Coprolite

粪化石

化石化粪便材料 痕迹化石和粪化石 含磷酸盐、碳酸盐、富铁或硅化 骨骼、鳞片、贝壳、植物和微体化石夹杂物 颗粒状、分节、螺旋和不规则形态 偶尔呈玛瑙化且可抛光 古代饮食和生态系统的证据 完全矿化的标本无粪便气味

粪化石：古代饮食的化石证据

粪化石是作为地质物体保存的化石粪便遗骸。其外形可记录消化解剖和沉积行为，内部可能包含骨片、鱼鳞、贝壳、植物组织、种子、花粉、寄生虫遗骸及古代食物的矿化残留物。由于它们保存的是动物的活动而非身体本身，粪化石是最直接且信息丰富的痕迹化石之一。

继续阅读专业粪化石指南 从基本事实开始
Stylized display of spiral, segmented, and silicified coprolites with preserved dietary inclusions A sedimentary slab supports a dark spiral coprolite, a segmented fossil specimen, and a polished oval silicified cross-section containing bands, bone fragments, fish scales, and plant remains.
粪化石的三种典型表现：与瓣状肠相关的螺旋形态、保存外部形态的分节标本，以及含有矿物带和食物残余的抛光硅化横截面。

快速事实

粪化石通过形态、内部结构、保存的夹杂物、化学成分、沉积环境及与现代消化产物的比较来识别。其成分不固定，因为原始有机物可能被磷酸盐、碳酸盐、二氧化硅、铁矿物、黄铁矿、粘土或多代矿物替代或胶结。

化石类别痕迹化石或遗迹化石
更广泛的类别粪石
原始材料动物粪便
常见保存方式磷酸盐化、碳酸盐胶结或硅化
可能的年龄范围从古生代到现代的化石和考古记录
常见形态颗粒状、圆柱形、分节、螺旋形、扁平和不规则形态
常见夹杂物骨骼、鳞片、贝壳、牙齿、植物组织、种子、花粉和微体化石
潜在生物线索饮食、消化解剖、摄食行为、寄生虫和栖息地
硬度变化多样，常见莫氏硬度约为3–7
比重通常约为2.2–3.2，取决于矿化程度
光泽硅化并抛光后呈土质、暗淡、蜡质或玻璃质
气味完全化石化材料无此现象
磁响应除非铁矿物丰富，否则通常不存在
酸反应在存在方解石或其他碳酸盐时可能出现
主要识别线索连贯粪便结构内的内部生物碎片
主要保存风险通过切割、抛光、清洗或标签缺失导致的上下文丢失
特征 典型表现 重要性
行为起源 该物体起初是动物产生的粪便，而非其骨骼或壳体的一部分。 它可以提供关于摄食、消化和生态关系的直接证据。
内部包含物 食物残留物可能是碎片状、圆润、化学蚀刻、抛光或选择性溶解的。 包含物的状态可以揭示消化过程，并区分粪化石与普通砾岩。
外部形态 形状从简单颗粒和分节圆柱体到复杂螺旋体不等。 形态可能反映肠道解剖结构、质地、运动或沉积，但很少能单独识别一种物种。
早期矿化 磷酸盐或碳酸盐可以在物质崩解或破坏前将其胶结。 快速稳定有助于保存脆弱的食物碎片和表面细节。
后期成岩作用 二氧化硅、铁矿物、方解石、黄铁矿或粘土可能替代或覆盖原始保存物。 抛光的外观可能记录了多个地质事件，而不仅仅是原始成分。
环境背景 粪化石出现在海洋地层、湖泊沉积物、河流沉积物、洞穴、泛滥平原、骨床和含化石土壤中。 相关化石和沉积结构对于解释可能的生产者及环境至关重要。
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身份、术语及消化产物化石家族

粪化石是化石化的粪便物质。它属于痕迹化石记录，因为它记录了生物的活动，而不是直接保存生物体本身。然而，该化石可能包含属于猎物、食物植物、寄生虫或微生物的体组织。

粪化石属于更广泛的类别，称为消化产物化石，包括与消化相关的化石产物。这些术语的区别取决于物质的位置及其离开消化系统的方式。

肠化石是保存在动物体腔内或紧随其体腔的肠内容物。反刍石记录了从口腔排出的消化物质。古粪便是干燥或部分矿化的粪便残留物，可能保留大量原始有机物，尤其是在洞穴和考古遗址中。

无脊椎动物产生的小颗粒也可能成为化石。这些颗粒可以作为孤立的粪便颗粒、紧密堆积的沉积结构，或称为粪化石物质的集中体出现。它们的科学解释取决于尺度、排列、矿物成分和沉积环境。

粪化石

通过矿物替代、胶结、岩化或这些过程的组合而化石化的粪便物质。

肠粪石

保存在生产者体腔内或紧密相关的肠内容物。

反刍石

通过口腔排出的消化道化石化物质，通常包含未被彻底消化的食物残留物。

古粪便

干燥、部分矿化或以其他方式保存的粪便，含有比大多数岩化粪化石更多的原始有机物。

粪球

无脊椎动物常产生的小排泄颗粒。大量集中可强烈影响沉积物质地和化学性质。

粪石

化石化消化产物的总称，包括粪化石、肠化石、反刍物和相关物质。

生产者通常是推断而非直接观察得出。形状、大小、内含物、相关化石、牙齿痕迹、沉积环境和消化改变可缩小范围，但物种级别鉴定罕见。
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从排泄到化石

新鲜粪便机械强度低，易被微生物、食腐动物、昆虫、水和化学腐蚀侵蚀。因此化石化需要异常有利的时机：在保存环境中沉积，扰动有限，快速埋藏或矿物胶结，以及后期地质稳定。

