化石的形成與古生物學

1、1,,§1. 化石的定義 §2. 化石的形成條件 §3. 化石的保存類型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分類與命名 §6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介,第二章 化石的形成與古生物學,,化石 fossil 保存在巖層中地質歷史時期的生物遺體、生物活動痕跡及生物成因的殘留有機物分子,一、化石的定義,,化石區(qū)別于一般巖石在于：它與古生物相聯(lián)系，具有生物

2、特征，如形狀、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,,化石與一般巖石的區(qū)別,4,,菊石,化石舉例,73,,植物化石,,,化石群,,微體化石,73,,怪誕蟲及復原圖,10,,中華微綱蟲及復原圖,,,在形態(tài)上看似與某些化石十分相似，但與生物或生物生命活動無關稱為假化石,假化石,,“ 松枝石 ”,“菊花石”,大化石macrofossil 肉眼下即能 研究的化石 微體化石microfossil

3、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 nannofossil 分子化石 Molecular fossil,,化石分類 (體積大小分類),,§1. 化石的定義 §2. 化石的形成條件 §3. 化石的保存類型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分類與命名 §6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介

4、,第二章 化石的形成與古生物學,,73,14,,古生物 ? 死亡 ? 埋藏 ? 石化 ? 發(fā)掘,化石的形成過程:,,1) 生物本身的條件 2) 生物死后的環(huán)境條件 3) 埋藏條件 4) 時間條件 5) 成巖石化條件,,生物具硬體部分（殼，骨骼，牙齒，鱗片，蛋）,硬體多由礦物質組成 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 如

5、幾丁質薄膜、角質層、木質纖維等,生物本身的條件,,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,生物死后的環(huán)境條件,,與埋藏的沉積物性質有關 ◆

6、 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,具孔隙的沉積物中的古生 物尸體易被破壞◆ 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,◆ 基底上的內棲生物，以及一些表棲生物也能 破壞沉積物內的生物遺體,埋藏條件,,,一些特殊的沉積物還能保存生物軟體部分，如松脂、瀝青湖、冰川凍土等,,埋藏前的暴露時間 及時埋藏有利于形成化石 ；

7、 埋藏后不被再挖掘出來 ；石化作用時間 經過較長地質歷史時間的石化作用 ； 短暫、近期內的生物埋藏不成為化石；,時間條件,,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,成巖石化條件,定義：埋藏在沉積物中的生物體，在成 巖作用中經過物理化學作用的改 造而成為化石的過程,石化作用(petrifaction)的定義,礦質充填作用,置換作用,碳化作用,

8、,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),置 換 作 用,石化作用方式,硅化木 (新疆準葛爾),,生物硬體組織中的一些空隙，經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

9、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,礦 質 充 填 作 用,石化作用方式,,,礦 質 充 填 作 用 ----- 腕足動物,73,27,,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，其幾丁質成分(C15H26N2O10)為主的植物葉化石、筆石枝等經碳化作用，H,N,O揮發(fā)，留下碳質薄膜

10、化石,碳 化 作 用,石化作用方式,,碳質薄膜化石,筆 石,植 物 化 石,,1、化石形成條件的嚴格，地史時期的生物只有 極少部分保存成為化石2、現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的化石僅是巖層中保存成化石的一 部分(包含超微化石、分子化石等） 由于上述二個因素、表明古生物記錄的不完備性?；涗洸煌陚涫枪派飳W中的基本事實，所以在研究古生物界的面貌及其發(fā)展規(guī)律時，必需考慮這個事實，避免做出片面結論。,化石記錄的不完備性,,現(xiàn)今我們

11、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,化石記錄的不完備性,古生物化石僅是現(xiàn)代生物編目的8.7％,73,31,,化石記錄的不完備性,73,32,,,§1. 化石的定義 §2. 化石的形成條件 §3. 化石的保存類型 §4. 化石

12、的研究方法 §5. 化石的分類與命名 §6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介,第二章 化石的形成與古生物學,,☆ 實體化石 ☆ 模鑄化石 ☆ 遺跡化石 ☆ 化學化石,根據(jù)化石的保存特點，化石可分為4類：,三、化石的保存類型,,全部生物遺體或部分生物遺體的化石,1、實體化石body fossil,,實體化石(1),全部生物遺體的實體化石,73,37,,部分生物遺體的實體化石,實體化石(2),

13、73,38,,部分生物遺體的實體化石,實體化石(3),,body fossils,mode and cast fossil,保存在巖層中生物體的印模和鑄型（復鑄物）,2、模鑄化石,印痕化石 印?；?核化石 鑄型化石,生物軟體 在圍巖上留下的印痕,印痕化石,,,云南澄江寒武紀,軟體復原,軟體印痕,73,42,,印痕化石,,中華微綱蟲,印痕化石,mold fossil,生物硬體在圍巖表面上的印模

