化石的形成与古生物学.ppt

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1、1 1.1.化石的定义化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存化石的保存类型型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分化石的分类与命名与命名 6.6.古生物学分类系统简介古生物学分类系统简介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学化石化石 fossil fossil 保存在岩层中地质历史时期的保存在岩层中地质历史时期的生物遗体生物遗体、生生物物活动痕迹活动痕迹及生物成因的残留及生物成因的残留有机物分子有机物分子一、化石的定义 化石区别于一般岩石在于：它与化石区别于一般岩石在于：它与古生物相联系，具有生物特征，如形古生物相联系，具有生物特

2、征，如形状、结构、纹饰、有机化学组分等；状、结构、纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等遗物、工具等 化石与一般岩石的区别4 菊石化石举例73 植物化石化石群微体化石73 怪诞虫及复原图 10 中华微纲虫及复原图 在形态上看似与某些化石十分相似，在形态上看似与某些化石十分相似，但与生物或但与生物或生物生命活动无关生物生命活动无关称为假化石称为假化石假化石假化石“松枝石松枝石”“菊花石菊花石”大化石大化石macrofossil肉眼下即能肉眼下即能研究的化石研究的化石微体化石微体化石microfossil肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于

3、一肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分究的生物体或身体的微小部分超微化石超微化石nannofossil分子化石分子化石Molecularfossil化石分类(体积大小分类)1.1.化石的定义化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存类型化石的保存类型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分类与命名化石的分类与命名 6.6.古生物学分类系统简介古生物学分类系统简介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学73 14 古生物古生物死亡死亡埋藏埋

4、藏石化石化发掘发掘化石的形成过程化石的形成过程:1)1)生物本身的条件生物本身的条件 2)2)生物死后的环境条件生物死后的环境条件 3)3)埋藏条件埋藏条件 4)4)时间条件时间条件 5)5)成岩石化条件成岩石化条件生物具生物具硬体部分硬体部分（壳，骨骼，牙齿，鳞片，蛋壳，骨骼，牙齿，鳞片，蛋）硬体多由矿物质组成硬体多由矿物质组成比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等不太稳定的是霰石、含镁方解石不太稳定的是霰石、含镁方解石有机质硬体有机质硬体如几丁质薄膜、角质层、木质纤维等如几丁质薄膜、角质层、木质纤维等生物本身的条生物本身的条件件生物死后所处的外界环

5、境条件生物死后所处的外界环境条件 物理条件物理条件 如高能水动力条件下生物尸体易被破坏 化学条件化学条件 如水体pH值小于时，CaCO3易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂 生物条件生物条件 如食腐生物和细菌常破坏生物尸体 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 与埋藏的沉积物性质有关 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物,具孔隙的沉积物中的古生 物尸体易被破坏 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如 松脂、冰川冻土等 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能 破坏沉积物内的生物遗体埋藏条件埋藏条件一些特殊的沉积物还能保存生物软体一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、沥青

6、湖、冰川冻土等部分，如松脂、沥青湖、冰川冻土等埋藏前的暴露时间 及时埋藏有利于形成化石；埋藏后不被再挖掘出来；石化作用时间 经过较长地质历史时间的石化作用；短暂、近期内的生物埋藏不成为化石；时间条件时间条件 埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分 成岩石化条件成岩石化条件定义：埋藏在沉积物中的生物体，在成 岩作用中经过物理化学作用的改 造而成为化石的过程 石化作用石化作用(petrifaction)(petrifaction)的定义的定义矿质充填作用矿质充填作用置换作用置换作用碳化作用碳化作用 在石化作用过程中，原来生物体组分被溶解，外来矿物质充填，

7、如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等。如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微 细结构可以保存下来 如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细 结构难以再现 置置换换作作用用 石化作用方式 硅化木硅化木(新疆准葛尔新疆准葛尔)生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬 充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间矿矿质质充充填填作作用用 石化作用方式 矿矿质质充充填填作作用用-腕足动物73 27 生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥 发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石 通常是几丁质的

