在世界各地，科學家從自寒武紀到三疊紀的各種海相地層中發現了大量的微小化石，它們的形狀很象各種各樣的牙齒，可是由于無法與已知的任何動物的牙齒聯系起來，以至于科學家至今無法判斷出這類動物的分類學歸屬。科學家只好把它們歸在一起命名為“牙形石”，并認為它們是一類已經絕滅了的海生動物的某種器官。 牙形石的形態變化多樣，大致有單錐狀、齒棒狀、齒片狀和平臺狀等等。科學家就相應地把它們分為3大類：單錐型、復合型（包括齒棒狀的牙形石和齒片狀的牙形石）和平臺型。 牙形石的化學成分主要是磷酸鈣，一般不溶于弱酸。從地層中發掘出來的牙形石往往呈琥珀褐色，但是隨著溫度的升高其顏色由琥珀褐色變為黑色到淺灰色，透明或不透明，變質后質地也變得很脆。 牙形石在與頭足類化石和魚類化石碎片共存的地層中含量豐富，在含有小腕足類、雙殼類、腹足類、三葉蟲、海百合莖以及筆石的巖層中也有一定的含量，但是在含有層孔蟲、礁狀珊瑚、大腕足類和介形類的灰巖里則含量較少。
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