14、 包括： 外模、內模、復合模,2）印模化石,注意：印模化石上所反映的紋飾和構造與生物體實際情況，正好凸凹方向相反。,73,45,,外模external mold 生物硬體外表面在圍巖上的印模,73,46,,內模internal mold 生物硬體內表面在圍巖上的印模,,復合模composite mold 內模和外模重疊在一起的化石,,生物硬體所包圍的內部空間或生物硬體溶解后形成的空間，被沉積

15、物充填固結形成的化石 內核internal core 外核external core,3）核化石core fossil,73,49,,,,,,核化石的形成過程,內核,外核,,,在形成外模和內核后，原殼體被全部溶解，沉積物在溶解后的空間再次充填形成的化石,4）鑄型化石cast fossil,鑄型化石在大小、形態(tài)和表面裝飾等方面與原生物體一

16、致，但內部構造完全不同。,73,51,,,,,鑄型化石的形成過程,,保存在巖層中古代生物活動留下的痕跡和遺物,遺跡化石ichnofossil,足跡 行跡 拖跡 爬行跡 停息跡 潛穴,53,,遺跡化石,73,54,,遺跡化石,,Trace fossils: traces and remains left by organism’s act

17、ion through time,淮南寒武系遺跡化石,淮南寒武系遺跡化石,淮南寒武系遺跡化石,73,59,,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,遺跡化石的意義,,分子化石 molecular fossil 分解后的古生物有機組分（如脂肪酸、氨基酸等）殘留在地層中形成的化石,4、化學化石 chemical fossil,有機質軟體遭受破壞，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

18、些殘留物質仍具有一定的有機化學分子結構。對探索生命起源、生物演化及生物成因的礦產探尋和開發(fā)具有重要意義。,73,,實體化石 硬體 軟體 模鑄化石 印痕化石 印?；▋饶Ｍ饽秃夏＃?核化石 （內核外核 ） 鑄型化石,遺跡化石 痕跡 遺物化學化石 分子化石

19、,化石的保存類型,,§1. 化石的定義 §2. 化石的形成條件 §3. 化石的保存類型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分類與命名 §6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介,第二章 化石的形成與古生物學,,1、化石標本和樣品的野外采集 2、化石標本的揭露和分離 3、化石的鑒定和記敘 4、化石的照相、制圖和復原 5、化石資料的分析與應用,36,,化石標本和樣品的,野

20、外采集工具,,化石標本和樣品的野外采集方法和技術示意圖,,1、化石標本和樣品的野外采集 2、化石標本的揭露和分離 3、化石的鑒定和記敘 4、化石的照相、制圖和復原 5、化石資料的分析與應用,,§1. 化石的定義 §2. 化石的形成條件 §3. 化石的保存類型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分類與命名 §6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介,第二章 化石的形成

21、與古生物學,,界kingdom 門phylum 綱class 目order 科family 屬genus 種species 輔助分類單位： 亞sub-，超super-,生 物 分 類 單 位,,物種species是生物學中最基本的分類單位它不是人為的分類單元，是生物進化中的客觀實體,現(xiàn)代生物學上的物種：由雜交可繁殖后代的一系列自然居群組成，物種之間是生殖隔

22、離的。 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 種間能育,,共同的形態(tài)特征 構成一定的居群 具有一定的生態(tài)特征 分布于一定的地理范圍,古生物學中的物種鑒別標志：,,古生物的命名法則,屬以上分類 單元的命名采用單名法，其中第一個字母用大寫；屬名用斜體 An

23、thozoa （珊瑚綱） Claraia （克氏蛤）,學名均采用拉丁文 或拉丁化文字,,種的命名用雙名法（均為斜體） 屬名 + 種本名 屬名第一個字母大寫，種本名字母全部小寫,Claraia aurita （帶耳克氏蛤）,亞種的命名用三名法（均為斜體） 屬名 + 種本名 + 亞種名 屬名第一個字母大寫，種本名和亞種名字母全部小寫 Cla

24、raia aurita minor（帶耳克氏蛤微小亞種）,,,Animalia 動物界 Chordata 脊索動物門 Vertebrata 脊椎動物亞門 Mammalia 哺乳綱 Primates 靈長目 Hominidae

25、 人科 Homo 人 Homo sapiens 智人,生物的名稱（例1）,,Felis tigris（虎）的3個地理亞種：,Felis tigris altaica 東北虎 Felis tigris amoyensis 華南虎 Felis tig