化石的形成條件-生物探索課件

1、古生物學(xué)Palaeontology731古生物學(xué)的分科*古動物學(xué)paleozoology古無脊椎動物學(xué)invertebrate paleontology古脊椎動物學(xué)vertebrate paleontology古人類學(xué)paleoanthropology*古植物學(xué)paleobotany古藻類學(xué)paleoalgology孢粉學(xué)palynology*古遺跡學(xué)paleoichnology*微體古生物學(xué)micropaleontology*超微古生物學(xué)ultramicropaleontology*分子古生物學(xué)molecular paleontology732第一講 古生物學(xué)原理.733一. 化石的形成及化

2、石類型Fossils and Preservation化石的定義 -化石的形成條件- 化石的保存類型7341. 化石的定義化石 fossil保存在巖層中地質(zhì)歷史時期的生物遺體和生命活動痕跡及生物成因的殘留有機(jī)物分子.735化石區(qū)別于一般巖石在于它與古代生物相聯(lián)系，具有生物特征：形狀、結(jié)構(gòu)、紋飾、有機(jī)化學(xué)組分等；或者具有生命活動信息：生物遺跡、遺物、工具等736假化石pseudofossil與化石相似，但與生命活動無關(guān)，如礦物集合體、泥裂、礫石、礦質(zhì)結(jié)核、樹枝狀鐵質(zhì)沉積物等大化石macrofossil用常規(guī)方法在肉眼下即能研究的化石微化石microfossil肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一

3、定的儀器設(shè)備及通過一定的手段才能進(jìn)行研究的生物體或身體的微小部分超微化石nannofossil3 、化石類型 (體積大小分類)73773 8 假化石1 pseudofossil在形態(tài)上與某些化石十分相似，但與生物或生物生命活動無關(guān)只能稱為假化（pseudofossil），如姜結(jié)石、龜背石、泥石、卵形礫石、波痕、放射狀結(jié)晶的礦物集合體、礦質(zhì)結(jié)核、樹枝狀鐵猛質(zhì)沉積物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均為假化石 73873 9 假化石2 pseudofossil 但亦有人為造成的假化石，最突出的例子是“辟爾當(dāng)人”（Piltdown man）事件，1913年，報導(dǎo)英國辟爾當(dāng)發(fā)現(xiàn)人類頭骨化石，定名為曙人

4、（Eoanthropus dawsoni），對“曙人”在人類演化中系統(tǒng)發(fā)生的位置及其本身的可靠性曾引起激烈的討論。直到1953年有人用氟處理該標(biāo)本后證實屬偽造，所謂的辟爾當(dāng)人是用現(xiàn)代人的顱骨和精心加工的猩猩下頜骨拼合在一起的假人類頭骨，是人為構(gòu)成的假化石73973102. 化石的形成條件古生物(ancient life)死亡(death)埋藏(entomb)石化(petrifaction)發(fā)掘(excavate)7311化石的形成條件-生物本身的條件-生物死后的環(huán)境條件-埋藏條件-時間條件-成巖石化條件73122.1. 生物本身的條件生物硬體礦化硬體hard mineralized skele

5、ton礦化程度礦化組分比較穩(wěn)定的是方解石、硅質(zhì)化合物、磷酸鈣等不太穩(wěn)定的是霰石、含鎂方解石有機(jī)質(zhì)硬體hard organic skeleton如幾丁質(zhì)薄膜、角質(zhì)層、木質(zhì)物等7313化石的形成條件-生物本身的條件-生物死后的環(huán)境條件-埋藏條件-時間條件-成巖石化條件73142.2. 生物死后的環(huán)境條件即生物死后所處的外界環(huán)境條件物理條件如高能水動力條件下生物尸體易被破壞化學(xué)條件如水體pH值小于7.8時，CaCO3易于溶解；氧化環(huán)境中有機(jī)質(zhì)易腐爛生物條件如食腐生物和細(xì)菌常破壞生物尸體7315化石的形成條件生物本身的條件生物死后的環(huán)境條件埋藏條件時間條件成巖石化條件73162.3. 埋藏條件與埋藏的

6、沉積特性質(zhì)有關(guān)圈閉較好的沉積物易于保存，如化學(xué)沉積物、生物成因的沉積物一些特殊的沉積物還能保存生物軟體部分，如松脂、冰川凍土等7317埋藏條件與埋藏的沉積物性質(zhì)有關(guān)圈閉較好的沉積物易于保存，如化學(xué)沉積物、生物成因的沉積物一些特殊的沉積物還能保存生物軟體部分，如松脂、冰川凍土等具孔隙的沉積物中的古生物尸體易被破壞基底上的內(nèi)棲生物，以及一些表棲生物也能破壞沉積物內(nèi)的生物遺體7318化石的形成條件生物本身的條件生物死后的環(huán)境條件埋藏條件時間條件成巖石化條件73192.4. 時間條件埋藏前的暴露時間及時埋藏(quickly entomb)有利于形成化石埋藏后不被再挖掘出來石化作用時間經(jīng)過地質(zhì)歷史時間的

