古生物化石是如何形成的-几率有多大-

地史时期的生物遗体及其生命活动痕迹在被沉积物掩埋后,经历漫长的地质年代,伴随沉积物的成岩作用,埋藏在沉积物中的生物遗体或遗迹经过物理、化学作用的改造(往往有矿物质的交代和充填),最终形成化石。

化石的形成条件苛刻,第一,生物本身必须具有容易保存化石的硬体部分,而且组成硬体的矿物质在成岩和石化作用中比较稳定,不易分解。第二,生物死后的环境条件也影响化石的保存,只有在生物死亡后被迅速掩埋,尸体不被其他动物吞食,不被外力作用破坏的情况下,才有可能形成化石。第三,有后期的保存条件,埋藏在沉积物中的生物遗体或遗迹,在漫长的地质历史过程中要经受各种地质作用的改造,包括上覆巨厚沉积物的压实和固结成岩作用、地热作用下的结晶和变质作用、构造变形和地下水交代等。在如此复杂的地质作用过程中,绝大多数生物体及其遗迹被破坏,只有极少量能够最后保存下来成为化石。由此可见,完整发掘出来的古生物化石只是曾经在地球上生存过的生物界中极小的一部分。虽然目前的技术还不能十分精确计算化石的形成几率,但是用“万分之一”来形容是一点也不过分的。

地质历史时期的古生物遗体或遗迹在被沉积埋藏后可以随着漫长地质年代里沉积物的成岩过程石化成化石。但是，并不是所有的史前生物都能够形成化石。化石的形成过程及其后期的保存都要求一定的特殊条件。

化石的形成及保存首先需要一定的生物自身条件。具有硬体的生物保存为化石的可能性较大。无脊椎动物中的各种贝壳、脊椎动物的骨骼等主要由矿物质构成，能够较为持久地抵御各种破坏作用。此外，具有角质层、纤维质和几丁质薄膜的生物，例如植物的叶子和笔石的体壁等，虽然容易遭受破坏，但是不容易溶解，在高温下能够炭化而成为化石。而动物的内脏和肌肉等软体容易被氧化和腐蚀，除了在极特殊的条件下就很难保存为化石。

化石的形成和保存还需要一定的埋藏条件。生物死亡后如果能够被迅速埋藏则保存为化石的机会就多。如果生物遗体长期暴露在地表或者长久留在水底不被泥沙掩埋，它们就很容易遭到活动物的吞食或细菌的腐蚀，还容易遭受风化、水动力作用等破坏。不同的掩埋的沉积物也会使生物形成化石并被保存的可能性及状况产生差别。如果生物遗体被化学沉积物、生物成因的沉积物和细碎屑沉积物（指颗粒较细的沉积物）所埋藏，它们在埋藏期就不容易遭到破坏。但是如果被粗碎屑沉积物（指颗粒较粗的沉积物）所埋藏，它们在埋藏期间就容易因机械运动（粗碎屑的滚动和摩擦）而被破坏。在特殊的条件下，松脂的包裹和冻土的掩埋甚至可以保存完好的古生物软体，为科学家提供更为全面丰富的科学研究材料，琥珀里的蜘蛛和第四纪冻土中的猛犸象就是这样被保存下来的。

时间因素在化石的形成中也是必不可少的。生物遗体或是其硬体部分必须经历长期的埋藏，才能够随着周围沉积物的成岩过程而石化成化石。有时虽然生物死后被迅速埋藏了，但是不久又因冲刷等各种自然营力的作用而重新暴露出来，这样它依然不能形成化石。

沉积物的成岩作用对化石的形成和保存也很有影响。一般来说，沉积物在固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的形成和保存。其中，碎屑沉积物的压实作用比较显著，所以在碎屑沉积岩中的化石很少能够保持原始的立体状态。化学沉积物在成岩中的结晶作用则常常使生物遗体的微细结构遭受破坏，尤其是深部成岩、高温高压的变质作用和重结晶作用可以使化石严重损坏，甚至完全消失。