古生物地史學(xué)課件

第二章化石的形成與古生物學(xué)古生物地史學(xué)

化石（fossil），是指保存在巖層中地質(zhì)歷史時(shí)期的生物遺體和生命活動(dòng)的痕跡。古生物地史學(xué)蜓古生物地史學(xué)珊瑚古生物地史學(xué)雙殼綱生物古生物地史學(xué)菊石古生物地史學(xué)三葉蟲(chóng)古生物地史學(xué)腕足動(dòng)物古生物地史學(xué)魚(yú)古生物地史學(xué)青蛙古生物地史學(xué)恐龍古生物地史學(xué)鳥(niǎo)古生物地史學(xué)古人類古生物地史學(xué)恐龍腳印古生物地史學(xué)恐龍蛋古生物地史學(xué)骨器舊石器古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)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(shè)備及通過(guò)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nannofossil假化石pseudofossil與化石相似，但與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)，如礦物集合體、泥裂、礫石、礦質(zhì)結(jié)核、樹(shù)枝狀鐵質(zhì)沉積物等古生物地史學(xué)微化石古生物地史學(xué)超微化石古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)古動(dòng)物學(xué)paleozoology古無(wú)脊椎動(dòng)物學(xué)invertebratepaleontology古脊椎動(dòng)物學(xué)vertebratepaleontology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)molecularpaleontology古生物地史學(xué)生物地層學(xué)biostratigraphy生態(tài)地層學(xué)ecostratigraphy古生物化學(xué)palaeobiochemistry古生態(tài)學(xué)palaeoecology古生物地理學(xué)palaeobiogeography地球生物學(xué)geobiology古生物地史學(xué)

地史時(shí)期的生物遺體及其生命活動(dòng)的痕跡在被沉積物埋藏后，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代，隨著沉積物的成巖作用，埋藏在沉積物中的生物體在成巖作用下經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用的改造，即石化作用，而形成化石。古生物地史學(xué)魚(yú)死亡古生物地史學(xué)落到水底古生物地史學(xué)肉體腐爛古生物地史學(xué)逐漸被埋藏古生物地史學(xué)完全被埋藏，只剩下骨骼古生物地史學(xué)繼續(xù)被埋藏，上覆沉積物逐漸增多，發(fā)生石化作用古生物地史學(xué)地層傾斜、上升，露出水面古生物地史學(xué)露出水面的地層被風(fēng)化、剝蝕，部分化石外露古生物地史學(xué)化石被發(fā)現(xiàn)古生物地史學(xué)它們?nèi)绾纬蔀榛抗派锏厥穼W(xué)化石的形成和保存取決以下下幾方面的條件：生物本身?xiàng)l件生物死后的環(huán)境條件埋藏條件時(shí)間條件成巖條件古生物地史學(xué)生物硬體比較穩(wěn)定的是方解石、硅質(zhì)化合物、甲氰磷酸鈣等不太穩(wěn)定的是霰石、含鎂方解石有機(jī)質(zhì)硬體如幾丁質(zhì)薄膜、角質(zhì)層、木質(zhì)物等，雖易遭受破壞，但可碳化而保存為化石，如植物葉子。古生物地史學(xué)生物軟體古生物地史學(xué)琥珀古生物地史學(xué)猛犸象古生物地史學(xué)物理?xiàng)l件如高能水動(dòng)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(shí)，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)菌常破壞生物尸體環(huán)境條件古生物地史學(xué)與埋藏的沉積特性質(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。具孔隙的沉積物中的古生物尸體易被破壞?；咨系膬?nèi)棲生物，以及一些表?xiàng)镆材芷茐某练e物內(nèi)的生物遺體。埋藏條件古生物地史學(xué)埋藏前的暴露時(shí)間及時(shí)埋藏有利于形成化石埋藏后不被再挖掘出來(lái)石化作用時(shí)間經(jīng)過(guò)地質(zhì)歷史時(shí)間的成巖石化作用短暫、近期內(nèi)的生物埋藏不成為化石時(shí)間條件古生物地史學(xué)沉積物固結(jié)成巖過(guò)程中的壓實(shí)作用和結(jié)晶作用都會(huì)影響化石的石化作用和化石的保存。成巖條件古生物地史學(xué)壓實(shí)作用成巖條件古生物地史學(xué)

