化石化作用和成岩作用

化石化作用通过埋藏和成岩过程中发生的矿化、重结晶和自生矿化等过程来保存生物体。

Definition

化石化作用是保存岩石中有机遗骸的一系列过程，而成岩作用是沉积物和遗骸在埋藏后发生的化学和物理变化，通常介导保存过程。

Scope

本主题涵盖化石化的物理和化学途径，包括矿化、交代、重结晶、铸模和铸型、碳化以及自生矿化，以及成岩蚀变如何改变原始骨骼和软组织材料。

Core questions

• 化石化的主要化学途径是什么？
• 自生矿化作用如何保存软组织？
• 成岩作用如何改变原始骨骼矿物学和化学？
• 为什么有些环境比其他环境更能保存遗骸？

Key concepts

• 矿化作用和交代作用
• 自生矿化作用
• 铸模、铸型和碳化作用
• 成岩重结晶作用

Key theories

腐烂-矿化竞争

软组织的特殊保存取决于早期自生矿化作用的速度超过微生物腐烂的速度，通常通过磷酸盐、黄铁矿或碳酸盐实现。

骨骼的成岩蚀变

原始的文石和高镁方解石骨骼在成岩过程中通常会发生重结晶，从而改变微观结构和地球化学信号。

Mechanisms

化石化作用通过相互作用的途径进行。硬质部分可以通过矿化作用保存，即孔隙空间被矿物质填充；或者通过交代和重结晶作用保存，即在保持形态的同时改变原始矿物质。软组织主要在早期自生矿物（如磷酸钙、黄铁矿或碳酸盐）在腐烂组织上或内部沉淀的速度快于微生物破坏它们的速度时得以保存。后期成岩作用，受埋藏温度、压力和孔隙流体驱动，可以进一步改变化石的矿物质和地球化学特征。

Clinical relevance

了解化石化作用和成岩作用对于解释化石的化学和微观结构（包括同位素和微量元素替代指标）至关重要，也有助于识别化石的原始生物信号何时被后期蚀变所覆盖。

History

化石化模式的分类可追溯到早期古生物学，但20世纪后期进行的实验和地球化学研究，特别是关于软组织矿化的研究，将其转变为一门机械性的保存科学。

Debates

原始生物分子保存的限制

原始蛋白质或其他生物分子是否以及如何能在漫长的时间中存活下来，仍然存在争议，并且在方法学上要求很高。

Key figures

• Derek E. G. Briggs
• Peter A. Allison
• David J. Bottjer

Seminal works

• briggs2003
• allison2011

Frequently asked questions

骨骼和贝壳是如何变成石头的？

地下水携带的矿物质填充孔隙空间或取代原始物质，这一过程称为矿化作用，使遗骸硬化并保存下来。

软组织是如何化石化的？

当矿物质在生物体死亡后非常迅速地在组织周围或内部沉淀时，它们可以在腐烂破坏软组织之前将其保存下来。