第五章-古生物和地層

1、第五章古生物學(xué)與地層學(xué)，第五章古生物學(xué)與地層學(xué)，古生物學(xué)與化石年代學(xué)及地層劃分與對比，第一節(jié)古生物學(xué)與化石，生活在地質(zhì)歷史時期(12000年前)的生物。1.古生物學(xué)及其演變。1.古生物學(xué)概念：大約10億年前；地球上沒有生物；大約35億年前：單細(xì)胞細(xì)菌和藻類出現(xiàn)在生物體中；大約7億年前：無脊椎動物出現(xiàn)；大約4億年前：植物登陸形成陸地森林；大約3.5億年前：動物登陸(晚泥盆世)；古生物學(xué)大約在200萬年前：最早的猿人出現(xiàn)了；古生物學(xué)的地質(zhì)歷史大約在12，000年前：人類歷史已經(jīng)被文化所記錄?，F(xiàn)代生物學(xué)、現(xiàn)代考古學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)，在繁衍之后，走向滅絕，然后恢復(fù)和繁衍(更高層次)；2.生物進(jìn)化過程：在晚

2、元古代和早寒武世(7億至5.3億年前)，有一個偉大的生物發(fā)展時期。魚類時代，志留紀(jì)泥盆紀(jì)(4.432億年前)，動植物登陸，植物4億年前，動物3.5億年前，恐龍時代，侏羅紀(jì)白堊紀(jì)(1.35205億年前)，人類出現(xiàn)34萬年前。3.生物進(jìn)化的特征：(1)漸進(jìn)性：簡單與復(fù)雜，低級與高級；(2)階段：原核單細(xì)胞真核單細(xì)胞真核多細(xì)胞，繁榮和滅絕；(3)不可逆性：它只出現(xiàn)一次，絕不會在滅絕后重新出現(xiàn)；(4)多樣性：多種水生、動物和植物，低級和高級共存；(5)適應(yīng)性：形狀、生理和習(xí)慣適應(yīng)生活環(huán)境；(6)物種滅絕：一個物種或群體消失并且不再出現(xiàn)?；枪派飳W(xué)的研究對象，具有一定的生物學(xué)特征。如大小、形狀、結(jié)構(gòu)

3、、裝飾和構(gòu)成生命的殘存有機(jī)物等。必須保存在巖石中。第二，石頭，保存在巖石中的古代生物的遺骸。(1)生物必須有一定的硬件。如動物的殼、骨頭、植物的木質(zhì)纖維等。否則容易氧化、腐爛，難以保存。(2)生物死后很快被埋葬。生物死亡后，必須盡快用沉積物掩埋，以免長時間暴露在地下腐爛或被其他動物吞食。由于海洋和湖泊中不斷沉積沉積物，這是保存生物遺跡的好地方。(3)必須經(jīng)歷一定地質(zhì)時期的石化過程，內(nèi)外動力地質(zhì)作用程度較小。以防止形成的化石遭到破壞。1.化石形成條件：因此，化石記錄的古生物特征是不完整的，這被稱為“化石記錄的不完整”。徐氏陸豐龍：通過充填形成化石。石化：指礦物填充或替代生物硬件，使生物保持致密和

4、堅硬?；男纬蛇^程有以下幾種形式：充填：生物硬體內(nèi)的各種空隙被地下水中的礦物充填，如脊椎動物化石、輪菊石、雙殼類、重結(jié)晶形成的固體化石、再結(jié)晶：形成生物硬件的礦物、在地?zé)崮芎偷貙訅毫τ绊懴旅撍?、晶體粗化、晶格轉(zhuǎn)變或離子沉淀形成的化石、筆石、葉化石、上升碳化形成的化石。上升碳化：生物體中的有機(jī)硬件在地?zé)崮艿淖饔孟罗D(zhuǎn)移了原始成分中的氫、氧和氮等元素，只留下碳，如植物葉子。菊石化石由交替、黃鐵礦化、銅化、交替形成：原始物質(zhì)被礦物取代，但原始結(jié)構(gòu)和構(gòu)造仍保留，如硅化木材；2.化石保存類型：(1)固體化石：原始生物部分或全部作為化石保存。不變的實體：如琥珀中的昆蟲和凍土中的猛犸象；實體變化：石化后：如

5、珊瑚、腕足動物化石、猛犸象化石：25，000年前在1901年西伯利亞第四紀(jì)冰期的凍土層中發(fā)現(xiàn)的猛犸象化石，不僅骨骼完整，而且皮毛、肉、血都保存完好，據(jù)說肉還可以吃。琥珀昆蟲被包裹在樹脂中，作為化石保存下來。琥珀中的蚊子(不變的實體)、琥珀中的昆蟲、印痕：巖石層上沒有硬件的生物或植物的葉子留下的痕跡印痕：巖石中有硬件的動植物的莖留下的痕跡，包括：內(nèi)模和外模；(2)模制化石：指巖石層中生物遺跡所占據(jù)的空間充滿了礦物質(zhì)，它們消失了，圖像保留了下來。也就是說，重鑄留下了巖石層中的生物遺跡并留下了深刻的印象。根據(jù)化石的數(shù)量，它僅次于固體化石。遺跡化石：在古生物學(xué)活動中留在沉積物表面和內(nèi)部的痕跡或遺跡。爬

