地下古生物化石如何探測

① 科學家怎樣挖掘化石

化石（fossil） 保存在岩層中的古生物遺體、遺物和活動遺跡。化石一詞源自拉丁文fossillis，意為挖掘。化石是古生物學的主要研究對象，它為研究地質時期的動、植物生命史提供了證據。中國古籍中早已有關於化石的記載，如春秋時代的計然和三國時代的吳晉，都曾提到山西省產「龍骨」，「龍骨」即古代脊椎動物的骨骼和牙齒的化石；《山海經》也有「石魚」（即魚化石）的記述；南朝齊梁時期陶弘景有對琥珀中古昆蟲的記述；宋朝沈括對螺蚌化石和杜綰對魚化石的起源，已有了正確認識。迄今，發現最早的細菌化石為距今35億年前的澳大利亞瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石。

形成條件 地史時期的生物，只有一小部分與地質環境相適宜，保存下來成為化石：①生物本身必須具有一定的硬體，如無脊椎動物的貝殼、甲殼，脊椎動物的骨骼、牙齒，植物的樹干、葉子和孢子、花粉等；②生物死亡後必須迅速地被沉積物埋藏起來，免遭生物、機械或化學作用的破壞；③必須經過較長時間的各種石化作用。生物遺體如果是原地埋藏，就比較容易形成完整的化石，如中國山東臨朐晚第三紀中新統山旺組中保存大量完好的動、植物化石。另一種情況是生物死後的遺體可能經受各種搬運作用，這些在異地埋藏的化石，一般都有不同程度的損壞，分選程度較好，有時還有定向排列現象。以生物的遺體、遺跡的埋藏和化石的形成過程作為研究對象的學科，稱為埋藏學。

保存類型 化石保存類型一般可分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。①實體化石是指古生物遺體本身全部或部分被保存下來的化石，如中國撫順第三紀煤層中琥珀內的昆蟲化石，是在嚴密封閉的情況下保存下來的。西伯利亞第四紀冰期凍土中的猛獁象，是在嚴寒冷凍的條件下整體保存的。但多數化石僅能保存生物的硬體部分，而且經受了明顯的變化，即石化作用。具有幾丁質、幾丁—蛋白質或蛋白質骨骼中容易揮發的成分（氧、氫、氮）經升溜作用而消失，僅留下碳質薄膜，因而又稱炭化作用，如筆石和植物的葉子經炭化作用保存下來。生物硬體的組成物質，部分被地下水溶解，由外來礦物質填充代替，就可以保存原來硬體的微細構造，稱為交代作用，如硅化木，其年輪甚至植物細胞形狀仍能清晰可見。②模鑄化石是指生物遺體在底質、圍岩、填充物中留下的印模和復鑄物。根據化石與其圍岩的關系可以分為若干類型，如印痕化石、印模化石、鑄型化石和復型化石。③遺跡化石是指古代生物生活活動時，在底質沉積物表面或內部留下的痕跡和遺物，如脊椎動物的足跡化石、蠕形動物的爬跡化石和動物的排泄物糞化石或卵化石。廣義的遺跡化石還包括舊古器時代古人類的勞動工具、文化遺物等。④化學化石是指古代生物的遺體雖然未能保存下來，但組成生物的有機成分經分解後形成各種有機物如氨基酸、脂肪酸等，仍可保留在岩層中，足以證明古代生物的存在。這類化石叫化學化石。

研究意義 18世紀末至19世紀初，英國W．史密斯在地層層序律的基礎上，根據化石的縱向分布建立了化石順序律。這不僅利用化石確定地層時代，且為生物進化提供了證據。古生物學家發現地層層位越高，所含化石類別越多，化石的形態構造越復雜，反映了生物類別從少到多、形態構造從簡單到復雜、從低級到高級的進化規律。

