指需用显微镜观察的微小生物的化石，如有孔虫、放射虫、鞭毛虫、孢子、花粉等的化石。也有把细菌、微小藻类等一些仅数μm大小的微生物的化石叫做超微化石（nanofossil），以与微体化石相区别。超微化石曾发现于不具大型化石的前寒武利亚纪的地层中，在研究原始生物方面占有重要地位。在南非约30亿年前的地层中曾发现认为是细菌的化石，并命名为Eobacterium isolatum。比较确实的微生物化石，在加拿大Ontario发现的大约为19亿年前的细菌和蓝藻的化石。
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