Conceptual stages in coprolite fossilization Four connected scenes show fecal material deposited with food remains, rapidly buried by sediment, mineralized by phosphate and silica-bearing water, and later exposed by uplift and erosion. Deposition Food debris remains inside Rapid burial Sediment limits disturbance Mineralization Phosphate, carbonate, or silica Exposure Uplift and erosion reveal the fossil
一般化的化石化序列。原始团块必须在初期腐烂和扰动中存活，埋藏或矿化，在成岩过程中保持完整，最终暴露时不失去地质环境。
  • 沉积 原始团块保持受生产者解剖结构、饮食、水分含量和运动影响的形状。
  • 食物残留物 骨骼、贝壳、鳞片、牙齿、植物组织、种子、花粉或沉积物可能已嵌入其中。
  • 快速稳定 埋藏于泥、灰、沙、洞穴沉积物、湖泊沉积物或静水海洋沉积物中保护团块免受破坏。
  • 微生物改变 腐烂改变化学性质，去除软组织，可能创造有利于磷酸盐或碳酸盐沉淀的条件。
  • 矿物胶结 地下水在颗粒间沉积矿物，可能替代原有有机物。
  • 压实 埋藏压力可在完全成岩前压扁、开裂、变形或碎裂标本。
  • 成岩覆盖 后期的硅质、方解石、氧化铁、黄铁矿或粘土可能填充裂缝，改变颜色或硬度。
  • 风化与发现 一旦暴露，化石可能失去外表面，沿内部薄弱处裂开，或与其层分离。
1

粪便团块被沉积

其形态反映肠道解剖、稠度、饮食、运动，以及沉积发生在陆地、水下还是沉积物中。

2

食腐和腐烂受限

快速埋藏、低氧、化学毒性、干燥、寒冷或快速矿物沉淀可以减缓破坏。

3

早期胶结物结合结构

磷酸盐、碳酸盐、铁矿物或粘土稳定原始物质及其内含的碎片。

4

埋藏将沉积物转变为岩石

压实、富含矿物质的水、温度、压力和时间都会改变粪化石及其宿主层。

5

后期矿物进入孔隙和裂缝。

二氧化硅可形成玉髓带，方解石可填充空洞，铁矿物可产生红色、棕色或黑色区域。

6

地壳抬升和侵蚀暴露化石。

宿主岩石风化分解，释放出耐久标本至露头、矿渣、河流砾石、土壤和风化表面。

海洋磷酸盐层。

富含磷酸盐的水体和沉积物可保存鱼类、爬行动物及其他脊椎动物的粪化石，内部密集且颜色较暗。

湖泊和河流沉积。

细粒沉积、快速埋藏和反复的水生生产力可保存与鱼类、植物、昆虫和贝壳共存的粪化石。

泛滥平原和土壤。

陆生粪化石可能形成于泛滥平原沉积、废弃河道、火山灰层、筑巢区和季节性干燥表面。

洞穴和避难所。

干燥保护的内部可保存含有有机组织、花粉、寄生虫卵、毛发及其他脆弱遗骸的古粪便。

仅埋藏不足以保存。许多粪便沉积物会完全消失。粪化石是受化学、沉积、微生物活动、食腐、运输和偶然因素强烈筛选的记录。
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形状、表面及产者寻找。

粪化石形态可保存消化解剖和沉积信息，但形态必须结合内部证据和环境进行解释。无关动物、沉积结核、穴道填充物和埋藏后变形均可产生相似形态。

形态学。 典型外观。 可能的生物学意义。 主要注意事项。
螺旋形或卷轴形。 螺旋状、卷曲状、有槽或内部缠绕形态。 常与具有瓣膜或螺旋瓣肠道的动物相关，包括许多鱼类。 不能单独识别鲨鱼，螺旋沉积结构可能模仿此形态。
圆柱形或香肠状。 细长块体，横截面为圆形、椭圆形或扁平形。 与许多脊椎动物和一些大型无脊椎动物相符。 形状过于广泛，无法进行狭义分类。
分节状。 反复收缩、连接段或横向带状。 可能反映节律性肌肉收缩、间歇性挤出或稠度变化。 压实裂缝和结核生长可能造成假分节。
颗粒。 小型圆形、椭圆形、纺锤形或细长颗粒。 无脊椎动物和小型脊椎动物中常见；可能大量集中出现。 颗粒状物难以与卵状体、内碎屑、矿物颗粒和穴道填充物区分。
锥形或尖状。 一端或两端明显变窄。 可能反映挤出物的最终阶段或远端肠道的形状。 断裂和磨损可能产生明显锥形的末端。
扁平或带状。 宽大、压缩、折叠或片状的块体。 可能反映自然柔软的材料、表面沉积物或扁平的肠道产物。 埋藏压实可显著改变原本圆形的形态。
不规则或无定形 无稳定轮廓的块状团块。 可发生于富纤维植物饮食、多水物质或埋藏前扰动。 结核和混合沉积物尤其难以排除。
聚集颗粒 一层或一团内包含众多小颗粒。 可能代表无脊椎动物摄食、重复沉积或粪便沉积物的再加工。 颗粒可能在形成后被运输和集中。

尺寸

尺寸可以排除非常小或非常大的生产者，但体型与粪便大小之间没有统一比例。

表面痕迹

沟槽、褶皱、拖痕、裂缝、压痕和附着沉积物可能记录挤出、运输、干燥或埋藏过程。

内部结构

螺旋、层状、排列包裹物、空隙和重复的内部带比风化的外表更具信息量。

食物内容

富骨、富鳞、富壳、富植物或几乎无包裹物的内部支持不同的摄食解释。

相关化石

牙齿、骨骼、足迹、巢穴、猎物残骸、鱼类群落和当地动物群帮助确定存在的生产者。

沉积环境

海洋、淡水、洞穴、洪泛平原、海岸线和陆地环境各自缩小了可能的生产者范围。

形状只是调查的开始，而非结束。负责任的解释结合形态学、内部包裹物、矿化作用、沉积学、相关化石和分析证据。
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饮食证据与古代食物网