生物化石的古生態研究是重建地史時期古地理、古氣候的重要依據。每種生物都是生活在一定的環境，適應環境的結果。各種生物在其習性行為和身體形態構造上都具有反映環境條件的特徵。利用這些特徵就可以推斷生物的生活環境，例如海生生物化石珊瑚、有孔蟲等反映海洋環境；陸生植物葉片、樹根、昆蟲等則反映大陸環境。根據一個地質時期各種生物化石的生活環境和氣候條件的研究，就可以推斷該時期的海陸分布、海岸線位置和湖泊、河流、沼澤的范圍等。古環境和古氣候的重建對地質歷史的了解是十分重要的。此外，生物的硬體部分還可以形成反映古環境、古氣候的岩石標志，如貝殼岩反映海濱環境，生物岩礁反映低緯度暖海環境，泥炭或煤反映潮濕沼澤環境等。

化石資料的大量收集還為古生物的系統分類提供了基礎。現代生物是古代生物經過漫長的地質時期發展而成的，各種生物之間都存在著不同程度的親緣關系，從而建立了一個反映生物界親緣關系和進化發展的自然分類系統。

化石的類群 古生物與現代生物一樣，一般分為低級的原核生物和高級的真核生物兩大類，共有5個界，即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界，界以下依次為門、綱、目、科、屬、種等單位。

由於生物是由低級到高級發展到現代的，地史上各個時期的生物門類都不相同，每個時期的化石類群與當時的生物門類相關。不同地史時期有其發達的生物門類，也就有其特徵的化石類群，有些門類在該時期占統治地位，有些門類在該時期衰退或滅絕。總之，按時間的進程，生物門類與化石類群的變化，顯示了生物演化的系統發展歷史。

② 恐龍的化石和恐龍的骨架是怎麼被發現的

恐龍的化石是埋藏在很深的地下很難被人們發現，但是在地球緩慢的地質運動中，那些原本是海底的區域也可能變為陸地，如果如果形成斷層或者發生地震之後，那些深埋的化石保障就能幸運的被我們發現。

③ 誰能告訴我古生物化石鑒定的方法

確定化石的分類階元和名稱。化石是古生物學的研究對象。化石大多是古代生物的遺體、遺跡或遺物，如硬體組織、身體局部印痕、某些器官及排泄物等經過石化作用的產物。一般僅保存其形態特徵。所以，古生物化石的鑒定是以形態為主要依據。在有些門類中，高級分類階元是按自然系統劃分的，而低級的分類，無法按照自然系統進行，就要依據化石的種類、形態等進行鑒別，定立一些形態或器官的種、屬，甚至科，如：牙形刺、植物孢粉、足跡等。
各門類古生物化石的具體鑒定方法不盡相同，但一般都要經過下述步驟：①熟悉標本外部形態和內部構造，對大化石的細微構造或微體化石，一般需要藉助實體鏡、顯微鏡或電子顯微鏡進行觀察。有時要將化石做連續切片,以便於了解其內部構造特徵;②利用所具有的知識並查閱有關文獻,確定較大的分類階元,一般定到科；③利用檢索表、圖版等文獻資料， 將標本進一步檢索到屬、種；④選擇有代表性的種群標本或典型的單個標本進行特徵描記，度量各種性狀要素及照相。
鑒定化石標本時，主要藉助某一類別或某一地層層位中發現的化石的有關專著，並查閱專著出版後發表的有關論文。鑒定人員在進行正確、全面的資料查閱對比後，發現所要鑒定的化石與文獻中所描記的某一生物化石完全相同，就可以將該化石歸在同一名稱之下。如果沒有發現相同的特徵記述，就可以這批標本為基礎，建立新種、新屬等新的分類，並給予適當的名稱。建立新種的標本稱為模式標本，據以命名一個屬的種，稱為模式種(或屬形種、屬型)。同樣，還有模式屬等。
由於種以種群為單位生活，其中存在著連續的個體變異。然而模式標本往往只是某個物種首次發現的標本，不一定全面地反映該種的特徵。在這個概念指導下，沒有一個個體是種群性狀的「典型」。在鑒定物種時，要盡可能多地、全面地採集標本，使得這些標本能大體反映真正種群的總面貌，然後，用各種統計方法來區分種間變異和種群內變異，從而達到鑒定物種的目的。
標本鑒定以後，要進行記述。一個古生物種的完備記述，按順序包括下列各項：學名、圖版、同異名錄、模式(種群)標本的編號和保存地點、鑒定要點、描述、度量及其他數據資料討論、產地和層位。

