化石的形成和古生物學市公開課獲獎課件

1、1 1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第1頁第1頁化石 fossil 保留在巖層中地質歷史時期生物遺體、生物活動痕跡及生物成因殘留有機物分子一、化石定義第2頁第2頁 化石區(qū)別于普通巖石在于：它與古生物相聯(lián)系，含有生物特性，如形狀、結構、紋飾、有機化學組分等；或者含有生命活動信息：生物遺跡、遺物、工具等 化石與普通巖石區(qū)別第3頁第3頁4 菊石化石舉例第4頁第4頁73 植物化石第5頁第5頁第6頁第6頁化石群第7頁第7頁微體化石第8頁第8頁73 怪誕蟲及復原圖 第9頁第9頁10 中華微

2、綱蟲及復原圖 第10頁第10頁在形態(tài)上看似與一些化石十分相同，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”第11頁第11頁大化石macrofossil 肉眼下即能 研究化石 微體化石microfossil 肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定儀器設備及通過一定手段才干進行研究生物體或身體微小部分 超微化石 nannofossil 分子化石 Molecular fossil 化石分類 (體積大小分類)第12頁第12頁1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第13頁

3、第13頁73 14 古生物 死亡 埋藏 石化 發(fā)掘化石形成過程:第14頁第14頁 1) 生物本身條件 2) 生物死后環(huán)境條件 3) 埋藏條件 4) 時間條件 5) 成巖石化條件第15頁第15頁生物具硬體部分（殼，骨骼，牙齒，鱗片，蛋）硬體多由礦物質構成 比較穩(wěn)定是方解石、硅質化合物、磷酸鈣等 不太穩(wěn)定是霰石、含鎂方解石 有機質硬體 如幾丁質薄膜、角質層、木質纖維等生物本身條件第16頁第16頁生物死后所處外界環(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 生物死后環(huán)

4、境條件第17頁第17頁 與埋藏沉積物性質相關 圈閉較好沉積物易于保留，如化學沉積物、 生物成因沉積物,具孔隙沉積物中古生 物尸體易被破壞 一些特殊沉積物還能保留生物軟體部分， 如 松脂、冰川凍土等 基底上內(nèi)棲生物，以及一些表棲生物也能 破壞沉積物內(nèi)生物遺體 埋藏條件第18頁第18頁 一些特殊沉積物還能保留生物軟體部分，如松脂、瀝青湖、冰川凍土等第19頁第19頁埋藏前暴露時間 及時埋藏有助于形成化石 ； 埋藏后不被再挖掘出來 ；石化作用時間 通過較長地質歷史時間石化作用 ； 短暫、近期內(nèi)生物埋藏不成為化石； 時間條件第20頁第20頁 埋藏尸體與周圍沉積物一起，在漫長地史成巖過程中，逐步石化，形成

5、巖石一個部分 成巖石化條件第21頁第21頁定義：埋藏在沉積物中生物體，在成 巖作用中通過物理化學作用改 造而成為化石過程 石化作用(petrifaction)定義礦質充填作用置換作用碳化作用 第22頁第22頁 在石化作用過程中，本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。 假如溶解速度等于充填速度，原生物體微 細結構能夠保留下來 假如溶解速度不小于充填速度，則本來微細 結構難以再現(xiàn) 置 換 作 用 石化作用方式 第23頁第23頁硅化木 (新疆準葛爾)第24頁第24頁 生物硬體組織中一些空隙，通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

6、在生物硬體結構中，如貝殼微孔、脊椎動物骨髓； 也能夠發(fā)生在生物硬體結構之間，如有孔蟲房室、珊瑚隔壁之間礦 質 充 填 作 用 石化作用方式 第25頁第25頁礦 質 充 填 作 用 - 腕足動物 第26頁第26頁73 27 生物遺體中不穩(wěn)定成份分解和升餾揮 發(fā)，僅留下較穩(wěn)定碳質薄膜保留為化石 通常是幾丁質生物體發(fā)生此石化作用，其幾丁質成份(C15H26N2O10)為主植物葉化石、筆石枝等經(jīng)碳化作用，H,N,O揮發(fā)，留下碳質薄膜化石碳 化 作 用 石化作用方式 第27頁第27頁 碳質薄膜化石筆 石植 物 化 石第28頁第28頁1、化石形成條件嚴格，地史時期生物只有 很少部分保留成為化石2、現(xiàn)已發(fā)覺