8、生物体发生此石化作用，其几丁质成分(C15H26N2O10)为主的植物叶化石、笔石枝等经碳化作用，H,N,O挥发，留下碳质薄膜化石碳碳化化作作用用 石化作用方式 碳质薄膜化石笔笔 石石植植 物物 化化 石石1、化石形成条件的严格，地史时期的生物只有 极少部分保存成为化石2、现已发现的化石仅是岩层中保存成化石的一 部分(包含超微化石、分子化石等）由于上述二个因素、表明古生物记录的不完备性。化石记录不完备是古生物学中的基本事实，所以在研究古生物界的面貌及其发展规律时，必需考虑这个事实，避免做出片面结论。化石记录的不完备性化石记录的不完备性 现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地史时期生存过的生物

9、群中极小的一部分 现生生物：已记录170 多万种，估计有500-1000多万种 古生物：已记录13万多种，大量未知化石记录的不完备性化石记录的不完备性古生物化石仅是现代生物编目的73 31 化化石石记记录录的的不不完完备备性性73 32 1.1.化石的定义化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存类型化石的保存类型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分类与命名化石的分类与命名 6.6.古生物学分类系统简介古生物学分类系统简介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学 实体化石实体化石 模铸化石模铸化石 遗迹化石遗迹化石 化学化石化学化石

10、根据化石的保存特点，化石可分为4类：三、化石的保存类型三、化石的保存类型全部生物遗体或部分生物遗体的化石全部生物遗体或部分生物遗体的化石1 1、实体化石、实体化石body fossilbody fossil实实体体化化石石(1)(1)全全部部生生物物遗遗体体的的实实体体化化石石73 37 部部分分生生物物遗遗体体的的实实体体化化石石实实体体化化石石(2(2)73 38 部部分分生生物物遗遗体体的的实实体体化化石石实实体体化化石石(3(3)body fossilsmode and cast fossil mode and cast fossil 保存在岩层中生物体的印模和铸型（复铸物）保存在岩层

11、中生物体的印模和铸型（复铸物）2 2、模铸化石、模铸化石 印痕化石印痕化石印模化石印模化石核化石核化石铸型化石铸型化石根据化石与围根据化石与围岩的关系分成岩的关系分成4 4类：类：生物生物软体软体 在围岩上留下的在围岩上留下的印痕印痕印痕化石印痕化石 云南澄江寒武纪软体复原软体复原软体印痕软体印痕73 42 印痕化石中华微纲虫印痕化石mold fossilmold fossil生物硬体在围岩表面上的印模 包括：外模、内模、复合模2 2）印模化石）印模化石注意：注意：印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际情况，正好凸凹方向相反。73 45 外模外模external mold external

12、mold 生物硬体外表面在围岩上的印模 73 46 内模内模internal mold internal mold 生物硬体内表面在围岩上的印模 复合模复合模composite mold composite mold 内模和外模重叠在一起的化石 生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石 内核internal core 外核external core3 3）核化石）核化石core fossilcore fossil73 49 核化石的形成过程内核内核外核外核在形成外模和内核后，原壳体被全部溶解，沉积物在溶解后的空间再次充填形成的化石4 4）铸型化石）铸型化石

13、cast fossilcast fossil 铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原生物体一致，但内部构造完全不同。生物体一致，但内部构造完全不同。73 51 铸型化石的形成过程铸型化石的形成过程 保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物遗迹化石遗迹化石ichnofossilichnofossil足迹足迹 行迹行迹 拖迹拖迹 爬行迹爬行迹 停息迹停息迹 潜穴潜穴 53 遗遗迹迹化化石石73 54 遗迹化石遗迹化石Trace fossils:traces and remains left by organisms action through time淮