粪化石可以保存动物摄食的残留物，但消化过程造成选择性记录。坚硬、耐久、矿化或化学稳定的组织比软肉、叶片和液体更易保存。

骨骼和牙齿

棱角碎片、圆形碎片、蚀刻表面、牙组织和显微骨骼可指示脊椎猎物和消化强度。

鱼鳞

硬鳞、骨板、鳍条、椎骨和牙齿碎片在水生捕食者的粪化石中常见。

壳体和外骨骼

软体动物壳、甲壳类表皮、棘皮动物碎片、昆虫部件及其他坚硬无脊椎动物组织可能保持可识别。

植物组织

纤维、表皮、木质碎片、孢子、花粉、种子、植物硅质体和耐久细胞结构可以记录食草行为和栖息地。

寄生虫和微生物

特殊标本可能保存寄生虫卵、囊肿、微生物结构或其他肠道生态的显微证据。

意外摄入

沙子、泥土、炭、灰烬、胃石砂粒、水流携带的颗粒和基质碎片可能随食物或进食时进入。

证据 可能的解释 保存偏差
大量碎骨 食肉、食腐、骨骼粉碎行为或摄食小型猎物。 骨骼比肉更易保存，因此其丰度可能夸大饮食中的骨骼成分。
鱼鳞和鳍部结构 食用鱼类或水生脊椎动物。 鳞片可独立脱落入沉积物，必须嵌入连贯的粪便结构中。
贝壳碎片 贝壳破碎、沉积物取食或摄入有壳猎物。 贝壳可能在消化或成岩过程中溶解，留下模具而非原始材料。
植物纤维和表皮 食草、杂食或偶然摄入植物。 软植物组织迅速腐烂，使耐腐表皮和植物硅质体相对显著。
花粉和孢子 食用植物、季节性植被、栖息地或沉积后附着的物质。 风吹和水流携带的花粉可在标本沉积后污染其表面。
寄生虫卵 生产者感染或食用感染宿主后的排出。 鉴定需要显微结构和仔细排除后期污染。
高度抛光或蚀刻的碎片 机械研磨、酸性消化或在消化道内长时间停留。 埋藏后磨损和化学溶解可模拟消化改变。
可见食物残渣很少 软食、有效消化、细致加工的食物或保存不良。 表面看似空的内部并不证明生产者只吃软食。
粪化石记录的是消化和化石化后存留下来的内容，而非完整菜单。古生态学解释必须考虑咀嚼、肠道化学、组织耐久性、微生物腐败、运输及后期矿物替代。
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矿化、颜色和内部外观

粪化石的矿物组成属于其化石化历史，而非固定物种。由相似动物产生的两个标本，如果一个在海洋沉积物中磷酸化，另一个被后期地下水硅化，外观可能完全不同。

磷酸盐粪化石

磷灰石族矿物通常形成致密的灰色、棕色、黑色或乳白色材料，能够保存细小的骨骼、鳞片和细胞细节。

碳酸盐胶结的粪化石

方解石、白云石或相关碳酸盐矿物可结合颗粒并填充裂缝，产生浅色、棕褐色、棕色或斑驳的标本。

富铁保存

菱铁矿、黄铁矿、铁氧化物和氢氧化物可产生红色、橙色、棕色、黑色、金属光泽或锈迹区域。

硅化和玛瑙化材料

玉髓、微晶石英和碧玉可以替代或填充化石，产生带状、半透明或高度可抛光的内部结构。

富含粘土的保存

细粒沉积物可能保留形态，同时内部柔软、土质、多孔或易风化。

混合世代

单个标本可能包含早期磷酸盐、后期方解石脉、铁锈染色、硅填充裂缝和风化的外壳。

外观 可能的矿物学解释 进一步观察
致密的灰黑色内部 富含磷酸盐的保存、有机质、铁矿物或其组合。 寻找骨骼、鳞片、金属硫化物、磷灰石化学成分及对比风化壳。
棕褐色或奶油色基质 碳酸盐胶结物、磷酸盐、浅色硅质或变质沉积物。 检查晶体结构、酸敏感性、密度和包含的食物残留。
红色、橙色或赭石色区域 氧化铁矿物或铁染色的硅质和碳酸盐。 确定颜色是否沿断裂、外壳、矿物条带或整个标本分布。
半透明条纹横截面 晚期硅化过程中沉积的玉髓或微晶石英。 检查条纹内是否仍可见生物包裹体和原始内部结构。
金属光泽的黄铜色颗粒 黄铁矿或其他在早期腐烂或后期矿化过程中形成的硫化物。 监测氧化情况，区分硫化物与食物残留或现代金属污染。
白色矿脉 方解石、石英、石膏或其他晚期断裂充填矿物。 确定矿脉是否穿过化石，从而判断是否在初始成岩后形成。
“玛瑙化粪化石”不仅仅是漂亮的条纹。一些商业样品是普通的玉髓结节或结核。可靠样品保留生物包裹体、粪便形态、已记录的地质背景或分析支持。
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物理和材料性质

粪化石的性质必须逐个标本测量。原始生物材料可能几乎完全被替代，矿化的食物碎片行为可能与周围基质不同。

属性 典型范围或行为 实际意义
材料类别 矿化的消化痕迹，矿物成分变化多样。 没有通用的公式或矿物种类属性集适用。
常见矿物 磷灰石、方解石、白云石、玉髓、石英、菱铁矿、黄铁矿、铁氧化物、粘土矿物和有机碳。 矿物组成控制硬度、密度、化学敏感性、颜色和保存状况。
硬度 某些富含碳酸盐的材料约为莫氏硬度3，强烈硅化标本为6.5–7。 硬质抛光表面并不意味着每个包裹体或内部缝隙都同样耐用。
比重 通常约为2.2–3.2，孔隙度和矿化程度变化较大。 密度有助于识别，但与结核、磷酸盐结节和普通岩石有重叠。
光泽 抛光后硅化材料呈土质、暗淡、蜡质、亚玻璃质或玻璃质。 高度光亮的表面可能反映石英替代、树脂、蜡、涂层或抛光。
断口 磷酸盐和碳酸盐物质中颗粒状或不均匀；局部硅化时呈贝壳状断口。 新断面可能揭示内部包裹体，但会永久改变标本。
孔隙率 范围从致密紧凑到高度多孔易碎。 孔隙率影响吸水性、染色、固结剂渗透及长期稳定性。
酸反应 适用于含方解石、白云石或富碳酸盐基质的标本。 酸测试具破坏性，可能抹去表面、矿物填充物或生物细节。
磁响应 通常不存在或较弱；含磁铁矿或其他富铁物质时反应较强。 磁性不是定义性特征，不能确定粪化石身份。
荧光 在磷酸盐、方解石、硅质、树脂及某些包裹矿物中表现不一。 紫外线反应可映射修复或矿物区，但不具诊断性。
气味 完全化石化的材料无粪便气味。 任何气味通常来自现代土壤、粘土、油脂、固结剂、粘合剂或污染物。
热行为 取决于矿物成分、裂缝、孔隙率、湿度和处理方式。 加热可导致碳酸盐或硅质开裂，硫化物氧化，并损害固结剂或胶水。

