛的时代,二叠纪至侏罗纪是裸子植物繁盛的时代，白垩纪和新生代是被子植物繁盛的时代。
植物化石是划分、恢复地史时期古大陆、古气候和植物地理分区的主要标志各类古植物本身亦参与了成矿、成岩作用。例如，太古宙沉积型铁矿的形成与铁细菌活动有关;各种藻类可以形成礁灰岩、藻煤、硅藻土等;低等植物与石油、油页岩的生成有关;高等植物则更是各地史时期形成煤层的物质基础。
基本信息
中文名 植物化石 [1]
意思 存留在岩石中的动物或植物遗骸
通常 留下骨头或外壳
生活 古老时期
概念
简单地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头。在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。[2]
在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构(甚至一些细微的内部构造)依然保留着;同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化了的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。
发展
在有文字记载的人类历史的早期，某些希腊学者曾被在沙漠中及山区有鱼及海生贝壳的存在所大大迷惑。公元前450 年希罗多德(Herodotus)注意到埃及沙漠，并正确地认为地中海曾淹没过那一地区。
公元前400 年亚里士多德就宣布化石是由有机物形成的 ，但是化石之被嵌埋在岩石中是由于地球内部的神秘的塑性力作用的结果。他的一个学生狄奥佛拉斯塔(Theophrastus)(约公元前350 年)也提出了化石代表某些生命形式，但是他认为化石是由埋植在岩石中的种子和卵发展而成的。
斯特拉波(Strabo)(约公元前63 年到公元20 年)注意到海生化石在海平面之上的存在，正确地推断，含有该类化石的岩石曾受到很大的抬升。
在中世纪的黑暗时代，人们对化石有各种各样的解释，人们或者解释为自然界的奇特现象，或者解释为是魔鬼的特别的创造和设计以便来迷惑人。这些迷信以及宗教权威们的反对，妨碍了化石研究达数百年。大约在15 世纪初，化石的真正起源被普遍接受了。人们懂得了化石是史前生物的残体，但仍然认为是基督教圣经上所记载的大洪水的遗迹。科学家与神学家的争论大约持续了300 年。
文艺复兴时期，几个早期自然科学家，著名的达芬奇论及到化石的问题。他坚决主张，洪水不能对所有化石负责，也无法解释化石出现在高山上。肯定地相信，化石是古代生物无可置疑的证据，并认为海洋曾覆盖过意大利。
他认为，古代动物的遗体被深埋在海底，在后来的某个时候，海底隆起高出海面，形成了意大利半岛。在十八世纪末和十九世纪初，化石的研究打下了牢固的基础，并形成一门科学。从那时起，化石对于地质学家越来越重要了。
化石主要发现于海相沉积岩中，当海水中沉积物如石灰质软泥、沙、贝壳层被压紧并胶结成岩时，就形成了海相沉积岩。只有极罕见的化石出现在火山岩和变质岩中。火山岩原来是熔融状态，它的里面是没有生命的。变质岩经历了非常大的变化而形成的，使得原始的岩石中的化石一般都化为乌有。
然而，即使在沉积岩中，所保留下来的记录也只是史前动植物的很小一部分。如果考虑到形成化石这一过程所需要的苛刻条件，也就不难理解为什么沉积岩中所保留下来的也只是史前动植物的很小一部分。
形成
生物体上的硬组织也能被保存下来。差不多所有的植物和动物都拥有一些硬部分，例如蛤、蚝或蜗牛;脊椎动物的牙和骨头;蟹的外壳和能够变成化石的植物的木质组织。生物体的坚硬部分由于是以能抵抗风化作用和化学作用的物质构成的，所以这类化石分布的较普遍。无脊椎动物例如蛤、蜗牛和珊瑚等的壳是由方解石(碳酸钙)组成的，其中很多没有或几乎没有发生物理变化而被保存下来。
脊椎动物的骨头和牙以及许多无脊椎动物的外甲含有磷酸钙，因为这种化合物抵抗风化作用的能力非常强，所以许多由磷酸盐组成的物质也能保存下来，如曾发现一枚保存极好的鱼牙。由硅质(二氧化硅)组成的骨骼也具有这种性质。微体古生物化石的硅质部分和某些海绵通过硅化而变成化石。
另一些有机物具有几丁质(一种类似于指甲的物质)的外甲，节足动物和其它有机物的几丁质外甲可以成为化石，由于 它的化学成分和埋葬的方式，使这种物质以碳的薄膜的形式而保存下来。
