化石是遠古生命遺留下的記錄，是遠古生物存在的證據。化石的英文fossils是由拉丁文fossilis演化而來，原意為「地下挖掘而得」。
在參觀博物館見到化石的時候，總有人存在這樣的疑惑：這是真的嗎？還有些人在野外撿到了魚目混珠的假化石，卻加以珍藏，奉為珍寶。
真假化石，傻傻分不清啊！
現在，我們就來看看哪些是真化石，哪些又是假化石。
真化石里都有誰？
化石是自然形成的，保存於地層中的古生物遺體、遺物、活動遺迹以及殘留的有機分子。化石可以分為三種類型：實體化石、遺迹化石、化學化石。
圖1 化石分類（圖片來源：作者自製）
我們日常見到的化石絕大部分都是實體化石，實體化石又可以分為三類，硬體保存、軟體保存、模鑄化石。提到化石，我們最先想到的就是硬體保存的實體化石（Hard body preservation），像生物骨骼化石、植物化石等。
圖2 硬體保存（顧氏小盜龍）（圖片來源：中國古動物館）
實體化石中有些比較特殊，它們並不是硬邦邦的石頭，而是保存了生物的軟組織，例如，琥珀化石、西伯利亞凍土層中的猛獁象等，這些也是化石，是軟體保存的實體化石（Soft tissue preservation）。
圖3 軟體保存（猛獁象化石）（圖片來源：紀錄片《Waking the Baby Mammoth》）
模鑄化石（Molds and Casts）也是硬邦邦的石頭，但是由於古生物的骨骼被分解，沒有保存下來，保存下的僅是生物的印痕。
圖4 模鑄化石（珊瑚印模）（圖片來源：作者提供）
再說第二大類：遺迹化石（Trace fossils）。最典型的遺迹化石就是足跡化石，另外，蛋化石、糞便化石、生物洞穴、鑽孔化石等也屬於遺迹化石。
第三大類化石是化學化石（chemical fossil），是古生物的有機殘留物，包括古DNA、古蛋白質、煤、石油等。
化石的形成條件非常苛刻，因此只有很少一部分史前生命能夠形成化石。據古生物學家估計，地球上沉積記錄中保存的化石可能不足史前生物圈的1%。
圖5 化石的形成過程（圖片來源：作者自製）
博物館裡的化石真的是真化石嗎？
在博物館中，我們經常會見到這樣兩種化石展品：一種是被壓得平平的一塊石板（圖6），另一種是像雕塑一樣立體的動物骨骼化石（圖7），這種立體的化石標本叫做裝架化石或裝架標本。
圖6 六道灣烏魯木齊鯢化石（圖片來源：中國古動物館）
圖7 許氏祿豐龍裝架化石（圖片來源：中國古動物館）
化石會出現這兩種狀態主要與化石的埋藏條件有關，如果古生物保存在很細膩的沉積物中，經過成岩作用後，被壓實得很嚴重，化石看上去就會像一塊石板。例如，我國遼西的熱河生物群、德國的索倫霍芬生物群產出的化石，看起來就像塊石板。
而如果埋藏古生物的沉積物稍粗，經過成岩作用後，壓實沒那麼嚴重，化石一般會比較立體，修復後一般能夠做成裝架化石。其次，這種差異也與古生物的體型大小和骨骼與外殼是否及時被礦物填充有關。
由於化石在自然保存過程中，不可避免地會存在缺失、損壞，導致發掘出土的化石本身就不完整。博物館在展示裝架化石標本時，考慮到展示效果等問題，會參考已經發現的同種生物的骨骼化石，將破碎的骨骼進行黏合，並將缺失的骨骼化石用石膏、紙漿或塑料進行補全。