硬度具有局部性

骨骼碎片、磷酸盐基质、方解石脉、玉髓带和风化壳对磨损的反应各异。

抛光随矿化而定

硅化标本可抛光光亮，而多孔的磷酸盐和碳酸盐材料可能被侵蚀或保持哑光。

硫化物可能发生变化

含黄铁矿的标本开采后可能氧化，产生染色、裂纹、酸性残留物和膨胀的风化产物。

基质控制稳定性

坚固的粪化石仍可能从脆弱的页岩、粘土、白垩、泥灰岩或风化砂岩中脱落。

材料性质应描述为范围，而非保证。最耐久的成分并不决定整个标本的行为。
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显微镜、成像与实验室分析

现代研究可以在不立即切割化石的情况下揭示内部证据。成像、岩相分析、元素映射、矿物分析和微体化石研究使形态、包裹体和矿化作用得以综合解释。

证据构建顺序

最有力的解释始于记录和无损成像，随后仅在能回答明确问题时进行精心选择的取样。

  • 现场记录 记录层位、方向、相关化石、沉积结构、坐标、采集者、日期及移除前的照片。
  • 表面显微镜检查 检查沟槽、裂缝、食物碎片、矿物晶体、风化壳、附着沉积物及可能的修复痕迹。
  • X射线摄影或计算机断层扫描 无需切割即可映射包裹体、内部线圈、空隙、密度差异、裂缝和隐藏的分段。
  • 薄片岩相分析 揭示骨骼、鳞片、植物组织、矿物胶结物、微生物结构及内部成分之间的关系。
  • 元素分析 区分磷酸盐、硅、碳酸盐、富铁区、硫化物和现代污染。
  • 矿物鉴定 X射线衍射、拉曼光谱及相关方法识别替代矿物和胶结矿物。
  • 微化石研究 花粉、孢子、植物硅质体、寄生虫卵、微型脊椎动物遗骸和无脊椎动物碎片可细化生态解释。
  • 比较解剖学 形状和内部结构与现代粪便、消化系统、相关动物及其他粪石进行比较。
方法 可揭示内容 限制
手持放大镜和立体显微镜 表面包裹体、矿物晶体、纤维、骨骼、鳞片、裂缝、涂层和制备痕迹。 风化表面可能掩盖内部结构。
紫外线检查 方解石、磷酸盐、硅、胶水、树脂、修复物和某些生物碎片的差异。 荧光变化多端，单独很少能识别化石。
X射线摄影 致密包裹体、内部层理、断裂和隐藏物体。 密度相似的材料可能仍难以分离。
计算机断层扫描 食物碎片、螺旋、空隙、碎屑和内部断裂的三维分布。 非常致密的磷酸盐或富金属区可能降低对比度并产生成像伪影。
薄片岩相学 显微结构、消化损伤、矿物替代、植物组织、骨组织学和胶结物。 需要破坏性采样，仅检查潜在异质物体的薄片。
扫描电子显微镜 细微表面纹理、微化石、晶体形态、元素关系和显微食物残留。 可能需要制备和涂层，小区域可能无法代表完整标本。
X射线荧光 筛查磷、钙、铁、硅、锰及其他元素。 表面风化和混合矿物区使整体解释复杂化。
拉曼或红外光谱 矿物相、含碳物质、色素、树脂和选定的有机化合物。 结果取决于保存状况、污染、荧光和采样位置。
稳定同位素分析 可能提供饮食、环境、矿化或水源信息。 成岩作用可能改变原始同位素值，需要仔细选择矿物和控制条件。
成像应先于不必要的切割。切片后，完整的表面、内部螺旋、断裂模式或原始矿物梯度可能无法重建。
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地质环境、地点和来源

粪化石在全球范围内出现，只要粪便物质进入了保存环境。该地点具有科学意义，因为它确定了年代、相关生物、气候、沉积环境以及可能的生产者范围。

海洋磷酸盐沉积物

沿海和浅海磷酸盐地层中，鱼类、爬行动物及其他脊椎动物的粪化石与牙齿、鳞片、骨骼和磷酸盐结核共存。

湖泊沉积物

细粒湖相地层，包括富含鱼类的序列，如美国西部的绿河盆地，保存有含水生食物残骸的粪化石。

含恐龙的陆地地层

北美、欧洲、亚洲、非洲和南美的泛滥平原、河道、湖泊边缘和土壤沉积物中含有与中生代脊椎动物相关的粪化石。

英国磷酸盐沉积物

英格兰东部和南部部分地区富含化石的沉积物在早期粪化石研究和19世纪磷酸盐开采中具有历史重要性。

洞穴和考古遗址

干燥洞穴、岩石庇护所、垃圾堆、厕所和受保护的沉积物可以保存人类及其他动物的古粪，具有极其丰富的有机细节。

矿渣和河流砾石

风化释放出耐磷酸盐和硅化的碎片进入次生沉积物中，这些碎片可能变圆并与原始地层分离。

标签用语 它所传达的信息 尚不确定的内容
粪化石 断言为化石化的粪便起源。 产出者、年龄、矿化、产地、饮食和分析依据可能未明确。
可能的粪化石 形态和背景支持粪便起源，但证据不完整。 可能仍需研究内部包裹物、化学成分，并排除伪粪化石。
螺旋粪化石 描述了与瓣状肠道一致的盘绕或有沟槽的形态。 仅凭螺旋形状无法确定确切的产出者。
磷酸盐粪化石 磷酸盐是主要的保存或替代材料。 完整的矿物组成和生物来源仍是两个独立的问题。
硅化或玛瑙化粪化石 声称有硅质替代或填充。 应记录生物结构、来源、处理方法，并排除普通结核的可能性。
古粪便 描述了脱水或部分矿化的粪便材料，保留有有机物质。 年龄、产出者、污染和保存方法需要上下文研究。
肠粪石 保存的肠内容物留在体腔内或与体腔紧密相关。 没有排出证据时，不应重新标记为沉积的粪化石。
地层或地点归属 声称具有特定的地质和年代背景。 原始标签、采集记录、地层位置和合法回收历史支持归属。
保持化石与地点之间的关系。 地层、层位、地平线、坐标、相关化石、采集者、日期、照片和现场笔记通常比抛光或视觉完整性更具科学价值。
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名称、历史研究与科学重要性

