石化

此條目介紹的是化石的形成過程。關於虛構作品中的石化現象，請見「石化 (虛構作品)」。關於和石油有關的化學，請見「石油化學」。

石化是指有機物通過置換或有機物孔隙充填礦物而轉化為石頭的過程。石化通過兩種相似方式的結合——礦質充填作用和置換而發生。矽化木是最常見的石化現象，但是所有有機質，從細菌到植物都可以石化。相關的學科有地質學和埋藏學。

分類

生物體形成化石都有一個掩埋過程。否則就會被分解者分解，然後在風化作用下消失。化石可分為實體化石、模鑄化石、分子化石和遺蹟化石四類，不同的化石有不同的形成方式。

實體化石是因為生物體被琥珀包埋，或被冰雪覆蓋，或陷入瀝青湖中，經碳化作用而形成。

成岩作用

主條目：成岩作用

碳化作用

有機物在成岩過程中，在一定溫度和壓力條件下，經過分解和蒸餾作用，其中的氫、氧、氮元素揮發逃逸、而碳元素留下來保存為以碳質為主較為穩定的碳質薄膜。具有角質層、纖維質和幾丁質薄膜的生物，例如植物、筆石、昆蟲等更易經過碳化作用保存為化石。而動物的內臟和肌肉等容易被氧化和腐蝕的軟體則很難保存為化石。

礦化作用

完全礦化作用又叫礦物質填充作用。通過這個過程產生化石，包含該樣品的大量原始物質。這個過程發生在地下水包含溶解礦物，充填該樣品的孔隙，空腔，特別是骨頭，殼或木頭。當礦物從水中沉澱出來後，有機組織的孔被充填。礦質充填作用包括矽化和黃鐵礦化兩種類型。

置換作用

置換作用與礦化作用不同，生物體是被水中的礦物質替換，而不是填充在空隙中，這種替換往往是分子級別的，比如矽化木，原來的木質纖維中的碳質被矽質所置換，其微細結構比如年輪和細胞輪廓都清晰可見。常見的置換作用有矽化（Silicification）、磷酸鹽化（Phosphatization）、黃鐵礦化（Pyritization）、鈣化（Calcification）、白雲石化（Dolomitization）等等。不同成分的礦物置換所保存的化石精細程度也不同，以矽化保存的最高。

矽化

矽化是有機質充上矽的過程。矽是來自火山物質。Sigleo和Mustoe完成的研究表明在這個過程中大部分有機質都被毀壞了 。矽化通常發生在兩種環境中，一種是樣品被埋藏在三角洲或泛濫平原沉積物中，一種是埋在火山灰中。矽化必須有水，因為這樣可以減少氧氣，因此不會被真菌腐蝕，保持了有機體形狀，並允許了矽的儲存和運移。當樣品中充填矽溶液後這個過程開始。樣品的細胞壁漸漸地溶解，並且矽儲存在剩餘的空間中。在木頭樣品中，隨著過程的進行，纖維素和木質素這兩種木頭的組分會分解並被矽取代。當水分消失後樣品轉化成石頭（該過程叫岩化）。只有在中性到微酸性，淺沉積環境的溫度壓力下可發生矽化作用，大約需要5萬年或少點時間。