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中国地质博物馆收藏地质标本20余万件，涵盖地学各个领域。其中，有巨型山东龙、中华龙鸟等恐龙系列化石，北京人、元谋人、山顶洞人等古人类化石，还有大量集科学价值与观赏价值于一身的鱼类、鸟类、昆虫等珍贵史前生物化石。
首先，我们要明白什么是古生物化石？什么是古人类化石？
古生物化石，指人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹，包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。
古人类化石，指古人类留存的化石，在我国广东英德及北京的周口店等古遗址中，都有发现，包括：下颌骨、锁骨、肱骨、桡骨、脊椎骨、股骨、腓骨、跟骨、趾骨。
那么，在中国地质博物馆，哪些古生物化石堪称镇馆之宝？
1、圣贤孔子鸟
圣贤孔子鸟属蜥鸟亚纲，是世界最早最原始的鸟类之一。
圣贤孔子鸟主要特征：头骨各骨块不愈合，尚具有其爬行类祖先遗留下来的眶后骨，牙齿退化，出现了最早的角质喙。前肢仍有三个发育的指爪，胸骨无龙骨突，肱骨有一大气囊孔等等。
2、中国鬣（liè）狗
中国鬣（liè）狗是产于陕西省西安市蓝田县的更新世早期——更新世中期的化石。
中国鬣（liè）狗3、元谋人牙齿化石
元谋人因发现地点在云南元谋县上那蚌村西北小山岗上，定名为“元谋直立人”，简称“元谋人”或“元谋猿人”。
元谋人牙齿化石元谋人牙齿化石是年“五一”节在云南元谋县上那蚌村发现的，元谋县被誉为“元谋人的故乡”。
年根据古地磁学方法测定，生活年代距今约万年。元谋人是迄今为止在中国、乃至亚洲大陆上已发现的最古老人类化石。
4、热河螈（yuán）
热河螈（yuán）是两栖动物蝾（róng）螈（yuán）类中的一个原始类群，与大鲵（ní）类，也就是俗称的娃娃鱼，有着直接的亲缘关系。
热河螈（yuán）与其他两栖动物相似，热河螈（yuán）还必须靠皮肤来吸收水分，因此需要潮湿的环境，大部分栖息在淡水和沼泽地区。
5、恐龙蛋
恐龙蛋是非常珍贵的古生物化石，最早于年在法国南部普罗旺斯的白垩纪地层中发现的。恐龙蛋化石可以为研究恐龙进化、生活、迁移提供重要证据。
恐龙蛋由于蛋化石与恐龙化石大多不保存在一起，很难知道这些蛋是哪类恐龙下的，所以一般仅按其形态或蛋壳结构等特征命名为圆形蛋、卵圆形、椭圆形、长椭圆形和橄榄形等多种形状。
6、凌源潜龙
凌源潜龙化石发现于辽宁省凌源市，为热河生物群中之一种。
凌源潜龙是长颈双弓类水生爬行动物中的一种，生活在距今1.25亿前的晚侏罗纪——早白垩纪。
凌源潜龙化石根据生物形态，古生物学家指出：凌源潜龙的长颈，反映该动物适应湖泊环境，以食鱼虾等动物为生。
同时，凌源潜龙也是中国发现的第一个来自中生代湖泊沉积中的长颈水生爬行动物。
7、抚仙湖虫
抚仙湖虫是澄江生物群中特有的化石，是寒武纪早期海洋生物。
湖虫属于真节肢动物中比较原始的类型，成虫体长10厘米，有31个体节，外骨骼分为头、胸、腹三部分，它的背、腹分节数目不一致，与泥盆纪直虾类化石类似，而直虾是现代昆虫的祖先，这间接表明了抚仙湖虫是昆虫的远祖。
抚仙湖虫距今5.4亿年前，地球上突然出现了众多的动物类群，这一时期有生物界“造门时代”之称，因为生物界中“门”一级的分类单元在这时大多已出现，我们称之为“寒武纪生命大爆发”。
在中国，这一事件的主要表现是澄江动物群的出现。澄江动物群的发现被国际上评论为“20世纪最惊人的科学发现之一”。
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