Fossiler, de bevarede rester af dyre- og planteliv, findes for det meste indlejret i sedimentære klipper. Af de sedimentære klipper forekommer de fleste fossiler i skifer, kalksten og sandsten. Jorden indeholder tre typer klipper: metamorf, magtfyldt og sedimentær. Med sjældne undtagelser undergår metamorfe og vulkanske klipper for meget varme og pres for at bevare fossiler. Så de fleste fossiler findes i sedimentære klipper, hvor mildere tryk og lavere temperatur tillader bevarelse af tidligere livsformer. Fossiler bliver en del af sedimentære klipper, når sedimenter som mudder, sand, skaller og småsten dækker plante- og dyreorganismer og bevarer deres egenskaber gennem tiden.
Fineste fossiler
Mudder dannes, når større klipper eroderer til små, normalt mikroskopiske partikler. Disse partikler sætter sig i det rolige vand i søer, sumpe og havet og dækker væsner, der lever der. Mudder og ler kombineres med mineraler og andre partikler over tid for at hærde til skifer. De hårde dele af væsener, der er dækket af mudder, bevares som fossiler, når de konsolideres med andre materialer inde i skifer. Skifer splittes let i lag for at afsløre eventuelle fossiler indeni. Fossiler inde i skifer inkluderer ofte brachiopoder, fossiliserede planter, alger, krebsdyr og leddyr fanget i det hærdede mudder. De meget små mudder- og lerpartikler gør det muligt at bevare små detaljer om organismer, ligesom de sjældne fossiler af blødkropede organismer, der findes i Burgess Shale.
Økosystemer i kalksten
Kalksten dannes, når calcit fra vandet krystalliserer, eller når fragmenter fra koraller og skaller cementerer sammen. Kalksten indeholder ofte fossiler af afskallede havdyr. Hele revformationer og organismer af organismer findes bevaret i kalksten. De typer fossiler, der findes i kalksten, inkluderer:
- koral
- alger
- muslinger
- brachiopoder
- bryozoa
- crinoider
De fleste kalksten former i lavt tropisk eller subtropisk hav. I nogle tilfælde udgør fossiler hele strukturen af kalksten.
Begravet i sand
Cementeret sandkorn bliver sandsten. Da sandsten er et grovere materiale end skifer eller kalksten, viser fossiler, der findes i dem, normalt ikke så mange detaljer som fossiler i skifer og kalksten. Sandsten indeholder sjældent sarte fossiler. Sandsten dannes i en bred vifte af miljøer, herunder strande, oceaner, sandstænger, klitter, floder, deltaer, ørkener og flodsletter. Sandsten indeholder fossiler af skabninger som trilobitter, brachiopoder, krebsdyr, bryozoner og planter. Rester af landdyr som mastodoner og dinosaurer findes meget mere sandsynligt i sandsten.
Konglomerat og Breccia
Konglomeratsten dannes fra kombinationer af store og små afrundede småsten, ofte indeholdende kvarts, cementeret sammen over tid. Breccia dannes af kantede klipper i forskellige størrelser, også cementeret over tid. De danner hurtigere end skifer, kalksten og sandsten. Konglomerater dannes, hvor klipper er blevet brudt og derefter tumlet, indtil de er glatte. Breccias dannes, når de ødelagte fragmenter forbliver tæt på deres kilde. I begge tilfælde er deres store partikler ikke så tilbøjelige til at inkorporere fossiler. Konglomerat- og breccia-klipper tilvejebringer regelmæssigt fossiler i de småsten, der udgør klipperne. Nogle fossiler, der findes i konglomerat- og breccia-klipper, inkluderer svampe, brachiopoder og gastropoder.
Utroligt sjældent, men ...
Fossiler forekommer sjældent i metamorfe eller vulkanske klipper. Varmen og trykket, der kræves for at ændre eller metamorfose, ødelægger klipper normalt fossiler. Der sker dog særlige omstændigheder. For eksempel er der fundet fossile skaller og bakterier i marmor, som er metamorfoseret kalksten. Den oprindelige varme af magtfulde klipper ser ud til at være et umuligt miljø for fossildannelse. Men når aske fra vulkanudbrud begraver det omkringliggende område, indkapsler asken undertiden organismer. Fossiler af træer og afskallede organismer som brachiopoder forekommer undertiden i askelag.