化石的形成條件生物探索

化石的形成條件生物探索第1頁/共56頁732古生物學的分科*古動物學paleozoology古無脊椎動物學invertebratepaleontology古脊椎動物學vertebratepaleontology古人類學paleoanthropology*古植物學paleobotany古藻類學paleoalgology孢粉學palynology*古遺跡學paleoichnology*微體古生物學micropaleontology*超微古生物學ultramicropaleontology*分子古生物學molecularpaleontology第2頁/共56頁733第一講古生物學原理

.第3頁/共56頁734一.化石的形成及化石類型

FossilsandPreservation化石的定義-化石的形成條件-化石的保存類型第4頁/共56頁7351.化石的定義化石fossil保存在巖層中地質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物分子.第5頁/共56頁736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、結構、紋飾、有機化學組分等；或者具有生命活動信息：生物遺跡、遺物、工具等第6頁/共56頁737假化石pseudofossil與化石相似，但與生命活動無關，如礦物集合體、泥裂、礫石、礦質結核、樹枝狀鐵質沉積物等大化石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，需要借助于一定的儀器設備及通過一定的手段才能進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)第7頁/共56頁73873

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假化石1pseudofossil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只能稱為假化（pseudofossil），如姜結石、龜背石、泥石、卵形礫石、波痕、放射狀結晶的礦物集合體、礦質結核、樹枝狀鐵猛質沉積物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均為假化石

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假化石2pseudofossil

但亦有人為造成的假化石，最突出的例子是“辟爾當人”（Piltdownman）事件，1913年，報導英國辟爾當發(fā)現(xiàn)人類頭骨化石，定名為曙人（Eoanthropusdawsoni），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本后證實屬偽造，所謂的辟爾當人是用現(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，是人為構成的假化石第9頁/共56頁7310第10頁/共56頁73112.化石的形成條件

古生物(ancientlife)死亡(death)埋藏(entomb)石化(petrifaction)發(fā)掘(excavate)第11頁/共56頁7312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-成巖石化條件第12頁/共56頁73132.1.生物本身的條件生物硬體礦化硬體hardmineralizedskeleton礦化程度礦化組分比較穩(wěn)定的是方解石、硅質化合物、磷酸鈣等不太穩(wěn)定的是霰石、含鎂方解石有機質硬體hardorganicskeleton如幾丁質薄膜、角質層、木質物等第13頁/共56頁7314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-成巖石化條件第14頁/共56頁73152.2.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)境中有機質易腐爛生物條件如食腐生物和細菌常破壞生物尸體第15頁/共56頁7316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第16頁/共56頁73172.3.埋藏條件與埋藏的沉積特性質有關圈閉較好的沉積物易于保存，如化學沉積物、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、冰川凍土等第17頁/共56頁7318埋藏條件與埋藏的沉積物性質有關圈閉較好的沉積物易于保存，如化學沉積物、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)的生物遺體第18頁/共56頁7319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第19頁/共56頁73202.4.時間條件埋藏前的暴露時間及時埋藏(quicklyentomb)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)過地質歷史時間的成巖石化作用短暫、近期內(nèi)的生物埋藏不成為化石第20頁/共56頁7321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第21頁/共56頁73222.5.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)過物理化學作用的改造而成為化石的過程

沉積物固結成巖過程中的壓實作用和結晶作用都會影響化石的石化作用和化石的保存第22頁/共56頁7323化石的石化作用方式礦質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)生在生物硬體結構中，如貝殼的微孔、脊椎動物的骨髓；也可以發(fā)生在生物硬體結構之間，如有孔蟲的房室、珊瑚的隔壁之間第23頁/共56頁7324化石的石化作用方式礦質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，原生物體的微細結構可以保存下來如果溶解速度大于充填速度，則原來的微細結構難以再現(xiàn)第24頁/共56頁7325化石的石化作用方式礦質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)定的碳質薄膜保存為化石通常是幾丁質的生物體發(fā)生此石化作用，如植物葉化石、筆石枝化石等第25頁/共56頁732673

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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——碳質薄膜：筆石第26頁/共56頁7327化石的形成條件

古生物死亡埋藏石化發(fā)掘第27頁/共56頁7328化石的形成條件（小結）化石記錄的不完備性Thefossilrecordisnotcomplete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，大量未知第28頁/共56頁7329化石的定義及古生物學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第29頁/共56頁73303.化石的保存類型

Fossilsandpreservation實體化石(bodyfossis)模鑄化石(moldandcastfossils)遺跡化石(tracefossilsorichnofossils)化學化石(chemicalfossils)第30頁/共56頁73313.1實體化石bodyfossil全部生物遺體或部分生物遺體的化石第31頁/共56頁7332化石的保存類型

Fossilsandpreservation實體化石(bodyfossis)模鑄化石(moldandcastfossils)遺跡化石(tracefossilsorichnofossils)化學化石(chemicalfossils)第32頁/共56頁73333.2.模鑄化石modeandcastfossil保存在巖層中生物體的印模和鑄型第33頁/共56頁7334模鑄化石

modeandcastfossil根據(jù)化石與圍巖的關系分成4類：印痕化石(impressionfossil)印?；?moldfossil)核化石(corefossil)鑄型化石(castfossil)第34頁/共56頁73353.2.1.印痕化石impressionfossil生物軟體在圍巖上留下的印痕第35頁/共56頁7336模鑄化石

modeandcastfossil根據(jù)化石與圍巖的關系分成4類：印痕化石印?；嘶T型化石第36頁/共56頁73373.2.2.印?；痬oldfossils生物硬體在圍巖表面上的印模包括：外模、內(nèi)模、復合模第37頁/共56頁7338印?；饽xternalmold生物硬體外表面在圍巖上的印模第38頁/共56頁7339印?；瘍?nèi)模internalmold生物硬體內(nèi)表面在圍巖上的印模第39頁/共56頁7340印?；瘡秃夏ompositemold內(nèi)模和外模重疊在一起的化石第40頁/共56頁7341印模化石注意印?；纤从车募y飾和構造與生物體實際情況，正好凸凹方向相反。第41頁/共56頁7342模鑄化石

modeandcastfossil根據(jù)化石與圍巖的關系分成4類：印痕化石(impressionfossil)印?；?moldfossil)核化石(corefossil)鑄型化石(castfossil)第42頁/共56頁73433.2.3.核化石corefossil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，被沉積物充填固結形成的化石內(nèi)核internalcore外核externalcore第43頁/共56頁7344第44頁/共56頁7345模鑄化石

modeandcastfossil：印痕化石(impressionfossil)印模化石(moldfossil)核化石(corefossil)鑄型化石(castfossil)第45頁/共56頁73463.2.4.鑄型化石castfossil

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第46頁/共56頁7347模鑄化石

鑄型化石的形成過程第47頁/共56頁7348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。第48頁/共56頁7349化石的保存類型實體化石模鑄化石遺跡化石化學化石第49頁/共56頁7350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第50頁/共56頁7351遺跡化石遺跡化石對于研究生物的生活習性、生活方式及生活環(huán)境具有重要意義。第51頁/共56頁7352化石的保存類型實體化石模鑄化石遺跡化石化學化石第52頁/共56頁7353化學化石分子化石molecularfossil分解后的古生物有機組分殘留在地層中形成的化石第53頁/共56頁7354化學化石古生物有機質軟體雖在石化作用過程中遭受破壞，未能形成化石，但分解后的有機組分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可殘留在巖層中。這些殘留物質仍具有一定的有機化學分子結構，利