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實體化石是由古生物遺體本身的全部或部分(特別是硬體部分)保存下來而形成的化石。

1成因

常見情況
絕大多數的生物化石僅僅保留的是其硬體部分,而且都經歷了不同程度的化石化作用。

2石化作用

所謂"化石化作用"是指,隨著沉積物變成岩石的成岩作用,埋藏在沉積物中的生物遺體而經歷了物理作用和化學作用的改造,但是仍然保留著生物面貌及部分生物結構的作用。化石化作用一般包括礦物質填充作用、交替作用和升餾作用等幾種方式和過程。
交替作用
生物硬體的組成物質在埋藏情況下被逐漸溶解,再由外來礦物質逐漸補充替代的過程稱為交替作用。在這個過程中,如果溶解和交替速度相等,而且以分子相交換,就可以保存原來的細微結構。例如世界各地經常發現的硅化木的形成,就是古老樹木中的木質纖維被硅質替代,但是年輪和細胞輪廓等細微結構仍然保存下來的結果。而如果交替速度小於溶解速度,生物硬體的細微構造也會被破壞,最終只保留下來原物的外部形態。常見的交替物質有二氧化硅、方解石、白雲石、黃鐵礦等,相應的過程就可以叫做硅化、方解石化、白雲石化和黃鐵礦化。

升餾作用

升餾作用是指古生物遺體在被埋藏之後,不穩定成分分解、可揮發物質往往首先揮發消失,最後只留下炭質薄膜而保存下來的過程。這個過程也成為炭化。例如,筆石骨骼成分為幾丁質,埋藏條件下經升餾作用后,氫、氮、氧等元素揮發消逸,僅僅留下碳質薄膜。再如,植物的葉子主要成分是碳水化合物,經過升餾作用后往往也只有碳質保存成了化石。
實體化石保存了古生物遺體的全部或部分,所以一般來說可以為科學家提供最為詳盡的古生物身體形態結構信息,因此是古生物學研究中最主要的材料。
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