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研究沉積巖和沉積礦產的成因及分布：許多沉積巖，如某些石灰?guī)r、硅藻土，主要由化石組成，特別是能源礦產（石油、油頁巖、煤）主要由動植物遺體轉化形成。目前應用古生物學于找礦的主要有以下方面：①根據成礦化石的時代分布、生態(tài)特點等，研究礦產的分布規(guī)律；②廣泛使用微體和超微化石，精確地劃分對比含礦層位，指導鉆探等；③從古生物化學角度，研究古生物通過吸附、絡合、化合等方式富集稀有金屬元素的規(guī)律；研究古細菌在礦產形成中的作用等。
在地球物理、地球化學、構造地質學方面的應用：地球自轉速度的變化，引起生物生活條件的變化，反映為生物形態(tài)和結構的變化。古生物鐘即利用生物生長周期的特征計算地史時期地球自轉速度的變化。例如現代珊瑚體上一年生長期內約有360圈生長細紋,每紋代表一日。在泥盆紀的珊瑚化石上，該生長細紋約400圈,石炭紀的為385～390圈,說明當時每年天數分別為400及385～390左右，這些數據與用天文學方法求得的各地質時代每年的天數大致相同。用雙殼綱、頭足綱、腹足綱和疊層石的生長線研究也可得出相似結論。通過計算表明，自寒武紀以來，每年和每月的天數在逐漸減少，說明地球自轉速度在變慢。
在構造地質學中，應用已變形化石（腕足類、筆石、三葉蟲）和同類未變形化石的對比，來求得應變橢球體的形狀和方向。
關于板塊構造學說，也不乏借助于古生物學的例子，如南方大陸的分裂，可以用在兩側同時找到淡水爬行動物中龍(Mesosaurus)化石為例。在一系列微板塊或地體的研究中，更需借助有關的古生物化石作對比依據。
古遺跡學在研究深海沉積形成的地層時很有意義。
為生物學服務
為生命起源學說和進化論提供事實依據。生命起源方面，已知最早的化石資料大致如下：
距今7 億年 最早的大化石（伊迪卡拉動物群）
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