化石的形成和古生物學(xué)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第1頁(yè)第1頁(yè)化石 fossil 保留在巖層中地質(zhì)歷史時(shí)期生物遺體、生物活動(dòng)痕跡及生物成因殘留有機(jī)物分子一、化石定義第2頁(yè)第2頁(yè) 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(jié)構(gòu)、紋飾、有機(jī)化學(xué)組分等；或者含有生命活動(dòng)信息：生物遺跡、遺物、工具等 化石與普通巖石區(qū)別第3頁(yè)第3頁(yè)4 菊石化石舉例第4頁(yè)第4頁(yè)73 植物化石第5頁(yè)第5頁(yè)第6頁(yè)第6頁(yè)化石群第7頁(yè)第7頁(yè)微體化石第8頁(yè)第8頁(yè)73 怪誕蟲及復(fù)原圖 第9頁(yè)第9頁(yè)10 中華微

2、綱蟲及復(fù)原圖 第10頁(yè)第10頁(yè)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(dòng)無關(guān)稱為假化石假化石“ 松枝石 ”“菊花石”第11頁(yè)第11頁(yè)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(shè)備及通過一定手段才干進(jìn)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(yè)第12頁(yè)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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第13頁(yè)

3、第13頁(yè)73 14 古生物 死亡 埋藏 石化 發(fā)掘化石形成過程:第14頁(yè)第14頁(yè) 1) 生物本身?xiàng)l件 2) 生物死后環(huán)境條件 3) 埋藏條件 4) 時(shí)間條件 5) 成巖石化條件第15頁(yè)第15頁(yè)生物具硬體部分（殼，骨骼，牙齒，鱗片，蛋）硬體多由礦物質(zhì)構(gòu)成 比較穩(wěn)定是方解石、硅質(zhì)化合物、磷酸鈣等 不太穩(wěn)定是霰石、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)纖維等生物本身?xiàng)l件第16頁(yè)第16頁(yè)生物死后所處外界環(huán)境條件 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 生物死后環(huán)

4、境條件第17頁(yè)第17頁(yè) 與埋藏沉積物性質(zhì)相關(guān) 圈閉較好沉積物易于保留，如化學(xué)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?xiàng)镆材?破壞沉積物內(nèi)生物遺體 埋藏條件第18頁(yè)第18頁(yè) 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(yè)第19頁(yè)埋藏前暴露時(shí)間 及時(shí)埋藏有助于形成化石 ； 埋藏后不被再挖掘出來 ；石化作用時(shí)間 通過較長(zhǎng)地質(zhì)歷史時(shí)間石化作用 ； 短暫、近期內(nèi)生物埋藏不成為化石； 時(shí)間條件第20頁(yè)第20頁(yè) 埋藏尸體與周圍沉積物一起，在漫長(zhǎng)地史成巖過程中，逐步石化，形成

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

6、在生物硬體結(jié)構(gòu)中，如貝殼微孔、脊椎動(dòng)物骨髓； 也能夠發(fā)生在生物硬體結(jié)構(gòu)之間，如有孔蟲房室、珊瑚隔壁之間礦 質(zhì) 充 填 作 用 石化作用方式 第25頁(yè)第25頁(yè)礦 質(zhì) 充 填 作 用 - 腕足動(dòng)物 第26頁(yè)第26頁(yè)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(zhì)薄膜保留為化石 通常是幾丁質(zhì)生物體發(fā)生此石化作用，其幾丁質(zhì)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(zhì)薄膜化石碳 化 作 用 石化作用方式 第27頁(yè)第27頁(yè) 碳質(zhì)薄膜化石筆 石植 物 化 石第28頁(yè)第28頁(yè)1、化石形成條件嚴(yán)格，地史時(shí)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(gè)原因、表明古生物統(tǒng)計(jì)不完備性?；y(tǒng)計(jì)不完備是古生物學(xué)中基本事實(shí)，因此在研究古生物界面貌及其發(fā)展規(guī)律時(shí)，必需考慮這個(gè)事實(shí)，避免做出片面結(jié)論?；y(tǒng)計(jì)不完備性第29頁(yè)第29頁(yè) 現(xiàn)今我們能夠在地層中觀測(cè)到化石僅是各地史時(shí)期生存過生物群中極小一部分 現(xiàn)生生物：已統(tǒng)計(jì)170 多萬種，預(yù)計(jì)有500-1000多萬種 古生物：已統(tǒng)計(jì)13萬各種，大量未知化石統(tǒng)計(jì)不完備性古生物化石僅是現(xiàn)代生物編目8.7第30頁(yè)第30頁(yè)73 31 化石統(tǒng)計(jì)不完備性第31頁(yè)第31頁(yè)73 32 第32頁(yè)第32頁(yè)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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第33頁(yè)第33頁(yè) 實(shí)體化石 模鑄化石 遺跡化石 化學(xué)化石 依據(jù)化石保留特點(diǎn)，化石可分為4類：三、化石保留類型第34頁(yè)第34頁(yè)所有生物遺體或部分生物遺體化石1、實(shí)體化石body fossil第35頁(yè)第35頁(yè)實(shí)體化石(1)所有生物遺體實(shí)體化石第36頁(yè)第36頁(yè)73 37 部分生物遺體實(shí)體化石實(shí)體化石(2)第37頁(yè)第37頁(yè)73 38 部分生物遺體實(shí)體化石實(shí)體化石(3)第38頁(yè)第38頁(yè)body fossils第39頁(yè)第39頁(yè)mode and cast fossil 保留在巖層中生物體印模和鑄型（復(fù)鑄物）2