14、淮南南寒寒武武系系遗遗迹迹化化石石淮淮南南寒寒武武系系遗遗迹迹化化石石淮淮南南寒寒武武系系遗遗迹迹化化石石73 59 遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义及生活环境具有重要意义遗迹化石的意义遗迹化石的意义分子化石 molecular fossil 分解后的古生物有机组分（如脂肪酸、氨基酸等）残留在地层中形成的化石4、化学化石 chemical fossil有机质软体遭受破坏，但分解后的有机组分，如脂肪酸、氨基酸等，有机质软体遭受破坏，但分解后的有机组分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中仍可残留在岩层中 这些残留物质仍具有一定

15、的有机化学分子结构。这些残留物质仍具有一定的有机化学分子结构。对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要意义。意义。73 实体化石实体化石 硬体 软体 模铸化石模铸化石 印痕化石 印模化石（内模外模复合模）核化石 （内核外核）铸型化石遗迹化石遗迹化石 痕迹 遗物化学化石化学化石 分子化石化石的保存类型化石的保存类型1.1.化石的定化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存化石的保存类型型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分化石的分类与命名与命名 6.6.古生物学分古生物学分类

16、系系统简介介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学1 1、化石标本和样品的野外采集、化石标本和样品的野外采集 2 2、化石标本的揭露和分离、化石标本的揭露和分离 3 3、化石的鉴定和记叙、化石的鉴定和记叙 4 4、化石的照相、制图和复原、化石的照相、制图和复原 5 5、化石资料的分析与应用、化石资料的分析与应用36 化化石石标标本本和和样样品品的的野野外外采采集集工工具具化石化石标本标本和样和样品的品的野外野外采集采集方法方法和技和技术示术示意图意图1 1、化石标本和样品的野外采集、化石标本和样品的野外采集 2 2、化石标本的揭露和分离、化石标本的揭露和分离 3 3、化石的鉴定

17、和记叙、化石的鉴定和记叙 4 4、化石的照相、制图和复原、化石的照相、制图和复原 5 5、化石资料的分析与应用、化石资料的分析与应用1.1.化石的定化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存化石的保存类型型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分类与命名化石的分类与命名 6.6.古生物学分古生物学分类系系统简介介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学界界kingdomkingdom 门门phylum phylum 纲纲class class 目目order order 科科familyfamily 属属genus genus 种种spe

18、cies species 辅助分类单位：辅助分类单位：亚亚sub-sub-，超，超supersuper-生 物 分 类 单 位 物种species是生物学中最基本的分类单位它不是人为的分类单元，是生物进化中的客观实体现代生物学上的物种：由杂交可繁殖后代的现代生物学上的物种：由杂交可繁殖后代的一系列自然居群组成，物种之间是一系列自然居群组成，物种之间是生殖隔离生殖隔离的。的。它们具有它们具有：共同的起源共同的起源 共同的形态特征共同的形态特征共同的地理区共同的地理区 共同的生态环境共同的生态环境种间能育种间能育 共同的形态特征 构成一定的居群 具有一定的生态特征 分布于一定的地理范围古生物学中的

19、物种鉴别标志：古生物学中的物种鉴别标志：古生物的命名法则古生物的命名法则属以上分类属以上分类 单元的命名采用单元的命名采用单名法，单名法，其中第一其中第一个字母用大写；个字母用大写；属名用斜体属名用斜体 Anthozoa Anthozoa （珊瑚纲）（珊瑚纲）Claraia Claraia （克氏蛤）（克氏蛤）学名均采用拉丁文学名均采用拉丁文 或拉丁化文字或拉丁化文字 种的命名用种的命名用双名法双名法（均为斜体）（均为斜体）属名属名 +种本名种本名 属名第一个字母大写，种本名字母全部小写属名第一个字母大写，种本名字母全部小写Claraia aurita Claraia aurita（带耳克氏蛤

20、）（带耳克氏蛤）亚种的命名用亚种的命名用三名法三名法（均为斜体）（均为斜体）属名属名 +种本名种本名 +亚种名亚种名 属名第一个字母大写，种本名和亚种名字母全部小写属名第一个字母大写，种本名和亚种名字母全部小写 Claraia aurita minorClaraia aurita minor（带耳克氏蛤微小亚种）（带耳克氏蛤微小亚种）Animalia 动物界 Chordata 脊索动物门 Vertebrata 脊椎动物亚门 Mammalia 哺乳纲 Primates 灵长目 Hominidae 人科 Homo 人 Homo sapiens 智人生物的名称（例（例1）Felis tigris（虎