7、成巖石化作用短暫、近期內(nèi)的生物埋藏不成為化石7320化石的形成條件生物本身的條件生物死后的環(huán)境條件埋藏條件時間條件成巖石化條件73212.5. 成巖石化條件埋藏的尸體與周圍的沉積物一起，在漫長的地史成巖過程中，逐步石化，形成巖石的一個部分石化作用petrifaction埋藏在沉積物中的生物體，在成巖作用中經(jīng)過物理化學(xué)作用的改造而成為化石的過程沉積物固結(jié)成巖過程中的壓實作用和結(jié)晶作用都會影響化石的石化作用和化石的保存7322化石的石化作用方式礦質(zhì)充填作用生物硬體組織中的一些空隙，經(jīng)過石化作用被一些礦物質(zhì)沉淀充填，使得生物硬體變得致密和堅硬. 充填作用可發(fā)生在生物硬體結(jié)構(gòu)中，如貝殼的微孔、脊椎動物

8、的骨髓；也可以發(fā)生在生物硬體結(jié)構(gòu)之間，如有孔蟲的房室、珊瑚的隔壁之間7323化石的石化作用方式礦質(zhì)充填作用置換作用在石化作用過程中，原來生物體組分被溶解，外來礦物質(zhì)充填，如硅化、鈣化、白云化、黃鐵礦化等如果溶解速度等于充填速度，原生物體的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以保存下來 如果溶解速度大于充填速度，則原來的微細(xì)結(jié)構(gòu)難以再現(xiàn)7324化石的石化作用方式礦質(zhì)充填作用置換作用碳化作用石化作用過程中，生物遺體中不穩(wěn)定的成分分解和升餾揮發(fā)，僅留下較穩(wěn)定的碳質(zhì)薄膜保存為化石通常是幾丁質(zhì)的生物體發(fā)生此石化作用，如植物葉化石、筆石枝化石等732573 26 石化作用方式(2,3)2)置換作用硅化作用：硅化木 3)碳化作用碳質(zhì)

9、薄膜：筆石7326化石的形成條件古生物死亡埋藏石化發(fā)掘7327化石的形成條件（小結(jié)）化石記錄的不完備性The fossil record is not complete現(xiàn)今我們能夠在地層中觀察到的化石僅是各地史時期生存過的生物群中極小的一部分現(xiàn)生生物：已記錄170多萬種，估計有500-1000多萬種古生物：已記錄13萬多種，大量未知7328化石的定義及古生物學(xué)化石的定義化石的形成條件化石的保存類型化石的研究方法化石的分類與命名73293. 化石的保存類型Fossils and preservation實體化石( body fossis)模鑄化石(mold and cast fossils)遺跡

10、化石(trace fossils or ichnofossils)化學(xué)化石(chemical fossils)73303.1 實體化石body fossil全部生物遺體或部分生物遺體的化石7331化石的保存類型Fossils and preservation實體化石( body fossis)模鑄化石(mold and cast fossils)遺跡化石(trace fossils or ichnofossils)化學(xué)化石(chemical fossils)73323.2. 模鑄化石mode and cast fossil保存在巖層中生物體的印模和鑄型7333模鑄化石mode and cast

11、 fossil根據(jù)化石與圍巖的關(guān)系分成4類：印痕化石(impression fossil)印模化石(mold fossil)核化石(core fossil)鑄型化石(cast fossil)73343.2.1. 印痕化石impression fossil生物軟體在圍巖上留下的印痕7335模鑄化石mode and cast fossil根據(jù)化石與圍巖的關(guān)系分成4類：印痕化石印?；嘶T型化石73363.2.2. 印?；?mold fossils生物硬體在圍巖表面上的印模包括：外模、內(nèi)模、復(fù)合模7337印?；饽xternal mold生物硬體外表面在圍巖上的印模7338印?；瘍?nèi)模in

12、ternal mold生物硬體內(nèi)表面在圍巖上的印模7339印模化石復(fù)合模composite mold內(nèi)模和外模重疊在一起的化石7340印?；⒁庥∧；纤从车募y飾和構(gòu)造與生物體實際情況，正好凸凹方向相反。7341模鑄化石mode and cast fossil根據(jù)化石與圍巖的關(guān)系分成4類：印痕化石(impression fossil)印?；?mold fossil)核化石(core fossil)鑄型化石(cast fossil)73423.2.3. 核化石core fossil生物硬體所包圍的內(nèi)部空間或生物硬體溶解后形成的空間，被沉積物充填固結(jié)形成的化石內(nèi)核internal core

13、 外核external core73437344模鑄化石mode and cast fossil：印痕化石(impression fossil)印?；?mold fossil)核化石(core fossil)鑄型化石(cast fossil)73453.2.4. 鑄型化石cast fossil 原殼體被全部溶解后，沉積物在原空間再次充填形成的化石7346模鑄化石鑄型化石的形成過程7347模鑄化石鑄型化石在大小、形態(tài)和表面裝飾等方面與原生物體一致，但內(nèi)部構(gòu)造完全不同。它是在內(nèi)核（或內(nèi)模）和外模形成后，殼體被全部溶解，在所溶空間中沉積物充填而成。7348化石的保存類型實體化石模鑄化石遺跡化石化學(xué)化石7349遺跡化石ichnofossil保存在巖層中古代生物活動留下的痕跡和遺物7350遺跡化石遺跡化石對于研究生物的生活習(xí)性、生活方式及生活環(huán)境具有重要意義。7351化石的保存類型實體化石模鑄化石遺跡化石化學(xué)化石7352化學(xué)化石分子化石 molecular fossil分解后的古生物有機(jī)組分殘留在地層中形成的化石7353化學(xué)化石古生物有機(jī)質(zhì)軟體雖在石化作用過程中遭受破壞，未能形成化石，但分解后的有機(jī)組分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可殘留在巖層中。這些殘留物質(zhì)仍具有一定