1735年，动植物双名命名法的创立者，瑞典生物学家卡尔·冯·林奈在他的著作《自然系统》中，记载了一种如同随意在岩石上涂鸦的铅笔痕迹一样的奇特现象，他为这种痕迹创立了一个类化石属 ＂Graptolithus＂，意为＂笔在岩石中书写的痕迹＂。
　　然而林奈并不清楚这到底是什么，认为它可能并非生物痕迹，当时的其他科学家有的认为是珊瑚、有的认为是植物，众说纷纭。直到 20世纪，科学家们才确定了这是一类海洋动物的化石，这就是笔石。
　　笔石出现于距今约从 5.1亿年前的寒武纪中期，在3.28亿年前的石炭纪早期灭绝，它们虽然个体很小，但在分类上属于半索动物门，进化地位并不低。它们一般仅有1至2毫米，甚至更小，而保存在岩层中的化石却可以达到几十厘米甚至更长，这是由于化石保存的并非它们的身体，而是类似珊瑚那样，由它们分泌出来用于居住的中空管子，称为＂胎管＂。
　　胎管上有一些分叉或不分叉的枝，每一个枝上具有很多排列整齐、形态相近的管状体，称为 ＂胞管＂，自第一代笔石建造的胎管开始，后代的笔石不断建造着胞管，最终就建成了一个个相连的住室，被称为笔石体。根据胎管形态和胞管特征，可以划分为：树形笔石目、管笔石目、腔笔石目、茎笔石目、介壳笔石目和正笔石目。
　　在保存为化石的时候，它们经常受到降维打击，在页岩里形成细长的碳质薄膜。这是因为尽管笔石本身是立体的，但它们的软体无法保存，而笔石体在沉积作用中逐渐被压扁，其中的有机质成分碳化、分解，好点的勉强留下些痕迹，惨点的在地下水渗透进岩石的过程中被冲刷得渣都不剩，不过，也有被黄铁矿交代，得以半立体或三维立体保存的。
　　在地质历史上，笔石类生存的时间并不算长，但它们的演化却非常迅速，不仅在不同时期存在不同的种类，即使在同一时期，不同的海水深度及不同的纬度也有着不同种类的笔石，全球除了南极洲外，笔石化石在世界各地都有发现。这样的特点使它们和菊石、三叶虫一样，成为标准化石的至臻典范，用它们划分和对比地层，尤其是它们最为繁盛的奥陶纪和志留纪地层，能够精确地判断地层的年代以及地理环境。
　　更重要的是，笔石不仅在漫长的地质变迁中成为了形成页岩气的基础物质之一，它们的化石也成为了寻找这种重要资源的重要指示物，如我国最主要的页岩气资源产地 ——涪陵页岩气田，就处于含有笔石化石的地层中，因此，利用它们进行生物地层标定，是最为精确而有效率的方法。

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