6、行軌跡、生活軌跡、覓食軌跡、耕作軌跡等。遺跡化石：蛋化石、糞便化石等。古代人類的石器和骨骼。1.確定地層的相對地質(zhì)年齡，劃分和比較地層。2.恢復(fù)古地理和古氣候。3.推斷構(gòu)造活動的特征。4.確定石油和天然氣等沉積礦物的來源和分布。5.研究古天文學(xué)。3.研究古生物學(xué)的意義。劃分和比較階層。標(biāo)準(zhǔn)化石：在地質(zhì)史上，它持續(xù)時間短，演化快，發(fā)展迅速。例如：寒武紀(jì)三葉蟲，侏羅紀(jì)白堊紀(jì)恐龍，古地理和古氣候的恢復(fù)，造礁珊瑚：在水溫18的海水中，水體清澈，陽光充足。猛犸象：相化石，一種生活在寒冷環(huán)境中并反映特定沉積環(huán)境的化石，1億年前的貴州魚龍。這塊化石大約有100米長，相對完整.這是一種獨特的海洋生物，表明貴州

7、高原當(dāng)時仍是一片廣闊的海洋。研究沉積巖和沉積礦物的成因，硅藻土是由大量硅藻殼堆積而成的；煤被植物堆積和掩埋。石油和油頁巖的形成與生物學(xué)密切相關(guān)。為了驗證大陸漂移，魏格納在20世紀(jì)初提出了大陸漂移理論。老鴉洲北部：北美洲和歐亞大陸的拼接，岡瓦納大陸南部：南極洲、澳大利亞、印度、非洲和南美洲的拼接和解體期：中生代。為了驗證大陸漂移和解釋地質(zhì)構(gòu)造問題，生物礁的開發(fā)對水深有嚴(yán)格的要求，既不能暴露在水面上，也不能暴露在日照不足的深水區(qū)。根據(jù)珊瑚礁的厚度，可以研究地殼下沉幅度。麻櫟和黃櫟的化石發(fā)現(xiàn)于喜馬拉雅山西霞邦馬峰北坡海拔5900米的第三紀(jì)末黃砂巖中。這種植物現(xiàn)在生活在喜馬拉雅山南坡海拔2500米的常

8、綠闊葉林中。因此，自第三紀(jì)末以來，西霞邦馬峰已經(jīng)上升了3000多米。通過對造礁珊瑚的觀察和研究，發(fā)現(xiàn)：a、地球上的B造礁珊瑚一天一夜生長一次，現(xiàn)在一年360-365次，每28次是一個生長帶，相當(dāng)于一個農(nóng)歷月(28天)的周期。石炭紀(jì)：385-390個周期/年；泥盆紀(jì)：每年約400圈，每天約20小時。也就是說，根據(jù)生長線圈的數(shù)量，一年中的天數(shù)逐漸減少，而一天中的小時數(shù)逐漸增加，這表明地球的旋轉(zhuǎn)速度正在有規(guī)律地減慢。古天文學(xué)的研究是對地殼發(fā)展過程中某一地質(zhì)時期形成的層狀巖石的總稱。第二節(jié)地質(zhì)時代和地層單位。1.地層及其序列，包括沉積巖、火山巖和變質(zhì)巖，都是新舊交替的。因此，階層有時間的概念。1.地層

9、概念：2 .地層層序的確定和層序地層的形成。在正常情況下，晚期地層總是位于早期地層之上，地層越高，其地質(zhì)時代就越新；階層越低，它就越老。這種“上至新，下至舊”的地層關(guān)系是正常層序，反過來，它被稱為反轉(zhuǎn)層序。2.關(guān)于地層的成因有許多觀點。17世紀(jì)，化石分布的奇異性，特別是高山地層中海洋化石的出現(xiàn)，引起了當(dāng)時的極大關(guān)注。英國醫(yī)學(xué)教授伍德沃德(16651728)根據(jù)圣經(jīng)中摩西洪水的說法，提出了巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)的氫化理論。圣經(jīng)上說：上帝創(chuàng)造世界后，世界充滿了邪惡。為了懲罰人類，上帝讓洪水泛濫了40天，摧毀了地面上所有的生物。只有諾亞一家和他們帶來的一些生物幸存在方舟里。伍德沃德認(rèn)為海洋化石出現(xiàn)在高山上的原

