Il processo fondamentale della fossilizzazione diretta prevede la sostituzione della materia organica (talvolta coinvolgendo anche le parti dure) di un organismo da parte di minerali naturalmente disciolti nell’ambiente di deposizione.
Questi minerali penetrano tra gli spazi intercellulari, e con il passare del tempo, la decomposizione della parte organica genera dei “vuoti” che vengono “colmati” dalla componente minerale, ricalcando alla perfezione la morfologia originaria, quindi l’aspetto, ma non il colore.
"Minerali diversi producono colori diversi"
Questo è in sostanza il principio che determina la colorazione di un fossile. Aree e suoli che presentano un’alta concentrazione di ferro nel terreno restituiranno fossili di colore rosso-arancione, mentre siti con argille potrebbero conferire un colore grigio con varie sfumature.
Oltre la composizione chimica dei minerali, anche la struttura del fossile gioca un ruolo molto importante. I denti di squalo, ad esempio, presentano una corona costituita da dentina, molto dura e compatta, e una radice invece estremamente porosa. Questa differenza farà si che nella dentina permeeranno meno minerali e assisteremo a una minor sostituzione del materiale originale rispetto, invece, alla radice.
Dobbiamo poi tenere conto anche del lunghissimo tempo in cui i fossili sono stati sepolti: nel corso di milioni di anni, i minerali che sono andati a sostituire la parte organica possono a loro volta essere sostituiti da altri minerali, conferendo ciascuno colori diversi.
Alcune parti dello stesso esemplare potrebbero inoltre essere più o meno esposte ai fluidi circolanti in cui sono disciolti i minerali. Ne consegue che alcune aree del medesimo fossile potrebbero ricevere una diversa sostituzione di materiale minerale, generando una combinazione di diversi colori.
Su alcuni esemplari fossili si possono notare striature e pattern ramificati, talvolta dovuti al contatto con ciottoli e radici nel sedimento. Questi ultimi, con il passare del tempo, vanno ad alterare i minerali che compongono il fossile proprio nel punto di contatto, generando pertanto questo aspetto “macchiato”.
I fossili si rivelano a noi con una vasta gamma cromatica, non correlata al colore originale dell'organismo, ma generata da un complicato processo di mineralizzazione. Alcuni pattern cromatici sono particolarmente ambiti da collezionisti di tutto il mondo, il che aumenta notevolmente il valore dei fossili stessi.