21、）的3个地理亚种：Felis tigris altaica 东北虎 Felis tigris amoyensis 华南虎 Felis tigris sumatrae 南亚虎生物的名称（例（例2 2）为了便于查阅，各级正式学名之后要写上 命名者的姓氏 和 公元年号 学名 +姓氏，年号 Squamularia grandis Chao,1929化石名称的书写形式生物的有效学名是符合国际动物或植物命名法生物的有效学名是符合国际动物或植物命名法规所规定的规所规定的 最早正式刊出最早正式刊出 的名称的名称 同物异名同物异名：Cyrtospirifer Nalivkin,1918 1918 Sinospi

22、rifer Grabau,1931,1931 Centrospirifer Tien,1938,1938 异物同名异物同名:按同样规则按同样规则古生物的命名法则古生物的命名法则 -优先律：优先律：sp.species未定种未定种如如Eumorphotis sp.sp.indet.speciesindeterminate不定种不定种如如Redlichiaspindet.cf.conformis相似种相似种或称比较种或称比较种如如Claraiacf.wangigen.nov.genusnovum新属新属（第一次发表时）如如Pseudoclaraiagen.nov.sp.nov.speciesnov

23、um新种新种（第一次发表时）如如Clarkina yinisp.nov.化石常用的几种缩写词和符号：化石常用的几种缩写词和符号：1.1.化石的定化石的定义 2.2.化石的形成条件化石的形成条件 3.3.化石的保存化石的保存类型型 4.4.化石的研究方法化石的研究方法 5.5.化石的分化石的分类与命名与命名 6.6.古生物学分类系统简介古生物学分类系统简介第二章第二章 化石的形成与古生物学化石的形成与古生物学动物界动物界Animal无脊椎动物无脊椎动物Invertebrate脊椎动物脊椎动物Vertebrate植物界植物界Plant低等植物低等植物Lowerplant高等植物高等植物Higher

24、plant n原生动物门原生动物门Protozoa蜓类蜓类n海绵动物门海绵动物门Spongian古杯动物门古杯动物门Archaeocyathan腔肠动物门腔肠动物门Coelenterata珊瑚珊瑚n环节动物门环节动物门Annelidan软体动物门软体动物门Mollusca双壳类、头足类双壳类、头足类古生物学分类系统(动物界动物界)n节肢动物门节肢动物门Arthropoda三叶虫三叶虫n苔藓动物门苔藓动物门Bryozoan腕足动物门腕足动物门Brachiopodan棘皮动物门棘皮动物门Echinodermatan半索动物门半索动物门Hemichordata笔石笔石n脊索动物门脊索动物门Chord

25、ata脊椎动物脊椎动物 古生物学分类系统(动物界动物界续续)n蓝藻植物门蓝藻植物门Cyanophyta叠层石叠层石n硅藻植物门硅藻植物门Bacillariophytan甲藻植物门甲藻植物门Pyrrophyta沟鞭藻类沟鞭藻类n金藻植物门金藻植物门Crysophyta颗石藻类颗石藻类n轮藻植物门轮藻植物门Charophyta古生物学分类系统(低等植物低等植物)n苔藓植物门苔藓植物门Bryophytan原蕨植物门原蕨植物门Protopteridophytan石松植物门石松植物门Lycophytan节蕨植物门节蕨植物门Arthrophytan真蕨植物门真蕨植物门Pteridophytan前裸子植物门前裸子植物门Progymnospermophyta 古生物学分类系统(高等植物高等植物)n种子蕨植物门种子蕨植物门Pteridospermophytan苏铁植物门苏铁植物门Cycadophytan银杏植物门银杏植物门Ginkgophytan松柏植物门松柏植物门Coniferophytan有花植物门有花植物门Anthophyta古生物学分类系统(高等植物高等植物续续)