化石的形成及古生物学-生物探索课件.ppt

1、731古生物学古生物学Palaeontology732古生物学的分科古生物学的分科*古动物学古动物学paleozoology 古无脊椎动物学古无脊椎动物学invertebrate paleontology 古脊椎动物学古脊椎动物学vertebrate paleontology 古人类学古人类学paleoanthropology*古植物学古植物学paleobotany 古藻类学古藻类学paleoalgology 孢粉学孢粉学palynology*古遗迹学古遗迹学paleoichnology*微体古生物学微体古生物学micropaleontology*超微古生物学超微古生物学ultramicrop

2、aleontology*分子古生物学分子古生物学molecular paleontology733. .734- 化石的定义化石的定义 - -化石的形成条件化石的形成条件- 化石的保存类型化石的保存类型7351. 化石的定义化石化石 fossilfossil 保存在岩层中保存在岩层中地质历史时期地质历史时期的的生物遗体生物遗体和和生命活动痕迹生命活动痕迹及生物成因的残留有机及生物成因的残留有机物分子物分子. .736化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：形状、结构、纹饰、有机化学组分等；或者具有生特征：形状、结构、纹饰、有机化

3、学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等737假化石假化石pseudofossil与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等沉积物等大化石大化石macrofossil用常规方法在肉眼下即能研究的化石用常规方法在肉眼下即能研究的化石微化石微化石microfossil肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定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究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

4、小部分的生物体或身体的微小部分 超微化石超微化石nannofossil3 、化石类型 (体积大小分类)73873 8 假化石假化石1 pseudofossil在形态上与某些化石十分相似，在形态上与某些化石十分相似，但与生物或生物但与生物或生物生命活动无关生命活动无关只能称为假化（只能称为假化（pseudofossilpseudofossil），），如姜结石、龟背石、泥石、卵形砾石、波痕、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。下面的菊花石及铁猛质沉积物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均为

5、假化石松枝石均为假化石 73973 9 假化石假化石2 pseudofossil 但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是“辟尔辟尔当人当人”（Piltdown man）事件，）事件，1913年，报导英国年，报导英国辟尔当辟尔当发现人类头骨化石，定名为曙人发现人类头骨化石，定名为曙人（Eoanthropus dawsoni），对），对“曙人曙人”在人类演化在人类演化中系统发生的位置及其本身的可靠性曾引起激烈中系统发生的位置及其本身的可靠性曾引起激烈的讨论。直到的讨论。直到1953年有人用氟处理该标本后证实年有人用氟处理该标本后证实属伪造，所谓的辟尔当人是用属

6、伪造，所谓的辟尔当人是用现代人的颅骨和精现代人的颅骨和精心加工的猩猩下颌骨拼合在一起心加工的猩猩下颌骨拼合在一起的假人类头骨，的假人类头骨，是人为构成的假化石是人为构成的假化石7310化化石石的的定定义义中中石石器器时时代代现现生生生生物物文文物物生生物物学学 biology考考古古学学 archaeology1 万年左右古古石石器器时时代代古古生生物物化化石石古古生生物物学学paleontology73112. 2. 化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物(ancient life)(ancient life)死亡死亡(death)(death)埋藏埋藏(entomb)(entomb)石化

7、石化(petrifaction)(petrifaction)发掘发掘(excavate)(excavate)7312化石的形成条件化石的形成条件- -生物本身的条件生物本身的条件- -生物死后的环境条件生物死后的环境条件- -埋藏条件埋藏条件- -时间条件时间条件- -成岩石化条件成岩石化条件73132.1. 2.1. 生物本身的条件生物本身的条件生物硬体生物硬体 矿化硬体矿化硬体hard mineralized skeleton 矿化程度矿化程度 矿化组分矿化组分 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、