④ 野外發掘古生物化石的一般流程是什麼

(1)在野外發現大型脊椎動物骨骼化石後,確定化石的分類位置、記錄埋藏狀況、估算化石大概年代與地層層位,對其原始埋藏狀況進行拍照和攝像,並根據發現地點和發掘日期及發現順序進行野外編號。

(2)用稀膠(硝基清漆1份加硝基稀料8～12份攪勻即可)對暴露在岩層表面遭受風化作用的化石進行滲透式加固。其原理是,滲透性強的硝基稀料使硝基清漆滲過化石表層,進入化石內部,充填在化石礦物顆粒之間的孔隙中,乾涸後對礦物顆粒起到連接作用。現在國內外大規模的野外發掘均採用這種方法對化石進行加固,但該方法使用的前提條件是化石和岩層必須乾燥無水分。在實施加固前需要對原地破碎的化石進行對茬復原,並復位。

圖3-1 恐龍化石發掘現場(地點為雲南祿豐縣,照片由高源提供)

(3)在大致確定所發現化石個體的分類位置及頭、軀干、四肢和尾部的埋藏走向之後,在離化石邊緣5～10厘米的地方向下開鑿發掘槽。槽寬是化石個體寬度的2～3倍,槽深是化石厚度的1.5倍。發掘槽完成後,化石個體在發掘槽中應該是一個孤島狀態,孤島根部的橫截面呈倒梯形,以便化石孤島在經浸滿石膏漿的麻袋布纏繞多層並固結後,翻轉時不致漏空。

(4)將5～6層軟包裝紙鋪在化石表面,用筆刷沾水把軟紙按化石的形狀浸透,使濕的包裝紙與化石之間緊密貼合,無縫隙。這樣,在經石膏漿麻袋布多層纏繞後,軟紙便起到隔離層的作用。如果化石體積和重量較大,應在浸透石膏漿麻袋布纏繞時,中間加木片或者樹枝進行加固,以便在日後運輸搬運過程中保持化石的堅固性和整體性。此過程又稱為製作「皮勞克」。對於十分珍貴或者完整的化石,也可以採用套箱法,即做一個無底無蓋的木箱,將化石孤島套在中間,再將化石孤島和木箱內壁之間的空間用石膏漿灌滿,當固結為一個整體後再釘蓋,整體翻轉後再釘底。在條件允許的情況下可以使用聚氨酯發泡材料充填,以減輕套箱的重量,便於運輸。

(5)用15～20厘米寬、100厘米左右長的浸透石膏漿的麻布袋將化石孤島纏繞5～6層,待固結後,用錘子和鋼釺沿化石層底部沒有被石膏麻袋布纏繞的部分平行鑿開,也就是將已被石膏麻袋布纏繞保護的化石層與下部接觸岩層分開。翻轉過來後,再把剛剛暴露出來的化石層圍岩用石膏麻袋布封口,使「皮勞克」成為一個完整的整體。