化石粪便帮助十九世纪博物学家认识到化石不仅能保存解剖结构，还能保存行为。其研究连接了消化证据、灭绝动物、沉积地质学、农业、显微镜学和现代古生态学。

 

异常石块出现在骨骼和海洋爬行动物旁

收藏家和博物学家发现含有鳞片、骨骼和贝壳的圆形、螺旋形和不规则团块，但最初未达成共识其起源。

 

威廉·巴克兰正式提出解释

巴克兰从希腊语“粪”和“石”引入该名称，基于化石证据和英国化石区收藏家的观察。

 

玛丽·安宁及其他收藏家提供关键标本

含有鱼鳞、骨骼及其他残骸的化石团块帮助确立其消化起源，并将其与海洋爬行动物和鱼类联系起来。

 

“化石粪便”开采供应磷肥

东英格兰部分地区开采磷酸盐结核和化石。商业术语被广泛使用，许多开采物实际上是磷酸盐结核，而非真正的化石粪便。

 

显微镜将包裹物转化为生态证据

薄片和比较解剖学使骨骼、贝壳、鳞片、植物残留物和消化损伤得以更系统地解释。

 

成像与地球化学揭示隐藏结构

计算机断层扫描、电子显微镜、光谱学、同位素分析、微化石研究和生物分子方法现已更精确地研究内部内容。

化石粪便使古生物学从仅仅询问灭绝动物的外貌，转向探究它们的食物、消化方式、觅食地点及其在生态系统中的角色。

捕食证据

富含骨骼的标本可以记录孤立骨骼和牙齿无法单独确定的捕食关系。

植被历史

植物表皮、花粉、孢子、种子和植物硅质体可以揭示所食用的植被和当地栖息地。

寄生虫历史

保存的虫卵和囊肿可以将宿主-寄生虫关系的记录延伸到遥远的过去。

消化解剖学

螺旋结构、碎裂、蚀刻和内部组织可以提供有关肠道形态和消化过程的证据。

养分循环

粪便物质将磷、碳、氮和生物碎片通过古代环境输送到沉积物中。

人类与动物历史

考古环境中的古粪便可以保存饮食、寄生虫、季节活动、迁徙线索和环境变化的信息。

历史商业术语可能比科学术语更宽泛。旧采矿、肥料或收藏记录中称为“粪化石”的物体可能是磷酸盐结核或其他富含化石的材料。
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鉴定与常见伪粪化石。

物体不应仅因类似现代粪便而被认定为粪化石。强有力的鉴定需结合适当形态、内部食物碎片、粪便结构、消化改变、矿化和地质背景。

无损检查顺序。

首先保护环境并检查所有现存表面，然后再考虑切割、酸蚀、磨损或取样。

  • 记录来源。 记录形成环境、层位、坐标、相关化石、采集者、日期及物体是原位还是散落。
  • 研究轮廓。 观察锥形、分节、盘绕、折叠、沟槽、扁平和一致的横截面形态。
  • 检查风化和破碎区域。 寻找骨骼、鳞片、贝壳、植物组织、内部螺旋、矿物填充空隙和对比碎片。
  • 比较宿主沉积物。 确定物体成分是否与周围岩石不同，或仅是胶结的沉积结核。
  • 检查包裹体。 食物碎片应嵌入连贯的内部结构中，而非随机附着于外部。
  • 评估消化改变。 圆润、抛光、蚀刻、破碎或选择性溶解的残骸可能支持通过消化道的过程。
  • 使用成像技术。 放射成像或计算机断层扫描可在不破坏外部的情况下揭示内部结构。
  • 寻求专家对比。 古生物学家在确定生产者前会综合形态学、沉积学、矿物学、解剖学和相关动物群。
相似物。 为何它可能类似粪化石。 有用的区分方法。
结核。 圆形、细长、分节或不规则的块体，带有对比明显的矿物外壳。 同心胶结生长、放射状晶体、沉积层理和缺乏食物包裹体支持结核的形成。
磷酸盐结核。 化石丰富的磷酸盐沉积中出现的致密暗色物体。 可能包含随机化石，但缺乏粪便形状、消化改变和连贯的内部结构。
穴道填充物。 圆柱形、分节、盘绕或富含颗粒的沉积结构。 壁衬、分枝、与更大穴道网络的连接以及与宿主层相匹配的沉积物支持穴道的存在。
根铸体或根石。 细长的矿化结构，表面锥形且质地不规则。 分枝的中央根道、细胞植物结构和土壤关联支持根的起源。
粘土卷或撕裂碎屑。 运输过程中形成的细长或折叠的沉积碎片。 内部沉积层理和缺乏生物包裹体将其与粪化石区分开来。
卵石或颗粒粒石。 包含许多类似粪便颗粒的小圆形物体。 球粒显示同心矿物涂层，而粪便颗粒内部通常均质或具有生物结构。
反刍石 含有食物碎片的排出消化物。 较大、消化较少或嵌入不均匀的残留物可能支持反刍而非粪便排出。
肠粪石 具有相似夹杂物和化学成分的消化物质。 其在体腔或肠道内的位置区别于沉积粪便。
现代或亚化石粪便 保留可识别的粪便形态及植物或骨骼夹杂物。 有机质地、低矿化、气味、柔软、近期环境和放射性碳年代可能表明较年轻的起源。
雕刻或模制仿制品 设计成复制螺旋或分段形态。 工具痕迹、重复几何形状、树脂、人造颜料、现代填充物和缺乏自然内部结构表明为制造品。
没有单一家庭测试能确认粪化石。磁性、密度、酸反应、颜色和外观相似性仅为辅助观察。
切勿仅为寻找夹杂物而破坏重要标本。现有裂缝、CT成像、X射线和专业制备能保存更多证据。
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评估、科学价值与状况