7、化石僅是巖層中保留成化石一 部分(包括超微化石、分子化石等） 由于上述二個原因、表明古生物統(tǒng)計不完備性?；y(tǒng)計不完備是古生物學中基本事實，因此在研究古生物界面貌及其發(fā)展規(guī)律時，必需考慮這個事實，避免做出片面結論?；y(tǒng)計不完備性第29頁第29頁 現(xiàn)今我們能夠在地層中觀測到化石僅是各地史時期生存過生物群中極小一部分 現(xiàn)生生物：已統(tǒng)計170 多萬種，預計有500-1000多萬種 古生物：已統(tǒng)計13萬各種，大量未知化石統(tǒng)計不完備性古生物化石僅是現(xiàn)代生物編目8.7第30頁第30頁73 31 化石統(tǒng)計不完備性第31頁第31頁73 32 第32頁第32頁1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留

8、類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第33頁第33頁 實體化石 模鑄化石 遺跡化石 化學化石 依據(jù)化石保留特點，化石可分為4類：三、化石保留類型第34頁第34頁所有生物遺體或部分生物遺體化石1、實體化石body fossil第35頁第35頁實體化石(1)所有生物遺體實體化石第36頁第36頁73 37 部分生物遺體實體化石實體化石(2)第37頁第37頁73 38 部分生物遺體實體化石實體化石(3)第38頁第38頁body fossils第39頁第39頁mode and cast fossil 保留在巖層中生物體印模和鑄型（復鑄物）2

9、、模鑄化石 印痕化石 印?；?核化石 鑄型化石依據(jù)化石與圍巖關系分成4類：第40頁第40頁 生物軟體 在圍巖上留下印痕印痕化石 云南澄江寒武紀軟體復原軟體印痕第41頁第41頁73 42 印痕化石第42頁第42頁中華微綱蟲印痕化石第43頁第43頁mold fossil 生物硬體在圍巖表面上印模 包括： 外模、內(nèi)模、復合模2）印?；?注意：印?；纤磻y飾和結構與生物體實際情況，正好凸凹方向相反。第44頁第44頁73 45 外模external mold 生物硬體外表面在圍巖上印模 第45頁第45頁73 46 內(nèi)模internal mold 生物硬體內(nèi)表面在圍巖上印模 第46頁第46頁復合

10、模composite mold 內(nèi)模和外模重疊在一起化石 第47頁第47頁 生物硬體所包圍內(nèi)部空間或生物硬體溶解后形成空間，被沉積物充填固結形成化石 內(nèi)核internal core 外核external core3）核化石core fossil第48頁第48頁73 49 核化石形成過程內(nèi)核外核第49頁第49頁在形成外模和內(nèi)核后，原殼體被所有溶解，沉積物在溶解后空間再次充填形成化石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致，但內(nèi)部結構完全不同。第50頁第50頁73 51 鑄型化石形成過程第51頁第51頁 保留在巖層中古代生物活動留下痕跡和遺物遺跡化石i

11、chnofossil足跡 行跡 拖跡 爬行跡 停息跡 潛穴 第52頁第52頁53 遺跡化石第53頁第53頁73 54 遺跡化石第54頁第54頁Trace fossils: traces and remains left by organisms action through time第55頁第55頁淮南寒武系遺跡化石第56頁第56頁淮南寒武系遺跡化石第57頁第57頁淮南寒武系遺跡化石第58頁第58頁73 59 遺跡化石對于碩士物生活習性、生活方式及生活環(huán)境含有主要意義遺跡化石意義第59頁第59頁分子化石 molecular fossil 分解后古生物有機組分（如脂肪酸、氨基酸等）殘留在地層中形

12、成化石4、化學化石 chemical fossil有機質軟體遭受破壞，但分解后有機組分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可殘留在巖層中 這些殘留物質仍含有一定有機化學分子結構。對摸索生命起源、生物演化及生物成因礦產(chǎn)探尋和開發(fā)含有主要意義。第60頁第60頁73 實體化石 硬體 軟體 模鑄化石 印痕化石 印?；▋?nèi)模外模復合模） 核化石 （內(nèi)核外核 ） 鑄型化石遺跡化石 痕跡 遺物化學化石 分子化石化石保留類型第61頁第61頁1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第62頁第62頁1、化石標本和樣