(6)待「皮勞克」被野外陽光曬干後,再進行編號、登記、運輸。

⑤ 如何找到動物的化石

化石通常根據生物所屬的分類的不同，而分別被稱為古無脊椎動物化石、古脊椎動物化石、古植物化石，及按不同生物門類而統稱的如珊瑚化石、龜鱉化石、松柏化石等。同時，還根據生物個體大小的不同，將能用於研究的化石叫大化石，如腕足動物、三葉蟲、高等植物、脊椎動物等的化石；但對於這些生物的微細構造進行研究時仍然要使用顯微鏡，如珊瑚化石和具介殼動物的殼的構造等。對於必須利用顯微鏡才能進行觀察和研究的微小的化石，稱為微體化石，如有孔蟲、介形蟲、硅藻等。某些大生物的微小部分如輪藻的藏卵器，植物的孢子、花粉，蟲牙（蟲顎）、牙形石等，甚至小的魚鱗、魚牙等也常屬於微體化石。這一名詞的使用並沒有嚴格的限制，例如某些群體生物如苔蘚蟲、層孔蟲，還有如竹節石、軟舌螺等，有些學者視其為微體化石，有些學者仍把它們視為大化石。近年來隨著石油地質勘探和海洋地質調查工作的發展以及電子顯微鏡等技術的應用，在地層中發現了許多極為微小的化石，它們的直徑在30～10μm以下，被稱為超微化石。超微化石包括顆石、盤星石、微錐等。
將古生物遺體或遺跡保存為化石的各種作用被稱為化石化作用。形成化石的條件：①古生物要具有能保存為化石的硬體才能保存為化石，不具硬體的古生物在特殊的條件下也可以形成化石，但機會極少。②死亡生物的遺體要能在絕氧的環境下被保存，並不被機械作用破壞。③要有足夠的時間，使古生物遺體在沉積物成岩過程中及成岩作用後具有更為堅硬的物理特性和更具化學穩定性。④在以後的地球內、外力的作用下沒有被再次破壞而終於保存下來。一個動物群死亡後，首先形成死亡群。死亡群中一部分或大部分屍體經搬運或仍在原地堆積形成屍積群。屍積群中未被有機和無機條件破壞而保留下來的硬體被沉積物掩埋的就叫埋藏群，被搬到遠離原來生物生活地區的叫異地埋藏，否則叫原地埋藏。被埋藏的生物遺骸或遺跡在成岩過程中和以後未被破壞而保存下來的就構成了一個化石群。由此又可以看出，能形成化石的只是當時生物群的一小部分，而每一化石群的組成可能是很復雜的。
地層中的化石按其保存特點可分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。化石是自然產物，它的出現及保存狀態以及種類等都不是人的力量所能左右的。其時代下限為1萬年左右，上限近40億年。

⑥ 化石是如何發現的特別是微生物的化石

磨岩石薄片觀察的是微體化石，如有孔蟲、硅藻等，也包括大型生物的器官如孢粉這樣的微小組分，大小約為幾十微米到幾毫米。大多為於原生生物界中有硬質外殼的生物遺體。另外還有超微化石，為需在掃描電鏡下觀察的化石，典型如顆石藻，大小約為幾微米到幾十微米。比細菌一般要大一個數量級。但主要問題不是大小，而是細菌的細胞壁是有機質的，而非上述生物的鈣質、硅質。古生物學上有不少細菌化石的報道，實體化石需要特異埋藏，如黃鐵礦化保存，磷酸鹽化保存等。一些特殊成因的岩石即微生物岩中也可觀察到，典型如疊層石中的藍藻。除了大型微體化石如蜓類有孔蟲，以上化石肉眼（放大鏡下）均不可觀察，但可以通過岩石判斷有某種化石的概率大，如采牙形石要在灰岩，采孢粉要在陸相沉積中。而後帶回室內處理分析，當然，最後什麼都沒發現的幾率也是不小的。

⑦ 在我國人們是怎樣發現大型古生物化石的

2011年11月15日，我國貴州省務川縣大坪鎮甘禾村鹿池頭組村民田秋強在挖地基放炮時，炸開一個深約3米的大洞。

出於好奇，兩村民用梯子下到溶洞中，只見該洞屬於典型的喀斯特地貌，洞深約300米，到處是晶瑩剔透的石頭，像牙齒，但已明顯石化，白得有點像瓷器。

兩村民在洞中繼續尋找時，又發現一大塊牙齒化石，這塊化石都由成排的牙齒組成，化石長約0.2米，寬約0.1米，重約500克。他們還發現了一些頭骨一樣的東西和幾塊已鈣化的小塊古生物化石。

隨後，這兩名村民向縣文物保護中心報告了此事。11月23日上午，縣文物保護中心工作人員實地考察後，判斷這些化石屬於大型古生物化石。考察人員還從洞里找到了幾顆牙齒、腓骨和一些骨頭碎片。

