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分子化石（molecular fossil）是指地质体中那些来自生物有机体的分子，它们在有机质演化过程中具有一定的稳定性，虽受成岩、成土等地质作用的影响，没有或较少发生变化，基本保存了原始生物生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的相关信息，具有一定的生物学意义，这些有机分子叫分子化石。它们也叫化学化石(chemical fossil)，生物标志化合物(biomarker)等。