這樣的裝架化石標本在展示時仍會叫做完整骨架化石，若骨骼化石過少則根本不會做成裝架化石展示。簡單地說，博物館裡被做成裝架化石的一般是真化石。（以後可以更詳細地說說）
當然，博物館的展品中確實存在看起來和裝架化石非常像的古生物骨架模型，模型中一塊真化石也沒有。
其實區分裝架化石和骨架模型很容易，對於裝架化石來說，起到支撐作用的鋼架會暴露在外部，以防破壞化石，脊椎骨會由鋼製卡頭固定在鋼架上，肢骨一般會用扁鋼條箍住，固定在支撐鋼架上。對於骨架模型來說，支撐鋼架一般在骨骼模型內部。
圖8 無外部鋼製支架的模型（左）有外部鋼製支架的化石（右）（圖片來源：作者提供）
不是真化石，是真·假化石
野外有一些構造或岩石，常常被人誤認為是化石。如樹枝石、姜結石、燧石結核、球狀風化的岩石等，它們的成因均與生物無關，這些礦物和岩石被統稱為假化石。
對相關知識缺少了解的人普遍存在這樣一種想法，人造的是假的，自然形成的是真的。因此很多人撿到假化石後都會認為這是「真的」。我們可以開玩笑地說這是「真·假化石」。
這讓筆者想起了一則趣聞，當年傅斯年和鄭振鐸同在研究所擔任所長，傅斯年是正所長，是「正·傅所長」，鄭振鐸是副所長，是「副·鄭所長」。
接下來將列舉一些常見的假化石。
1.樹枝石
樹枝石，中國古代也稱模樹石，常被誤認為是植物化石。由於樹枝石被誤認為是植物化石的次數太多，以至於它成了假化石最典型的代表。
樹枝石的岩石表面有類似側柏樹枝狀薄膜或苔蘚、藻類等低等植物的印痕，但非植物遺體。其成因是溶解了鐵、錳等礦物質的地下水流入岩石的裂隙後，壓力降低，溶解的礦物質沉澱在岩石表層，染色所致。
圖9 樹枝石（圖片來源：作者提供）
2.燧石結核
燧石是一種硅質岩石，燧石結核普遍呈現為結核狀、條帶狀或透鏡狀，通常存在於碳酸鹽地層中，以灰岩、白雲岩最為常見。因為常出現在沉積岩中，形狀特殊的燧石結核也會被誤認為是真化石。
圖10 燧石結核（圖片來源：https://www.sandatlas.org）
3.球狀風化的岩石
球狀風化是一種岩石破碎的現象，常見於花崗岩、玄武岩、砂岩。岩石由表及裡呈圓球狀層層剝落,稜角逐步圓化。例如花崗岩節理髮育，把岩體分成許多岩塊，由於溫度急劇變化，使岩塊的表裡和各種礦物脹縮不均，導致岩塊表層發生裂紋並不斷破碎，岩塊逐步變為球狀。球狀風化的碎屑物質被剝離以後，殘留的球形岩塊稱為石蛋。
有時球狀風化的岩石表面像蛋殼破裂的痕迹，因此有些人會誤把石蛋當作蛋化石。
圖11 球狀風化（圖片來源：作者提供）
4.姜結石
姜結石也叫姜石，是粘土質地層中的鈣質黃土結核，僅僅因為形態比較特殊，酷似生薑故而得名。它是在岩石風化礦物質運移過程中，不溶於水的鈣質礦物，受水的淋溶在地下膠凝富集而成。一些形態特殊的姜結石也會被不明真相的人當作古生物的化石。
圖11 姜結石（圖片來源：SpringerLink）
除此之外，還有一些被誤認為是化石的奇奇怪怪的東西，總能讓人眼前一「辣」，忍俊不禁。
結語
化石是古生物學家穿梭時空，探尋古老年代生物秘密的鑰匙，也是能讓我們目睹生命傳奇的「寶石」，真假之間，希望你能擦亮眼睛，看到生命用億萬年走出的真實印跡。
出品：科普中國
作者：王信松
製作：中國科學院古脊椎動物與古人類研究所
監製：中國科普博覽