碳化作用(或蒸馏作用)是生物埋葬之后在缓慢腐烂的过程中发生的，在分解过程中，有机物逐渐失去所含有的气体和液体成分，仅留下碳质薄膜。这种碳化作用和煤的形成过程相同。在许多煤层中可以看到大量的碳化植物化石。在许多地方，植物、鱼和无脊椎动物就是以这种方式保存下它们的化石。有些碳的薄膜精确地记录了这些生物的最精细的结构。
化石还可以通过矿化作用和石化作用而保存下来。当含矿化的地下水把矿物沉淀于生物体的坚硬部分所在的空间时，使得生物的坚硬部分变得更坚硬、抵抗风化作用的能力更强。较普通的矿物有方解石、二氧化硅和各种铁的化合物。所谓置换作用或矿化作用是生物体的坚硬部分被地下水溶解，与此同时其它物质在所空出来的位置上沉淀下来的过程。有些置换形成的化石的原始结构被置换的矿物所破坏。
不仅动植物的遗体能形成化石，而且表明它们曾经存在过的证据或踪迹也都能形成化石。痕迹化石能提供有关该生物特点的相当多的情况。很多壳、骨、叶以及生物的其它部分，都能以阳模和阴模的形式保存下来。
如果一个贝壳在沉积物硬化成岩之前就被压入海底，它的外表特征就会留下压印(阴模)。如果阴模后来又被另外一种物质充填，就形成阳模。阳模能显示出贝壳本来的外部特征。外部阴模显示的是生物体硬部分的外部特征，内部阴模显示的是生物体坚硬部分的内部特征。
研究
一、地球的"年龄"大约有46亿年。寒武纪是距今5.4亿至5.1亿年的时间段。
比我们较熟悉的恐龙时代的"侏罗纪"早4亿年。1909年，在加拿大发现的寒武纪中期的布尔吉斯动物化石群轰动了世界，如今这个化石群已被联合国列为科学遗址。1947年，在澳大利亚又发现了前寒武纪末期的埃迪卡拉动物化石群。
这两个化石群的时间间隔有1.1亿年，两物种间发生的突发性变化难以在实物上得到证明。而澄江动物化石群正好处在以上两个化石群时间跨度上的中间，是寒武纪生命大爆发的最重要的环节。
二、在帽天山，诸多科学家们从未见过的奇特古生物陆续重见天日。
中科院南京古生物所陈均远教授、西北大学舒德干教授等人陆续加入研究行列，一系列发表在《自然》、《科学》等国际权威学术刊物上的文章，向全世界描述了在5.3亿年前的寒武纪，地球生命曾在云南澄江集体爆发的壮观场景。
三、古生物学研究表明，从地球生命出现到今天已经38亿年，但在距今5.4亿年前的寒武纪之前，生命只是以藻类和菌类的简单形式存在于海洋里。
寒武纪之后，大量后生动物突然在海洋里出现，从单细胞藻类、菌类到多细胞后生动物演化特别快，只用了1000多万年，澄江动物群记录了这段特殊时期生物群的全貌
四、曾经有专家认为，澄江动物群的发现挑战了进化论。
生命的大爆发是否和达尔文的进化论相矛盾呢?"达尔文在他的时代由于研究条件的限制，对生物演化的历史了解并不是很全面他认为进化应该是慢速进化。所以，当科学家发现在寒武纪突然出现的三叶虫时，便认为可能会动摇进化论的基础。在当时的社会环境，如果谁提出快速进化，就被认为是神创论。"
五、"进入20世纪以来，大量的科学证据表明，进化应该是个快速的过程，澄江动物群就很典型。
不过，科学家对澄江动物群的研究成果，只是对达尔文的渐变论做了修正，并非是挑战，因为即使是1000万年也并不是很短的时间。"那些曾经仅仅停留在化石标本中的逝去个体，那片早已在地质变化中消散的5.3亿年前的海洋全景图，鲜活地出现在记者的面前，各种生物奇特的姿态、斑斓的色彩让人称奇。
分类
大致分类
地层中的化石，从其保存特点看，可大致分为四类:实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。
指古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石。
植物化石 原来的生物在特别适宜的情况下，避开了空气的氧化和细菌的腐蚀，其硬体和软体可以比较完整的保存而无显著的变化。例如猛犸象(第四纪冰期西伯利亚冻土层中于1901年发现，25000年以前，不仅骨骼完整，连皮、毛、血肉，甚至胃中食物都保存完整)。
模铸化石
就是生物遗体在地层或围岩中留下的印模或复铸物。一类是印痕，即生物遗体陷落在底层所留下的印迹，遗体往往遭受破坏，但这种印迹却反映该生物体的主要特征。不具硬壳的生物，在特定的地质条件下，也可保存其软体印痕，最常见的就是植物叶子的印痕。