目前，當地政府已對該溶洞進行了保護等待上級專家對這些化石作進一步考證。

務川縣是仡佬族聚居地，2004年貴州省考古專家在務川縣發現了豐樂院子青史前文化遺址，估計遺址文化為舊石器晚期——新石器時期，距今10000年左右。

該遺址的發現，填補了黔北地區史前人類活動的歷史，這也說明在務川這片土地上古人類早有活動。

⑧ 如何鑒定化石

本文專門寫給對化石很感興趣的網友，希望能夠回答很多有志於學習古生物學，有興趣於化石鑒定的人們的一般性問題。化石鑒定涉及的問題很多，本文僅僅是簡單的介紹，供網友參考。化石，簡單的說，就是地質歷史時期生物的遺體或遺跡，是過去的生物在石塊上留下來的一種印記。化石的形成和生物密切相關，同時，也涉及到了地質的歷史。因此，研究化石就不得不了解一些必要的地質學和生物學的基礎知識。化石的生物要依據現代生物學進行系統分類和描述，因此，盡管面對的是枯燥冰冷的石塊，化石所代表的卻是栩栩如生的生命。從事化石研究的人一定要有一個思想上的前提，那就是化石也是一種生物，只是這種生物生活在遙遠的過去。另外，由於生物體本身的復雜性，在保存成為化石的時候不可能毫無保留。很多化石都是殘缺不全的，甚至只是當時生物的一小部分，也很可能來自很多生物的不同部分。比如，很多植物化石僅保存了一片葉子或是一個枝條，很多哺乳動物的化石僅僅保存了牙齒……我們常見各種繪制精美的古生物復原圖，甚至也搬上了影視作品中。但是，我們不可忘記，這些復原圖中含有大量的假定，是古生物學者根據相關的知識和經驗推測出來的，畢竟遙遠的生物究竟長什麼樣沒有人見過。可以理解的是，不是所有的化石都可以准確鑒定的，需要一些關鍵的特徵才能把化石生物明確的鑒定出來。這就需要對不同生物門類的了解。化石是如何形成的？了解一些這樣的知識有助於我們分辨哪些是化石，哪些不是。化石的形成通常要經歷生物體的死亡、快速掩埋、封閉壓實等過程。常見的是在水的作用下生物的遺體被水流的作用沖積、掩埋等等，大部分的植物化石都是這樣形成的。但是有些生物，如鳥，昆蟲等能夠飛行的生物又是怎麼保存成為化石的呢？這里通常涉及到一些災害現象，如火山噴發出了大量的火山灰，是生物窒息並埋藏了起來。後來又經歷了沉積作用，最終形成了各種各樣的化石。當我們拿到一塊石頭的時候，不能被石塊的形狀像某種生物所迷惑，要知道地質中的沉積作用也具有鬼斧神工的能力。如果是生物成因的，大部分都會在岩石上保存大量的炭質（通常是黑色的），如果用放大鏡（普通的，放大10倍就可以了）觀察，可以看到一些特殊的條紋或是網格——這都是很常見的生物結構。另外，生物化石很少單獨、單一保存的，如果你在一個地方發現了某種化石，絕大多數情況下都會在附近也找到一些相關的生物化石的。了解一些沉積岩的知識是必要的。很多精美的假化石其實都是礦物的結晶而已。含有礦物的地下水在岩石的縫隙中就會發生結晶作用，在各種岩石表面會形成各種圖案——看似化石。一般來說，學習古生物的本科生（研究生）通常要學習：地質學（岩石、礦物、構造、地球歷史）、岩石學（沉積岩、火成岩、變質岩等的特徵，鑒別）、古生物學（化石生物門類、特徵、鑒定）、生物學的系統分類（生物演化、系統分類、命名）、歷史地質學（地球的演變、古地理、板塊構造）……所有的這些都是與化石相關的基礎知識。化石的鑒定最初時屬於博物學的范疇，換句話說，就是一些有錢有閑的人吃飽撐的之後，相互炫耀自己的收藏，討論化石的形成。在從前，也只有有錢有閑的人才能夠有機會進行大量的閱讀和書寫。