13、品野外采集 2、化石標本揭發(fā)和分離 3、化石鑒定和記敘 4、化石照相、制圖和復原 5、化石資料分析與應用第63頁第63頁36 化石標本和樣品野外采集工具第64頁第64頁化石標本和樣品野外采集辦法和技術示意圖第65頁第65頁1、化石標本和樣品野外采集 2、化石標本揭發(fā)和分離 3、化石鑒定和記敘 4、化石照相、制圖和復原 5、化石資料分析與應用第66頁第66頁1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第67頁第67頁界kingdom 門phylum 綱class 目order 科family

14、 屬genus 種species 輔助分類單位： 亞sub-，超super- 生 物 分 類 單 位第68頁第68頁 物種species是生物學中最基本分類單位它不是人為分類單元，是生物進化中客觀實體 當代生物學上物種：由雜交可繁殖后代一系列自然居群構成，物種之間是生殖隔離。 它們含有：共同起源 共同形態(tài)特性共同地理區(qū) 共同生態(tài)環(huán)境種間能育第69頁第69頁 共同形態(tài)特性 構成一定居群 含有一定生態(tài)特性 分布于一定地理范圍古生物學中物種判別標志：第70頁第70頁古生物命名法則屬以上分類 單元命名采用單名法，其中第一個字母用大寫；屬名用斜體 Anthozoa （珊瑚綱） Claraia （克氏蛤）

15、 學名均采用拉丁文 或拉丁化文字 第71頁第71頁種命名用雙名法（均為斜體） 屬名 + 種本名 屬名第一個字母大寫，種本名字母所有小寫Claraia aurita （帶耳克氏蛤）亞種命名用三名法（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所有小寫 Claraia aurita minor（帶耳克氏蛤微小亞種） 第72頁第72頁 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 人科 Homo 人 Homo sapiens 智人生物名稱（例1）第

16、73頁第73頁Felis tigris（虎）3個地理亞種：Felis tigris altaica 東北虎 Felis tigris amoyensis 華南虎 Felis tigris sumatrae 南亞虎生物名稱（例2）第74頁第74頁 為了便于查閱，各級正式學名之后要寫上 命名者姓氏 和 公元年號 學名 + 姓氏，年號 Squamularia grandis Chao, 1929化石名稱書寫形式第75頁第75頁生物有效學名是符合國際動物或植物命名法規(guī)所要求 最早正式刊出 名稱 同物異名： Cyrtospirifer Nalivkin, 1918 Sinospirifer Grabau

17、, 1931 Centrospirifer Tien, 1938 異物同名: 按同樣規(guī)則古生物命名法則 - 優(yōu)先律：第76頁第76頁sp. species未定種 如 Eumorphotis sp. sp. indet. species indeterminate不定種 如 Redlichia sp indet. cf. conformis 相同種 或稱比較種 如Claraia cf. wangi gen. nov. genus novum 新屬 （第一次發(fā)表時） 如 Pseudoclaraia gen. nov. sp. nov. species novum 新種 （第一次發(fā)表時） 如Clar

18、kina yini sp. nov. 化石慣用幾種縮寫詞和符號：第77頁第77頁1. 化石定義 2. 化石形成條件 3. 化石保留類型 4. 化石研究辦法 5. 化石分類與命名 6. 古生物學分類系統(tǒng)簡介第二章 化石形成與古生物學第78頁第78頁動物界Animal 無脊椎動物Invertebrate 脊椎動物Vertebrate 植物界Plant 低等植物Lower plant 高等植物Higher plant 第79頁第79頁原生動物門Protozoa 蜓類 海綿動物門Spongia 古杯動物門Archaeocyatha 腔腸動物門Coelenterata 珊瑚 環(huán)節(jié)動物門Annelida 軟體動物門Mollusca雙殼類、頭足類古生物學分類系統(tǒng)(動物界)第80頁第80頁節(jié)肢動物門Arthropoda 三葉蟲 苔蘚動物門Bryozoa 腕足動物門Brachiopoda 棘皮動物門Echinodermata 半索動物門Hemichordata 筆石 脊索動物門Chordata 脊椎動物 古生物學分類系統(tǒng)(動物界續(xù))第81頁第81頁藍藻植物門Cyanophyta 疊層石 硅藻植物門Bacillariophyta 甲藻植物門Pyrrophyta 溝鞭藻類 金藻植物門Crysophyt