粪化石没有统一的分级系统。完整的螺旋标本、富含骨骼的碎片、薄片、抛光硅化物、考古古粪样本和原位堆积物因不同原因均有价值。

形态完整性

完整端部、分段、螺旋、表面沟槽、褶皱和未扰动的外部纹理保存行为证据。

饮食内容

可识别的骨骼、鳞片、贝壳、牙齿、植物组织、花粉、种子或寄生虫残留物能大幅提升研究重要性。

地质环境

具有精确地层和相关动物群的普通标本，可能比无出处的视觉显眼标本更具信息价值。

内部保存

成像可以显示螺旋、排列碎片、空隙、矿物梯度以及多次进食或沉积事件。

状况

检查活动裂纹、粉化、黄铁矿氧化、盐类生长、不稳定基质、修复、涂层、脱落碎片和旧胶水。

文档记录

标签、地图、现场照片、采集者历史、分析、切片编号和采样记录保持解释链。

物体类型 优先考虑的特征 检查点
完整的外部标本 原始轮廓、端部、分段、螺旋、表面纹理、附着沉积物和方向。 重建、修复、人造涂层、近期雕刻、磨损和缺失产地。
天然断裂碎片 内部结构、食物残留物、消化改变、矿化和匹配的断裂面。 现代破损、松散夹杂物、胶水、混合碎片和污染。
切割或抛光部分 清晰的内部结构、保存的内含物、良好的记录和保留的外部参考表面。 过度抛光、失去的外壳、树脂饱和、染料、方向错误和缺失的剩余标本。
螺旋粪化石 连续线圈、内部缠绕、完整端部和与瓣状肠相符的证据。 穴道铸模、沉积卷、雕刻螺旋和无支撑的鲨鱼归属。
硅化装饰品 天然层理、生物内含物、产地、抛光质量和无重大裂缝。 普通玛瑙结核、树脂、染料、复合结构、背衬和无支撑的化石身份。
基质中的粪化石 地层关系、方向、相关化石、沉积结构和稳定支撑。 重新附着的标本、人造基质、弱页岩、盐分、胶水和分离的标签。
古粪便样本 受控回收、干燥保存、包装、有机物含量、污染记录和研究历史。 现代生物污染、湿度、害虫、操作损失和混合考古环境。
视觉完美不等同于科学重要性。一个风化的碎片，包含可识别的猎物残骸和准确的现场数据，可能比一个完整但无记录的标本回答更多问题。
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制备、加固、抛光与仿制品

制备可以揭示证据或破坏证据。清洁、切割、加固、修复、涂层和抛光应与标本状况和研究潜力相称，且每次干预都应记录。

干预或替代 目的 可能的观察 护理或披露影响
干机械清洁 去除松散沉积物，同时保护矿物表面。 刷痕、暴露的内含物、沟槽中残留的基质和新显露的裂缝。 使用低压，且在化石与基质边界不明确时停止操作。
加固 稳定易碎的磷酸盐、富含粘土的基质、裂缝或脆弱的食物碎片。 树脂光泽、孔隙变暗、荧光、填充的晶界或改变的表面纹理。 在有记录且谨慎使用时，可采用可逆的保护级丙烯酸材料。
粘合修复 重新连接断裂部分或将标本固定在基质上。 接合线、移位的形态、多余的胶水、紫外线荧光或不匹配的沉积物。 避免热量、溶剂、长时间浸泡、振动和修复部位的压力。
切割和截取 暴露食物残留物、内部线圈、矿物分带和显微结构。 锯面、缺失的外部、锯缝损失、抛光残留物和定位标记。 尽可能保留照片、切割剩余物、标签和至少一个参考表面。
抛光 阐明耐久硅化材料中的内含物和层理。 明亮的玻璃面，圆润的边缘，凹陷的内含物，填充的孔洞，或孔隙中的抛光剂。 描述物品为抛光切片，并保护剩余自然表面。
蜡或油 加深颜色、抑制干燥或改善展示效果。 光泽不均、孔隙残留物、指纹吸附和清洁后颜色变化。 涂层可能遮盖细微纹理，应保持记录。
树脂加固 增强多孔装饰材料强度，支持切片或珠宝使用。 孔隙内光泽、气泡、封闭裂缝、荧光和塑料状断裂特征。 避免高温、溶剂、蒸汽、超声波清洗和长时间浸泡。
染料或颜料 强化条纹或创造更均匀的装饰色彩。 颜色集中于裂缝、孔隙、外皮、钻孔或抛光表面。 颜色增强应予以说明，并防止溶剂和长时间浸泡。
复合或铸造仿制品 复制分节或螺旋状化石形态，用于装饰或教学。 模具接缝、重复纹理、树脂气泡、人造包裹体、现代填充物或均匀颜料。 标注为复制品而非化石。

保护外表面

沟槽、外皮、附着沉积物、裂缝和表面包裹体可能因过度清洁或抛光而丢失。

切割前拍摄影像

CT或X光可确定最具信息量的切割平面，并判断是否需要切片。

保留每一碎片

锯痕、碎屑、松散包裹体、基质和切下的边角料可能包含展示切片中缺失的证据。

记录每次干预

粘合剂、加固剂、溶剂、抛光、涂层、切片方向和取样应作为标本记录的一部分。

经过处理的粪化石仍是真品，但处理会改变可用的证据。“自然标本”、“加固碎片”、“切片”、“抛光硅化粪化石”和“复合复制品”描述的是实质不同的物品。
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研究、教育、宝石加工与展示

