化石的形成条件-生物探索

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,73,*,*,古生物学Palaeontology,73,1,古生物学的分科,*古动物学paleozoology,古无脊椎动物学invertebrate paleontology,古脊椎动物学vertebrate paleontology,古人类学paleoanthropology,*古植物学paleobotany,古藻类学paleoalgology,孢粉学palynology,*古遗迹学paleoichnology,*微体古生物学micropaleontology,*超微古生物学ultramicropaleontology,*分子古生物学molecular paleontology,73,2,第一讲 古生物学原理,.,73,3,一.,化石的形成及化石类型Fossils and Preservation,化石的定义,-,化石的形成条件,-,化石的保存类型,73,4,1. 化石的定义,化石 fossil,保存在岩层中,地质历史时期,的,生物遗体,和,生命活动痕迹,及生物成因的残留有机物分子.,73,5,化石区分于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：外形、构造、纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等,73,6,假化石pseudofossil,与化石相像，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等,大化石macrofossil,用常规方法在肉眼下即能争论的化石,微化石microfossil,肉眼不能直接牢靠地区分，需要借助于肯定的仪器设备及通过肯定的手段才能进展争论的生物体或身体的微小局部,超微化石nannofossil,3 、化石类型 (体积大小分类),73,7,73,8,假化石,1 pseudofossil,在形态上与某些化石特别相像，但与生物或生物生命活动无关只能称为假化pseudofossil，如姜结石、龟背石、泥石、卵形砾石、波痕、放射状结晶的矿物集合体、矿质结核、树枝状铁猛质沉积物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均为假化石,73,8,73,9,假化石,2 pseudofossil,但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是“辟尔当人”Piltdown man大事，1913年，报导英国辟尔当觉察人类头骨化石，定名为曙人Eoanthropus dawsoni，对“曙人”在人类演化中系统发生的位置及其本身的牢靠性曾引起剧烈的争论。直到1953年有人用氟处理该标本后证明属伪造，所谓的辟尔当人是用现代人的颅骨和细心加工的猩猩下颌骨拼合在一起的假人类头骨，是人为构成的假化石,73,9,73,10,2. 化石的形成条件古生物(ancient life)死亡(death)埋藏(entomb)石化(petrifaction)开掘(excavate),73,11,化石的形成条件,-生物本身的条件,-生物死后的环境条件,-埋藏条件,-时间条件,-成岩石化条件,73,12,2.1. 生物本身的条件,生物硬体,矿化硬体hard mineralized skeleton,矿化程度,矿化组分,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,有机质硬体hard organic skeleton,如几丁质薄膜、角质层、木质物等,73,13,化石的形成条件,-生物本身的条件,-生物死后的环境条件,-埋藏条件,-时间条件,-成岩石化条件,73,14,2.2. 生物死后的环境条件,即生物死后所处的外界环境条件,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,如水体pH值小于7.8时，CaCO,3,易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂,生物条件,如食腐生物和细菌常破坏生物尸体,73,15,化石的形成条件,生物本身的条件,生物死后的环境条件,埋藏条件,时间条件,成岩石化条件,73,16,2.3. 埋藏条件,与埋藏的沉积特性质有关,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,一些特殊的沉积物还能保存生物软体局部，如松脂、冰川冻土等,73,17,埋藏条件,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,一些特殊的沉积物还能保存生物软体局部，如松脂、冰川冻土等,具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏,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,73,18,化石的形成条件,生物本身的条件,生物死后的环境条件,埋藏条件,时间条件,成岩石化条件,73,19,2.4. 时间条件,埋藏前的暴露时间,准时埋藏(quickly entomb)有利于形成化石,埋藏后不被再挖掘出来,石化作用时间,经过地质历史时间的成岩石化作用,短暂、近期内的生物埋藏不成为化石,73,20,化石的形成条件,生物本身的条件,生物死后的环境条件,埋藏条件,时间条件,成岩石化条件,73,21,2.5. 