8、含镁方解石 有机质硬体有机质硬体hard organic skeleton 如几丁质薄膜、角质层、木质物等如几丁质薄膜、角质层、木质物等7314化石的形成条件化石的形成条件- -生物本身的条件生物本身的条件- -生物死后的环境条件生物死后的环境条件- -埋藏条件埋藏条件- -时间条件时间条件- -成岩石化条件成岩石化条件73152.2. 2.2. 生物死后的环境条件生物死后的环境条件即生物死后所处的外界环境条件即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 如水体如水体pH值小于值小于7.8时，时，CaCO3易于

9、溶解；氧化环境中易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂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如食腐生物和细菌常破坏生物尸体7316化石的形成条件化石的形成条件 生物本身的条件生物本身的条件 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 埋藏条件埋藏条件 时间条件时间条件 成岩石化条件成岩石化条件73172.3. 埋藏条件埋藏条件 与埋藏的沉积特性质有关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、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物生物成因的沉积物 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、

10、冰川冻土等7318埋藏条件埋藏条件 与埋藏的沉积物性质有关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、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物生物成因的沉积物 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、冰川冻土等 具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏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也能破坏沉积物内的生物遗体7319化石的形成条件化石的形成条件 生物本身的条件生物本身的条件 生物死后的环境条件生物死后的

11、环境条件 埋藏条件埋藏条件 时间条件时间条件 成岩石化条件成岩石化条件73202.4. 时间条件时间条件 埋藏前的暴露时间埋藏前的暴露时间 及时埋藏及时埋藏(quickly entomb)有利于形成化石有利于形成化石 埋藏后不被再挖掘出来埋藏后不被再挖掘出来 石化作用时间石化作用时间 经过地质历史时间的成岩石化作用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短暂、近期内的生物埋藏不成为化石7321化石的形成条件化石的形成条件 生物本身的条件生物本身的条件 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 埋藏条件埋藏条件 时间条件时间条件 成岩石化条件成岩石化条件73222.5. 2.

12、5. 成岩石化条件成岩石化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中，逐步石化，形成岩石的一个部分 埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中经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沉积物固结成岩过程中的压实作用压实作用和和结晶作用结晶作用都会影响化都会影响化石的石化作用和化石的保存石的石化作用和化石的保存7323化石的石化作用方式 矿质充填作用矿质充填作用 生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用生物硬体组织中的

13、一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬致密和坚硬. 充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳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、珊瑚的物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间隔壁之间7324化石的石化作用方式 矿质充填作用矿质充填作用 置换作用置换作用 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、黄铁矿化等物质充填，如硅化、钙化、白云

14、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如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以再现再现7325化石的石化作用方式 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 石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分石化作用过程中，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分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石保存为化石 通常是几丁质的生物体发生此石化作用，通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等如植物叶

15、化石、笔石枝化石等732673 26 石化作用方式(2,3)2)置换作用置换作用硅化作用：硅化木硅化作用：硅化木 3)碳化作用碳化作用碳质薄膜：笔石碳质薄膜：笔石7327化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物死亡死亡埋藏埋藏石化石化发掘发掘7328化石的形成条件化石的形成条件（小结）（小结）化石记录的不完备性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察到的化石仅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群中极小的是各地史时期生存过的生物群中极小的一部分一部分 现生生物现生生物：已记录已记录170多万种，估计有多

16、万种，估计有500-1000多万种多万种 古生物古生物：已记录已记录13万多种，大量未知万多种，大量未知7329化石的定义及古生物学化石的定义及古生物学 化石的定义化石的定义 化石的形成条件化石的形成条件 化石的保存类型化石的保存类型 化石的研究方法化石的研究方法 化石的分类与命名化石的分类与命名73303. 3. 化石的保存类型化石的保存类型Fossils and preservationFossils and preservation 实体化石实体化石( body fossis( body fossis) ) 模铸化石模铸化石(mold and cast fossils)(mold and

17、 cast fossils) 遗迹化石遗迹化石(trace fossils or (trace fossils or ichnofossilsichnofossils) ) 化学化石化学化石(chemical fossils)(chemical fossils)73313.1 3.1 实体化石实体化石body fossilbody fossil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7332化石的保存类型化石的保存类型Fossils and preservationFossils and preservation 实体化石实体化石( body fossis( body