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

10、模composite mold 內(nèi)模和外模重疊在一起化石 第47頁(yè)第47頁(yè) 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(jié)形成化石 內(nèi)核internal core 外核external core3）核化石core fossil第48頁(yè)第48頁(yè)73 49 核化石形成過程內(nèi)核外核第49頁(yè)第49頁(yè)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(jié)構(gòu)完全不同。第50頁(yè)第50頁(yè)73 51 鑄型化石形成過程第51頁(yè)第51頁(yè) 保留在巖層中古代生物活動(dòng)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(yè)第52頁(yè)53 遺跡化石第53頁(yè)第53頁(yè)73 54 遺跡化石第54頁(yè)第54頁(yè)Trace fossils: traces and remains left by organisms action through time第55頁(yè)第55頁(yè)淮南寒武系遺跡化石第56頁(yè)第56頁(yè)淮南寒武系遺跡化石第57頁(yè)第57頁(yè)淮南寒武系遺跡化石第58頁(yè)第58頁(yè)73 59 遺跡化石對(duì)于碩士物生活習(xí)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(yè)第59頁(yè)分子化石 molecular fossil 分解后古生物有機(jī)組分（如脂肪酸、氨基酸等）殘留在地層中形

12、成化石4、化學(xué)化石 chemical fossil有機(jī)質(zhì)軟體遭受破壞，但分解后有機(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)仍含有一定有機(jī)化學(xué)分子結(jié)構(gòu)。對(duì)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(yè)第60頁(yè)73 實(shí)體化石 硬體 軟體 模鑄化石 印痕化石 印?；▋?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 分子化石化石保留類型第61頁(yè)第61頁(yè)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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第62頁(yè)第62頁(yè)1、化石標(biāo)本和樣

13、品野外采集 2、化石標(biāo)本揭發(fā)和分離 3、化石鑒定和記敘 4、化石照相、制圖和復(fù)原 5、化石資料分析與應(yīng)用第63頁(yè)第63頁(yè)36 化石標(biāo)本和樣品野外采集工具第64頁(yè)第64頁(yè)化石標(biāo)本和樣品野外采集辦法和技術(shù)示意圖第65頁(yè)第65頁(yè)1、化石標(biāo)本和樣品野外采集 2、化石標(biāo)本揭發(fā)和分離 3、化石鑒定和記敘 4、化石照相、制圖和復(fù)原 5、化石資料分析與應(yīng)用第66頁(yè)第66頁(yè)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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第67頁(yè)第67頁(yè)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(yè)第68頁(yè) 物種species是生物學(xué)中最基本分類單位它不是人為分類單元，是生物進(jìn)化中客觀實(shí)體 當(dāng)代生物學(xué)上物種：由雜交可繁殖后代一系列自然居群構(gòu)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(yè)第69頁(yè) 共同形態(tài)特性 構(gòu)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(xué)中物種判別標(biāo)志：第70頁(yè)第70頁(yè)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(gè)字母用大寫；屬名用斜體 Anthozoa （珊瑚綱） Claraia （克氏蛤）

15、 學(xué)名均采用拉丁文 或拉丁化文字 第71頁(yè)第71頁(yè)種命名用雙名法（均為斜體） 屬名 + 種本名 屬名第一個(gè)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(gè)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(yè)第72頁(yè) Animalia 動(dòng)物界 Chordata 脊索動(dòng)物門 Vertebrata 脊椎動(dòng)物亞門 Mammalia 哺乳綱 Primates 靈長(zhǎng)目 Hominidae 人科 Homo 人 Homo sapiens 智人生物名稱（例1）第

16、73頁(yè)第73頁(yè)Felis tigris（虎）3個(gè)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(yè)第74頁(yè) 為了便于查閱，各級(jí)正式學(xué)名之后要寫上 命名者姓氏 和 公元年號(hào) 學(xué)名 + 姓氏，年號(hào) Squamularia grandis Chao, 1929化石名稱書寫形式第75頁(yè)第75頁(yè)生物有效學(xué)名是符合國(guó)際動(dòng)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(yè)第76頁(yè)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(shí)） 如 Pseudoclaraia gen. nov. sp. nov. species novum 新種 （第一次發(fā)表時(shí)） 如Clar

18、kina yini sp. nov. 化石慣用幾種縮寫詞和符號(hào)：第77頁(yè)第77頁(yè)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(xué)分類系統(tǒng)簡(jiǎn)介第二章 化石形成與古生物學(xué)第78頁(yè)第78頁(yè)動(dòng)物界Animal 無脊椎動(dòng)物Invertebrate 脊椎動(dòng)物Vertebrate 植物界Plant 低等植物L(fēng)ower plant 高等植物Higher plant 第79頁(yè)第79頁(yè)原生動(dòng)物門Protozoa 蜓類 海綿動(dòng)物門Spongia 古杯動(dòng)物門Archaeocyatha 腔腸動(dòng)物門Coelenterata 珊瑚 環(huán)節(jié)動(dòng)物門Annelida 軟體動(dòng)物門Mollusca雙殼類、頭足類古生物學(xué)分類系統(tǒng)(動(dòng)物界)第80頁(yè)第80頁(yè)節(jié)肢動(dòng)物門Arthropoda 三葉蟲 苔蘚動(dòng)物門Bryozoa 腕足動(dòng)物門Brachiopoda 棘皮動(dòng)物門Echinodermata 半索動(dòng)物門Hemichordata 筆石 脊索動(dòng)物門Chordata 脊椎動(dòng)物 古生物學(xué)分類系統(tǒng)(動(dòng)物界續(xù))第81頁(yè)第81頁(yè)藍(lán)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