粪化石可作为研究标本、博物馆藏品、教学工具、抛光地质切片，有时也用作装饰石。其用途应依据材料的保存状况、稀有性、文献记录和结构稳定性确定。

古生态学研究

食物残留、形状、沉积物、相关化石和地球化学有助于重建营养关系和栖息地。

成像与数字研究

CT体积扫描、摄影测量、显微镜拼接图和三维模型使内部结构得以共享，无需反复操作。

比较教学

自然外观、切面、薄片、伪粪化石和现代类比共同构成了基于证据鉴定的有力课程。

考古研究

古粪便可以为饮食、寄生虫、景观利用、季节性行为、迁徙和环境变化的研究提供帮助。

自然历史展示

稳定支撑、清晰标签、放大包裹体图像和相关背景化石使标本易于理解，同时不简化其产地。

抛光和装饰材料

耐用的硅化样本在化石身份和制备准确记录的情况下，可切割成药片、凸面宝石、吊坠或展示切片。

用途 推荐方法 主要限制
研究标本 保存外部、现场数据、基质、内部成像、采样历史和代表性材料。 破坏性分析、污染、缺失背景和未记录的制备过程。
博物馆展示 使用稳定惰性支撑、简明解释、放大包裹体图像和相关生态材料。 过度简化的产地声明、振动、热灯、弱基质和操作损伤。
教学套装 将真品与结核、穴道填充物、磷酸盐结核、现代类比和成像结果进行比较。 无标签复制品和过于自信的视觉鉴定可能加剧错误。
抛光切片 保留来源，记录切割方向，保存至少一个自然表面或相关碎片。 外部形态丧失、锯痕、树脂、下切包裹体和结核身份混淆。
珠宝 使用坚固的硅化材料、稳固的背衬、受保护的边缘和处理披露。 裂缝、多孔包裹体、树脂、钻孔弱点、磨损和水分进入缝隙。
摄影 使用低角度光展示表面形态，交叉偏振光显示矿物对比，背光用于透光硅质材料。 过度饱和和对比度会误导细微包裹体和矿物带的表现。
数字档案 连接照片、扫描、测量、现场笔记、标签、分析和标本编号。 缺乏比例、方向、元数据或与实物标本关联的图像会失去研究价值。
展示证据，而不仅仅是其非凡的起源。形状、食物残留、矿化、栖息地、年代和不确定性比单纯的新奇性提供更完整的理解。
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护理、存储、清洁和材料安全

粪化石的护理取决于矿化程度和状况。致密的硅化材料相对耐用，而多孔磷酸盐、碳酸盐胶结化石、含黄铁矿的样本、古粪和弱基质中的标本需要受控处理。

常规表面清洁

在适当情况下，使用软干刷、吹气球、木制挑棒或受控低吸力保护真空吸尘器。

水分暴露

避免浸泡。多孔的磷酸盐、粘土、盐类、黄铁矿、胶水、染料和固化剂可能对湿气反应不良。

酸和除垢剂

不要在化石或基质上使用醋、矿物酸、浴室清洁剂或碳酸盐去除剂。

含黄铁矿的材料

存放时保持干燥，并检查是否有粉末、硫磺气味、橙色染色、开裂或扩展的浅色变质产物。

抛光材料

仅在标本已知耐用时，用软湿布轻轻擦拭，然后彻底干燥。

古粪便

保持在稳定干燥的档案容器中，尽量减少操作，防止害虫，保护松散有机碎片。

风险 可能影响 预防措施
剧烈冲击 形态破损、食物碎片脱落、裂缝张开及与基质分离。 在软垫表面操作，支撑最宽稳定区域。
磨蚀刷洗 表面沟槽丢失、风化壳、脆弱矿物壳层及裸露包裹体。 使用软工具和低压力，频繁检查。
长时间浸泡 盐分迁移、粘土膨胀、黄铁矿变质、胶水失效、染色及固化剂变化。 优先采用干法和短时间局部清洁，且仅在材料兼容时使用。
酸性清洗 碳酸盐溶解、磷酸盐损伤、包裹体丢失及永久表面改变。 避免对完成或重要标本进行酸性测试和化学基质去除。
高湿度 黄铁矿氧化、盐类生长、有机物霉变、相关矿物腐蚀及粘合剂劣化。 使用稳定的干燥储存、惰性容器并定期检查状态。
快速温度变化 冷凝、水裂纹扩展、树脂应力、基质分离和涂层失效。 保持温度稳定，允许封闭标本逐渐适应环境。
干切割或研磨 可吸入的二氧化硅、磷酸盐、碳酸盐、铁矿物、树脂和抛光粉尘。 使用受控湿法或有效的局部抽取，并配备适当的眼部和呼吸防护。
食物或水接触 抛光残留物、固化剂、粘合剂、微量金属、矿物粉尘及现代污染物可能转移。 请将标本和珠宝远离饮用水、食物、化妆品及可食用制剂。
稳定完整的标本适合普通操作。接触松散基质、宝石加工残留物、旧涂层、黄铁矿变质、新切面或不明固化剂后请洗手。
请勿吸入化石或宿主岩石的粉尘。制备过程中可能释放结晶二氧化硅、磷酸盐、碳酸盐、硫化物、氧化铁、粘土、树脂、抛光剂和伴生矿物。
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当代反映意义

粪化石提供了一种不寻常但精确的反映语言。它们保存了被忽视的证据，将废弃物转化为信息，并展示了微小痕迹如何揭示其他方式看不见的系统。

被忽视的证据

看似微小的痕迹可能包含最明显或最令人印象深刻的物体中没有的信息。

环境创造意义

标本通过其与地层、环境、相关化石及记录历史的关系变得可解读。

加工后剩余的部分

粪化石中持久的碎片象征经历中经过时间、选择和变化后仍然存在的部分。

转变而非抹除

矿物替代可以改变物质同时保存结构，提供通过变化保持连续性的模型。

循环与回归

废物变成沉积物、矿物、证据，最终成为生态系统知识的来源。

解释中的谦逊

即使是直接的证据也需要比较、背景和不确定性，才能成为可靠结论。

观察特征 反思主题 实际问题
废物中保存的食物碎片 被忽视内容中的信息 哪个被忽视的细节可能包含最清晰的发生证据？
形状暗示但不证明制作者 推断与克制 哪个结论看似显而易见但仍需独立证据支持？
矿物替代保存结构 通过转变保持连续性 原始目的的哪个部分应在形态变化中保持可识别？
食物残留的消化改变 经历改变证据 过程本身如何改变了现在可观察的内容？
来源增加科学价值 背景与责任 哪个记录、日期、来源或关系需要保持附着于结果？
压实改变原始形状 压力与变形 哪个现存形态反映了后期压力而非原始状态？
揭示食物网的小痕迹 细节中的系统 哪个局部观察可能指向更大的模式？
一个化石中的多个矿物世代 分层历史 哪个当前情境包含多个不同时间段，不应视为单一事件？
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反思实践