⑨ 如何尋找化石

人們最初只是在耕田或開山的時候遇到化石，與化石接觸純屬偶然，作為古生物研究者和化石愛好者，我們知道了它們的用途和價值，或出於愛好和接觸大自然的活動，便開始有意識的尋找化石，那麼如何發現化石呢？

首先我們需要認識清楚岩石。盡管岩石變化萬千，都歸屬於三大類：火成岩 、變質岩和沉積岩。

火成岩是地球內部的岩漿向上侵入到地球表面或噴出地面後冷卻凝固形成的，所以又叫岩漿岩。化石與火成岩是無緣的。

變質岩是地球上的岩石在地下深處經過高溫高壓等作用，使成分結構發生改變後形成的岩石。在變質岩中極少發現完整的化石，即使發現也失去了應有的價值。

沉積岩是在地表條件下，有各種各樣的沉積物形成的岩石。沉積岩是唯一能夠保存化石的岩石。沉積岩分為碎屑沉積岩、化學沉積岩、生物沉積岩。生物沉積岩是有生命活動結果所形成的沉積岩，這種岩石保存化石的機會很大。因此我們在尋找化石的時候，應把注意力放在沉積岩中，特別是生物沉積岩中。

那麼如何在蒼茫大地上尋找化石呢？化石在那裡？目前我們雖然沒有透視地層的儀器，但任何事物都是有規律可循的。一個經驗豐富的化石獵人總是有辦法喚醒沉睡在地下的化石。

第一， 出發前應該看看有關的地層地質圖或有關的書籍，或通過網路搜集一下有關化石的信息或化石產地，看看你要找的化石在什麼地方有過出露。或通過朋友介紹熟悉的化石點，這樣可以事半功倍。

第二， 到任何地方採集化石都要依靠當地老百姓，要做到和他們多聊天，他們是化石出露的第一個目擊者，他們提供的線索最重要。山東莒南左山嶺恐龍足跡化石就是老百姓在取石的過程中發現的。

第三， 要尋找到化石露頭，化石雖然埋藏在地下，但是不斷運動中的地殼總會把化石暴露在地球表面，這是化石的自我招供。況且現在大面積的開山修路，人為的製造出大量的地質剖面和露頭。

第四， 要緊緊的抓住斷崖和沖溝。一個有經驗的化石獵人總是沿著斷崖、沖溝、河床跑上跑下，因為這些地方都是被大自然的風化作用破壞後形成的，象切開的西瓜，把地層里埋藏的化石清楚的暴露在地表。山東龍骨澗的恐龍化石就是在沖溝中發現的。在中生代地層中經常可以看到這種沖溝。

第五， 在野外尋找脊椎動物化石時，要特別注意地層層次變化比較多的地方，特別是一些丘形堆積，因為這些地方很容易找到化石。如果地勢平坦，岩性一致，顏色也沒有變化，這種情況很難找到化石。如果一片地方有砂岩爍岩等互層，而且岩石的顏色也各有深淺，這時很容易找到化石。

第六， 在野外尋找化石時要注意結核。它們一般是由鐵質、鈣質、磷質組成，在結核中常常含有第四紀哺乳動物化石。江蘇句容的裂齒魚化石就是保存在結核里的典型。

第七， 洞穴是哺乳如動物化石的倉庫。一定要留心到洞穴中去尋找哺乳動物化石和古人類化石。我國著名的北京人、山頂洞人、和縣人都是在山洞中找到的。並且伴有大量的哺乳動物化石。一般說在洞口和洞的深處都比較容易找到化石。

化石愛好者們，到大自然中親自去尋找化石吧，這是把愛好和大自然緊密結合的一項完美活動。丟棄一些凡人俗事的理由，給自己一個放鬆的心情，去享受自然、享受愛好、享受生活吧