保存在沉積物中被埋藏起來(lái)的生物遺體，在沉積物的成巖作用過(guò)程中所發(fā)生的石化作用主要有以下三種形式：礦質(zhì)充填作用生物硬體組織中的一些空隙，經(jīng)過(guò)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(jiān)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(dòng)物的骨髓；也可以發(fā)生在生物硬體結(jié)構(gòu)之間，如有孔蟲(chóng)的房室、珊瑚的隔壁之間成巖條件蜂巢珊瑚古生物地史學(xué)置換作用在石化作用過(guò)程中，原來(lái)生物體組分被溶解，外來(lái)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(lái)。如果溶解速度大于充填速度，則原來(lái)的微細(xì)結(jié)構(gòu)難以再現(xiàn)。成巖條件古生物地史學(xué)硅化木古生物地史學(xué)碳化作用石化作用過(guò)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。成巖條件古生物地史學(xué)古植物化石古生物地史學(xué)化石記錄的不完備性

現(xiàn)生生物：估計(jì)有500-1000多萬(wàn)種，已記錄174萬(wàn)種。

古生物：已記錄15萬(wàn)種，大量未知?，F(xiàn)今我們能夠在地層中觀察到的化石僅是各地史時(shí)期生存過(guò)的生物群中極小的一部分。古生物地史學(xué)

根據(jù)化石的保存特點(diǎn)，大體上可以將化石分為四大類，即實(shí)體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學(xué)化石。古生物地史學(xué)一.實(shí)體化石

經(jīng)石化作用保存下來(lái)的全部生物遺體或一部分生物遺體的化石。全部生物遺體的實(shí)體化石部分生物遺體的實(shí)體化石古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

1.印痕化石：生物尸體陷落在細(xì)粒碎屑或化學(xué)沉積物中留下生物軟體的印痕。古生物地史學(xué)怪誕蟲(chóng)古生物地史學(xué)怪誕蟲(chóng)復(fù)原圖古生物地史學(xué)中華微網(wǎng)蟲(chóng)古生物地史學(xué)中華微網(wǎng)蟲(chóng)復(fù)原圖古生物地史學(xué)爪網(wǎng)蟲(chóng)古生物地史學(xué)爪網(wǎng)蟲(chóng)復(fù)原圖古生物地史學(xué)水母狀化石古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

2.印模化石：生物硬體（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內(nèi)模。外模和內(nèi)模形成后，生物硬體被溶解，經(jīng)壓實(shí)作用內(nèi)、外模重疊在一起就形成了復(fù)合模。外模古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內(nèi)模。外模和內(nèi)模形成后，生物硬體被溶解，經(jīng)壓實(shí)作用內(nèi)、外模重疊在一起就形成了復(fù)合模。內(nèi)模古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內(nèi)模。外模和內(nèi)模形成后，生物硬體被溶解，經(jīng)壓實(shí)作用內(nèi)、外模重疊在一起就形成了復(fù)合模。復(fù)合模古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內(nèi)模。外模和內(nèi)模形成后，生物硬體被溶解，經(jīng)壓實(shí)作用內(nèi)、外模重疊在一起就形成了復(fù)合模。

注意印模化石上所反映的紋飾和構(gòu)造與生物體實(shí)際情況，正好凸凹方向相反。古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

3.核化石：由生物體結(jié)構(gòu)形成的空間或生物硬體溶解后形成的空間被沉積物充填固結(jié)后，形成與原生物體大小和形態(tài)類似的實(shí)體。包括內(nèi)核和外核兩種。古生物地史學(xué)內(nèi)核的表面是內(nèi)模；外核的表面和生物硬體的本來(lái)特征是一致的。古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。

4.鑄型化石：當(dāng)貝殼埋在沉積物中已經(jīng)形成了外模和內(nèi)核后，殼質(zhì)全部溶解，并被另一種礦質(zhì)填充所形成的化石。古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)二.模鑄化石