这些练习利用粪化石形态、包含物、背景和化石化作为结构化观察和实际行动的提示。

被忽视证据审查

  1. 选择一个主要通过其最显著特征被评判的情境。
  2. 列出围绕其的小痕迹、副作用、遗漏和重复细节。
  3. 标记若无特定过程则不可能存在的细节。
  4. 确定一种独立的方法来检验该解释。
  5. 仅在收集到第二条证据后更新结论。

背景记录

  1. 选择一个其历史重要的物品、决策或项目。
  2. 记录起始地点、贡献者、变更时间以及指导变更的证据。
  3. 将经过验证的事实与记忆和后来的解释区分开。
  4. 补充缺失的日期、来源、照片、致谢或文件。
  5. 将记录存储在其仍附着于结果的位置。

幸存碎片地图

  1. 指出一个已经被时间大量加工的经历。
  2. 列出仍然清晰可见的部分。
  3. 识别哪些部分可能是持久的，因为它们被重复、加固或保护。
  4. 识别可能因软质、短暂或记录不全而缺失的内容。
  5. 基于现存证据和已知空白选择一项行动。

矿物替代计划

  1. 选择一个必须改变但不失其目的的结构。
  2. 用一句话写出原始功能。
  3. 列出可替换的材料、程序或角色。
  4. 列出必须保持可识别的关系或模式。
  5. 做一次替换并审视目的是否仍然成立。

形状与结构核查

  1. 写出某人、某物或某情境产生的直接印象。
  2. 列出支持或反驳该印象的更深层结构证据。
  3. 识别可能扭曲可见形态的后期压力。
  4. 去除一个仅基于相似性的假设。
  5. 选择下一个考察内部结构而非表面形状的问题。

食物网视角

  1. 选择一个看似孤立的结果。
  2. 绘制其来源、消费对象、改变因素及现影响。
  3. 标记最不明显但影响最大的关系。
  4. 识别一个超出直接对象的后果。
  5. 采取一项改善整体系统而非仅最终结果的行动。
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继续深入专业粪化石指南

粪化石可通过矿化、化石化、形态学、饮食证据、分析方法、产地、科学历史、文化解读、叙事及扎实的反思实践进行探索。

科学与结构 粪化石：物理与光学特征 矿物成分多样性、硬度、密度、光泽、内部包含物、显微镜观察、成像与鉴定。 化石化与地质学 粪化石：形成、地质与种类 埋藏、磷酸盐化、碳酸盐胶结、硅化、螺旋形态、颗粒、古粪便和溴化物。 评估与来源 粪化石：评估与产地 形态学、包含物、矿化、状态、伪粪化石、标签、地层学、制备及主要地质环境。 历史与科学 粪化石：历史与文化意义 早期化石研究、威廉·巴克兰、玛丽·安宁、磷矿开采、古生态学、考古学及现代分析研究。 神话与解读 粪化石：传说与神话 对有文献记载的化石历史、区域故事、现代象征、幽默和无根据主张的细致区分。 长篇故事 旅者的螺旋：粪化石传说 一个由螺旋化石、被遗忘的小径、保存的证据、变迁的河流和学会解读遗迹的社区塑造的民间故事式叙述。 反思实践 粪化石：神话与魔法用途 基于象征的方法，关注背景、周期、转变、被忽视的证据、连续性和实际执行。 专注实践 河根更新：粪化石实践 一个结构化的反思，用于释放一个耗尽的模式，保存一个有用的教训，恢复一个实用资源，并开始一个扎实的行动。
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常见问题解答

什么是粪化石？

粪化石是化石化的粪便材料。它被归类为痕迹化石，因为它记录了动物的行为和消化活动，而不是保存动物身体的一部分。

粪化石有气味吗？

完全化石化的粪化石不会保留粪便气味。任何气味通常来自现代土壤、粘土、水分、油、粘合剂、固化剂或污染物。

科学家能识别是哪种动物产生的吗？

有时可以根据大小、形状、内部结构、食物残留物、相关化石和消化改变提出一个大类群。除非标本有极强的上下文证据，否则物种级别的鉴定较为罕见。

螺旋形粪化石总是来自鲨鱼吗？

不是。螺旋形状与拥有瓣膜或螺旋瓣膜肠道的动物相关，包括鲨鱼、鳐鱼和其他几类鱼类。形态本身不能确定唯一的生产者。

粪化石与古粪便和肠内容物化石有何不同？

粪化石是化石化的沉积粪便。古粪便是干燥或部分矿化的粪便材料，可能保留原始有机物。肠内容物化石是保存在体腔内或紧密相关的肠道内容物。

如何确认疑似粪化石？

鉴定结合形态学、内部食物残留物、粪便结构、矿化、消化改变、沉积环境、成像、显微镜检查以及与伪粪化石的比较。

粪化石可以抛光或作为珠宝佩戴吗？

耐用的硅化材料可以抛光，偶尔用作凸面宝石、平板或吊坠。化石身份、处理、产地、裂缝和制备历史应保持记录。

粪化石应如何清洁和储存？

在存在黄铁矿或盐类时，应使用温和的干洗、稳定的衬垫支撑、低湿度和惰性储存材料。避免使用酸、长时间浸泡、剧烈擦洗、蒸汽和快速温度变化。

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最终反思

粪化石保存了一类通常会消失的证据。一个短暂的生物事件通过埋藏、矿化、压力、水和时间变成了持久的物体。

它们的价值在于关系。形状与消化解剖结构相连；包含物连接捕食者与猎物或食草动物与植被；矿化连接生物学与地下水；产地则将标本与特定地层、环境和地球历史时期联系起来。

粪化石因此不仅仅是化石化的排泄物。它是关于进食、消化、保存、生态交换以及解读微小痕迹所需科学方法的紧凑记录，而不要求它证明超出其能力范围的内容。

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