第二类是印模化石，包括外模和内模两种，外模是遗体坚硬部分(如贝壳)的外表印在围岩上的痕迹，它能够反映原来生物外表形态及构造;内模指壳体的内面轮廓构造印在围岩上的痕迹，能够反映生物硬体的内部形态及构造特征。
例如贝壳埋于砂岩中，其内部空腔也被泥沙充填，当泥沙固结成岩而地下水把壳溶解之后，在围岩与壳外表的接触面上留下贝壳的外模，在围岩与壳的内表面的接触面上留下内模。第三类叫做核，上面提到的贝壳内的泥沙充填物称为内核，它的表面就是内模，内核的形状大小和壳内空间的性状大小相等，是反映壳内面构造的实体。
如果壳内没有泥沙填充，当贝壳溶解后久留下一个与壳同形等大的空间，此空间如再经充填，就形成与原壳外形一致、大小相等而成分均一的实体，即称外核。外核表面的形状和原壳表面一样，是由外模反印出来的，他的内部则是实心的，并不反映壳的内部特点。
第四类是铸型，当贝壳埋在沉积物中，已经形成外模及内核后，壳质全被溶解，而又被另一种矿质填入，象工艺铸成的一样，使填入物保存贝壳的原形及大小，这样就形成了铸型。它的表面与原来贝壳的外饰一样，它们内部还包有一个内核，但壳本身的细微构造没有保存。
总的来说，外模和内模所表现的纹饰凹凸情况与原物正好相反。外核与铸型在外部形状上和原物完全一致，但原物的内部构造被破坏消失，其物质成分与原物也不同。至于外核和铸型的区别在于前者内部没有内核，而后者内部还含有内核。
指保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。遗迹化石中最重要的是足迹，此外还有节肢动物的爬痕，掘穴，钻孔以及生活在滨海地带的舌形贝所构成的潜穴，均可形成遗迹化石。遗物化石方面，往往指动物的排泄物或卵(蛋化石);各种动物的粪团，粪粒均可形成粪化。
中国白垩纪地层中恐龙蛋世界闻名，过去在山东莱阳地区以及近年来在广东南雄均发现成窝垒叠起来的恐龙蛋化石。
古代生物的遗体有的虽被破坏，未保存下来，但组成生物的有机成分经分解后形成的各种有机物如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在岩层中，这种视之无形，但它具有一定的化学分子结构足以证明过去生物的存在的化石称为化学化石。随着近代化学研究的进展，科学技术的提高，古代生物的有机分子(指氨基酸等)，可从岩层中分离出来，进行鉴定研究，同时产生了一门新的学科-古生物化学。
特殊的化石
琥珀-古代植物分泌出的大量树脂，其粘性强、浓度大，昆虫或其他生物飞落其上就被沾粘。沾粘后，树脂继续外流，昆虫身体就可能被树脂完全包裹起来。在这种情况下，外界空气无法透入，整个生物未经什么明显变化保存下来，就是琥珀。
古生物学
对许多人来说，"化石"一词已并不生疏，因自然博物馆里常陈列有化石。可若问你化石是怎样形成的?它的科学意义何在?恐怕就较少有人会说得清楚了。简单说来，化石是古代生物死后，其遗体遗物或遗迹被埋藏在地层里，经长期的石化作用，变成了像"石头"状的东西。
比如，一条古代的鱼死了，尸体如果没被别的动物吃掉，也没被湍急的水流冲毁，而正好遇上沉积环境，被泥沙一层层掩埋起来。一年，十年，百年，千年，至少几万年甚至几亿年，软体部分腐烂了，骨头，鳍条等坚硬部分，其有机质逐步被无机质(矿物质)所置换，最后变成了化石。化石的外形还和原来骨骼一样，但内容已是矿物质，所以分量就重多了。
照此说来，只有在沉积岩(或叫水成岩)中才能保存有化石，火成岩、变质岩中一般不会有化石。因为火山爆发时温度很高，即便有生物遗体，早已会被烧为灰烬。变质岩是在高温高压下形成的，也不可能把化石保存下来。不过，火山灰中却时有发现化石，因为火山灰飘落时业已冷却。所以，找化石，应到沉积岩地区去。不是经常有人发问，你们怎么知道哪里有化石?这是最简明的回答。
除动、植物的硬体部分如骨骼、牙齿、介壳、树干等最易保存为化石外，在特殊的情况下，有时生物的软体部分也可保存为化石。如山东山旺组硅藻土中的花朵、触须，西伯利亚冻土中猛犸象的肌肉等。这些，统称遗体化石，即生物体本身的某部分石化为化石。有时，动物的粪便、蛋也可形成化石，这叫遗物化石;而足印、洞穴等化石，则叫遗迹化石。