10、因完全是洪水沖積的結(jié)果。1695年，他發(fā)表了地球自然史探索，闡述了洪水對地層變化的影響，提出了地層沉積理論。英國植物學(xué)家亨利(1627-1705):他注意到地層中新舊化石的現(xiàn)象，認(rèn)為地層的堆積不能用洪水來解釋。他提出地層的形成是地球上火山運動的結(jié)果，火山巖層是由于火山的不斷噴發(fā)而形成的，每一層都有生物遺跡或化石。這是最早的富豪主義。關(guān)于地層的起源，在18世紀(jì)，隨著地質(zhì)調(diào)查活動的大規(guī)模發(fā)展，人們掌握了更多的地質(zhì)知識。水學(xué)家和深成主義者掌握了更多的經(jīng)驗材料作為他們自己的證據(jù)，并不斷修正和補(bǔ)充他們的理論。有兩個有代表性的人物：沃納(1749-1817)，一位持有水化學(xué)理論的德國地質(zhì)學(xué)家，和赫頓(17

11、26-1797)，一位持有深成說的英國地質(zhì)學(xué)家。兩派之間的辯論曠日持久。沃納認(rèn)為地球最初是一個原始的海洋，所有的巖石大多是由化學(xué)沉淀和海水中的機(jī)械沉積形成的。結(jié)晶形成的原始巖石沒有化石，是最古老的；沉淀形成的巖石中只有少量化石；沉積形成的巖石含有最多的化石。他也承認(rèn)火山爆發(fā)是一種地質(zhì)力，但認(rèn)為火山是由地下燃煤引起的，地下燃煤只是在地質(zhì)層形成后才出現(xiàn)，起不了什么重要作用。地層的起源，赫頓，1795，地質(zhì)理論:系統(tǒng)地闡述了深成主義的地質(zhì)理論。地球內(nèi)部是熱熔巖，當(dāng)它從裂縫中出來時，就變成了火山。當(dāng)熔巖冷卻并凝固時，它會形成水晶石。結(jié)晶巖石的表面是沉積巖。沉積巖是由地球內(nèi)部的熱量和陸地及海洋的壓力結(jié)合

12、而成的。它的多層性反映了極其漫長的地質(zhì)形成時間。漸變理論的先驅(qū)。2.地層成因；3.地層接觸關(guān)系，具有連續(xù)沉積、平面、平行地殼運動和穩(wěn)定的整體接觸；3.地層接觸關(guān)系，地層間沉積不連續(xù)，但上下產(chǎn)狀基本一致，并以風(fēng)化剝蝕面為界。平行不整合接觸：平行不整合的形成過程，地層接觸關(guān)系：地層運動的反映。第三，地層之間的接觸關(guān)系，上、下地層的產(chǎn)狀不同，存在明顯的地層缺失和風(fēng)化剝離現(xiàn)象，不連續(xù)性不均勻。角度不整合接觸、角度不整合的形成過程和地層接觸關(guān)系：地層運動的反映。地層的不整合接觸關(guān)系；4.地質(zhì)年齡；1.相對地質(zhì)時代：根據(jù)地層古生物的演化，將地質(zhì)歷史劃分為不同的時間間隔，并按順序確定。兩種方法的相對地質(zhì)年齡

13、和絕對地質(zhì)年齡以下列單位表示：時代、時代、時代、時間、地質(zhì)年齡與生物進(jìn)化發(fā)育階段對照表、元、地質(zhì)年齡、2、絕對地質(zhì)年齡：通過測量巖石中放射性元素的衰變規(guī)律以年為單位確定的巖石的絕對年齡。1.相對地質(zhì)時代：根據(jù)地層中古生物的演化，將地質(zhì)歷史劃分為不同的時間間隔，并根據(jù)序列確定早期和晚期的關(guān)系。單位：絕對地質(zhì)年代測定的常用方法，87Rb 87Sr的半衰期為486億年，232年208 Pb 64 he 139億年，238U 206Pb 8 4He 45億年，40k 40 ar 13億年，235u207pb74he71億年，常用于確定古巖石的地質(zhì)年齡。14C 14N，半衰期僅為5730年。它主要用于確

14、定最新地質(zhì)事件和考古材料的年代，誤差為百分之幾。1973年在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)，距今38億年。1983年，幾種礦物顆粒最古老的巖石，占據(jù)一定空間的巖石。b、有一定的巖性和巖相特征；具有一定的古生物化石特征。5.地層單位。據(jù)此，可以劃分出三個地層單位：1 .年代地層單位。巖石地層單位。生物地層單位1。年代地層單位。注：時間單位為早、中、晚，如早三疊世、中三疊世和晚三疊世。地層單位為上、中、下三疊統(tǒng)，包括下三疊統(tǒng)、中三疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)。根據(jù)地層的地質(zhì)年齡，該單元的頂部和底部等時線。地質(zhì)年，記住！2.根據(jù)地層的巖性和巖相特征劃分巖石地層單元。從大到小的單位是組、組、段和層。本單元未考慮地質(zhì)時代和地層化石，因此沒有嚴(yán)格的時間概念，即巖性界面不是完全等時的。濟(jì)陽坳陷新生代巖石地層單位：根據(jù)地層中的化石類型和化石組合劃分。單元：生物帶組合帶、嶺帶峰帶等帶；3.生物地層單位：1。古生物化石數(shù)據(jù)