在巖層中保存下來(lái)的生物遺體的印模和鑄型。印痕化石印模化石核化石鑄型化石古生物地史學(xué)三.遺跡化石

保存在巖層中古代生物生活活動(dòng)留下的痕跡和遺物。古生物地史學(xué)三.遺跡化石

保存在巖層中古代生物生活活動(dòng)留下的痕跡和遺物。古生物地史學(xué)四.化學(xué)化石

地史時(shí)期生物有機(jī)質(zhì)軟體部分雖然遭受破壞未能保存為化石，但分解后的有機(jī)成分，如脂肪酸、氨基酸等仍可殘留在巖層中。古生物地史學(xué)實(shí)體化石硬體軟體模鑄化石印痕化石印模化石內(nèi)模外模復(fù)合模核化石內(nèi)核外核鑄型化石遺跡化石痕跡遺物化學(xué)化石分子化石古生物地史學(xué)一.標(biāo)本或樣品的采集1、標(biāo)本或樣品的采集采集之前，要對(duì)研究取的區(qū)域情況有所了解；以地層學(xué)研究為目的的采集，應(yīng)選擇有代表性的剖面，盡可能全面地采集，必須在現(xiàn)場(chǎng)編錄、記述、包裝，注意記述標(biāo)本的采集位置、與地層自然層理的關(guān)系、產(chǎn)出狀態(tài)、豐富程度、完整性和初步鑒定結(jié)果；以古生態(tài)和環(huán)境研究為主要目的的采集，注意化石的保存狀態(tài)、完整程度、磨蝕分選和排列情況、在地層中的分布情況、風(fēng)度分異度、共生組合關(guān)系、圍巖等。大化石的采集，需要將化石完整地從圍巖中脫離開(kāi)來(lái)；微化石的采集，通常和埋藏它們的沉積物一起采集；古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)古生物地史學(xué)一.標(biāo)本或樣品的采集2、標(biāo)本的揭露或分離對(duì)于大化石，需要將化石完整地從圍巖中脫離開(kāi)來(lái)；對(duì)于微化石，碎樣

溶離

挑樣古生物地史學(xué)一.標(biāo)本或樣品的采集3、化石的鑒定和記述4、標(biāo)本的照相、制圖和復(fù)原5、化石資料的分析和應(yīng)用生物學(xué)：生命起源、生物演化、系統(tǒng)發(fā)生環(huán)境分析：古生態(tài)學(xué)、古氣候、古海洋、古地理地質(zhì)年代：生物地層學(xué)……礦產(chǎn)：生物成礦作用其它：古生物鐘……古生物地史學(xué)一.分類等級(jí)

古生物化石的分類采用與現(xiàn)生生物相同的分類等級(jí)和分類單元，其主要分類等級(jí)是：界（kingdom）、門(mén)（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）和種（species）。還可插入各種輔助單位，如亞門(mén)、亞綱、亞科、亞屬、亞種和超綱、超目、超科等。物種（species）：生物學(xué)中最基本的分類單元，它不是人為的分類單位生物進(jìn)化中的客觀實(shí)體

它們具有：共同的起源、共同的形態(tài)特征、共同的地理區(qū)、共同的生態(tài)環(huán)境古生物地史學(xué)一.分類等級(jí)亞種（subspecies）：地理亞種不同居群因地理隔離，在性狀上出現(xiàn)分異年代亞種同一種內(nèi)在不同地質(zhì)時(shí)代產(chǎn)生性狀上的變異古生物地史學(xué)二.命名拉丁文命名的方式單名法、雙名法、三名法和優(yōu)先律縮寫(xiě)詞古生物地史學(xué)

單名法：用一個(gè)詞來(lái)表示生物分類單元的學(xué)名。如，Anthozoa（珊瑚綱）Claraia（克氏蛤）用于屬以上分類單元的命名，其中第一個(gè)字母用大寫(xiě)；屬名用斜體拉丁文或拉丁化文字。古生物地史學(xué)用于種的命名。如，Claraiaaurita（帶耳克氏蛤）即在種本名之前加上它所歸屬的屬名，以構(gòu)成一個(gè)完整的種名。種名用斜體拉丁文或拉丁化文字。種名字母全部用小寫(xiě)。雙名法：古生物地史學(xué)三名法：用于亞種的命名。如，Claraiaauritaminor（帶耳克氏蛤微小亞種）即在屬名和種名之后再加上亞種名，亞種名用斜體拉丁文或拉丁化文字，亞種名字母全部用小寫(xiě)。古生物地史學(xué)舉例界Animalia動(dòng)物界門(mén)Chordata脊索動(dòng)物門(mén)亞門(mén)Vertebrata脊椎動(dòng)物亞門(mén)綱Mammalia哺乳綱目Carnaivora食肉目科Felidae貓科屬Felis貓（屬）種Felistigris虎（種）古生物地史學(xué)舉例

Felistigris（虎）在我國(guó)的6個(gè)地理亞種：Felistigristigris老虎（西藏東、南部）Felistigrisaltaica東北虎（黑、吉）Felistigriscoreensis華北虎（晉、冀、豫、甘）Felistigrislecoqi西北虎（新疆）Felistigrisamoyensis華南虎（華南各?。〧elistigriscorbetti云南虎（滇西、桂西）