成岩石化条件,埋藏的尸体与四周的沉积物一起，在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个局部,石化作用petrifaction,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,沉积物固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的石化作用和化石的保存,73,22,化石的石化作用方式,矿质充填作用,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构造中，如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体构造之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间,73,23,化石的石化作用方式,矿质充填作用,置换作用,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，如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等,假设溶解速度等于充填速度，原生物体的微细构造可以保存下来,假设溶解速度大于充填速度，则原来的微细构造难以再现,73,24,化石的石化作用方式,矿质充填作用,置换作用,碳化作用,石化作用过程中，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,通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等,73,25,73,26,石化作用方式(2,3),2),置换作用,硅化作用：硅化木,3),碳化作用,碳质薄膜：笔石,73,26,化石的形成条件古生物死亡埋藏石化开掘,73,27,化石的形成条件小结,化石记录的不完备性,The fossil record is not complete,现今我们能够在地层中观看到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中微小的一局部,现生生物：已记录170多万种，估量有500-1000多万种,古生物：已记录13万多种，大量未知,73,28,化石的定义及古生物学,化石的定义,化石的形成条件,化石的保存类型,化石的争论方法,化石的分类与命名,73,29,3. 化石的保存类型Fossils and preservation,实体化石( body fossis),模铸化石(mold and cast fossils),遗迹化石(trace fossils or ichnofossils),化学化石(chemical fossils),73,30,3.1 实体化石body fossil,全部生物遗体或局部生物遗体的化石,73,31,化石的保存类型Fossils and preservation,实体化石( body fossis),模铸化石(mold and cast fossils),遗迹化石(trace fossils or ichnofossils),化学化石(chemical fossils),73,32,3.2. 模铸化石,mode and cast fossil,保存在岩层中生物体的印模和铸型,73,33,模铸化石,mode and cast fossil,依据化石与围岩的关系分成4类：,印痕化石(impression fossil),印模化石(mold fossil),核化石(core fossil),铸型化石(cast fossil),73,34,3.2.1. 印痕化石,impression fossil,生物,软体,在围岩上留下的,印痕,73,35,模铸化石,mode and cast fossil,依据化石与围岩的关系分成4类：,印痕化石,印模化石,核化石,铸型化石,73,36,3.2.2. 印模化石 mold fossils,生物硬体在围岩外表上的印模,包括：,外模、内模、复合模,73,37,印模化石,外模external mold,生物硬体外外表在围岩上的印模,73,38,印模化石,内模internal mold,生物硬体内外表在围岩上的印模,73,39,印模化石,复合模composite mold,内模和外模重叠在一起的化石,73,40,印模化石,留意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际状况，正好凸凹方向相反。,73,41,模铸化石,mode and cast fossil,依据化石与围岩的关系分成4类：,印痕化石(impression fossil),印模化石(mold fossil),核化石(core fossil),铸型化石(cast fossil),73,42,3.2.3. 核化石core fossil,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 core,73,43,73,44,模铸化石,mode and cast fossil,：,印痕化石(impression fossil),印模化石(mold fossil),核化石(core fossil),铸型化石(cast fossil),73,45,3.2.4. 铸型化石cast fossil,原壳体被全部溶解后，沉积物在原空间再次充填形成的化石,73,46,模铸化石,铸型化石的形成过程,73,47,模铸化石,铸型化石在大小、形态和外表装饰等方面与原生物体全都，但内部构造完全不同。,它是在内核或内模和外模形成后，壳体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填而成。,73,48,化石的保存类型,实体化石,模铸化石,遗迹化石,化学化石,73,49,遗迹化石ichnofossil,保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物,73,50,遗迹化石,遗迹化石对于争论生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。,73,51,化石的保存类型,实体化石,模铸化石,遗迹化石,化学化石,73,52,化学化石,分子化石,molecular fossil,分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石,73,53,化学化石,古生物有机质软体虽在石化作用过程中患病破坏，未能形成化石，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。,这些残留物质仍具有肯定的有机化学分子构造，利用一些现代化的手段和分析设备，可以从岩层中将其鉴别和分别出来。,分子古生物学molecular paleontology,古生物化学paleobiochemistry,生物成矿作用biometallogenesis,对探究生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要意义。,73,54,化石的保存类型,实体化石,硬体,软体,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,痕迹,遗物,化学化石,分子化石,73,55,