18、fossis) ) 模铸化石模铸化石(mold and cast fossils)(mold and cast fossils) 遗迹化石遗迹化石(trace fossils or (trace fossils or ichnofossilsichnofossils) ) 化学化石化学化石(chemical fossils)(chemical fossils)73333.2. 3.2. 模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil保存在岩层中生物体的印模和铸型保存在岩层中生物体的印模和铸型7334模铸化石模铸化石mode and cast f

19、ossilmode and cast fossil根据化石与围岩的关系分成根据化石与围岩的关系分成4 4类：类： 印痕化石印痕化石(impression fossil) 印模化石印模化石(mold fossil) 核化石核化石(core fossil) 铸型化石铸型化石(cast fossil)73353.2.1. 3.2.1. 印痕化石印痕化石impression fossilimpression fossil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7336模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil根据化石与围岩的关系分成根据

20、化石与围岩的关系分成4 4类：类： 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7337生物生物硬体硬体在围岩表面上的在围岩表面上的印模印模包括：包括：外模、内模、复合模外模、内模、复合模7338印模化石生物生物硬体外表面硬体外表面在围岩上的印模在围岩上的印模7339印模化石生物生物硬体内表面硬体内表面在围岩上的印模在围岩上的印模7340印模化石内模和外模重叠在一起的化石内模和外模重叠在一起的化石7341印模化石 注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体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。实际情况，正好凸凹方向相反。7342模铸化石模铸化石

21、mode and cast fossilmode and cast fossil根据化石与围岩的关系分成根据化石与围岩的关系分成4 4类：类： 印痕化石印痕化石(impression fossil) 印模化石印模化石(mold fossil) 核化石核化石(core fossil) 铸型化石铸型化石(cast fossil)73433.2.3. 3.2.3. 核化石核化石core fossilcore fossil生物硬体所包围的内部空间或生物硬体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，被沉积物充填固结溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石形成的化石内核内核internal

22、core 外核外核external core73447345模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil： 印痕化石印痕化石(impression fossil) 印模化石印模化石(mold fossil) 核化石核化石(core fossil) 铸型化石铸型化石(cast fossil)73463.2.4. 3.2.4. 铸型化石铸型化石cast fossilcast fossil 原壳体被全部溶解后，沉积物在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原空间再次充填形成的化石7347模铸化石模铸化石铸型化石的形成过程铸型化石的形成

23、过程7348模铸化石模铸化石 铸型化石在大小、形态和表面装饰等方铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原生物体一致，但内部构造完全不面与原生物体一致，但内部构造完全不同。同。 它是在内核（或内模）和外模形成后，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壳体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填而成。充填而成。7349化石的保存类型化石的保存类型 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7350遗迹化石遗迹化石ichnofossilichnofossil保存在岩层中古代生物活动留下的保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物痕迹和遗物7351遗迹

24、化石遗迹化石 遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及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。生活环境具有重要意义。7352化石的保存类型化石的保存类型 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7353化学化石化学化石分子化石分子化石 molecular fossil分解后的古生物有机组分残留在地层中形成分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石的化石7354化学化石化学化石 古生物有机质软体虽在石化作用过程中遭受破古生物有机质软体虽在石化作用过程中遭受破坏，未能形成化石，但分解后的有机组分，如坏，未能形成化石，但分解后的有机组分，如脂

25、肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中。脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中。 这些残留物质仍具有一定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，利用一些现代化的手段和分析设备，可以从岩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离出来。层中将其鉴别和分离出来。 分子古生物学分子古生物学molecular paleontology古生物化学古生物化学paleobiochemistry生物成矿作用生物成矿作用biometallogenesis 对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要意义。探寻和开发具有重要意义。7355化石的保存类型化石的保存类型 实体化石实体化石硬体硬体软体软体 模铸化石模铸化石 印痕化石印痕化石 印模化石印模化石 内模内模 外模外模 复合模复合模 核化石核化石 内核内核 外核外核 铸型化石铸型化石 遗迹化石痕迹遗物 化学化石化学化石分子化石