古生物学概论.ppt

1、古生物学概论 参考教材：参考教材：何心一、徐桂荣，1993，古生物学教程。地质出版社 参考教材：参考教材：杜远生、童金南，1998，古生物地史学概论。中国地质大学出版社参考教材：参考教材：龚一鸣等，2007，地层学基础与前沿。中国地质大学出版社 曲淑琴等，2009，地层学概论。地质出版社1 古生物学概述 研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学；研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学；其其研究对象研究对象为地质历史时期形成的地层中的生为地质历史时期形成的地层中的生物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物质记录；质记录；以地质历史时期的生物界为线索，研究地质

2、历以地质历史时期的生物界为线索，研究地质历史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方面。面。1 1 古生物学概述古生物学概述“沧海桑田”史密斯生物层序律 19世纪中后期，古生物学建立，同时地质学体系初步形成。最古老、最基础的地质学科之一1 古生物学概述 与现今生物学（Neotology）相对应，但它的研究内容在许多方面超出了现今生物学的研究范畴：生物学方面：生物体的结构、构造、个体发育和系统发生、生物演变和环境适应，乃至生物的生理和生物化学等；地质学方面：古生物的地质时间含义、古生物的地质学方面：古生物的地质时间含义、古生物的兴衰与迁移、古生物与能源，以及

3、古生物的埋藏兴衰与迁移、古生物与能源，以及古生物的埋藏与石化作用等。与石化作用等。1 古生物学概述 古生物学的基础工作包括：古生物学的基础工作包括：化石的采集和发掘化石的采集和发掘 化石的处理和古生物复原化石的处理和古生物复原 古生物鉴定和描述古生物鉴定和描述 在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式，在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式，生活环境和进化规律生活环境和进化规律 古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的学科古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的学科（包括古脊椎动物学和古无脊椎动物学）和研究地史时（包括古脊椎动物学和古无脊椎动物学）和研究地史时期植物界及其发展

4、的古植物学。期植物界及其发展的古植物学。形形色色的生物界形形色色的生物界 数量数量 已知现生生物有170万多种 每年还要新发现1万多种 估计现存生物有500-1000万种形形色色的生物界形形色色的生物界数数 量量 动物界中的巨人：海生哺乳动物鲸类，以蓝鲸最大，有记录以来捕到的一条蓝鲸，长34.6m，重170t(=30头非洲象)形形色色的生物界形形色色的生物界数数 量量 最小的动物是单细胞的原生动物（原生生物）形形色色的生物界形形色色的生物界数数 量量2 2 化石与古生物化石与古生物 2.1 化石的定义 2.2 化石的形成条件 2.3 化石的保存类型2.1 化石的定义 化石（Fossil）：保存

5、在岩层中地质历史时期的生物遗体和生命活动痕迹。与一般岩石的去区别：具有生物特征：形状、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、遗物、工具等。2.1 化石的定义2.1 化石的定义 怪诞虫2.1 化石的定义 怪诞虫的复原2.1 化石的定义 爪纲虫2.1 化石的定义 爪纲虫复原2.1 化石的定义 假化石假化石pseudofossilpseudofossil 与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、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，树枝状铁质沉积物等砾石、矿质结核，树枝状铁质沉积物等 大化石大化石macrofossilmacrofossil

6、 用常规方法在肉眼下既能研究的化石用常规方法在肉眼下既能研究的化石 微化石微化石microfossilmicrofossil 肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助一定的仪器设备及通肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助一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过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分 超微化石超微化石nannofossil:nannofossil:小于小于1010mm2.1 2.1 化石的定义化石的定义2.2 2.2 化石的形成化石的形成2.2 2.2 化石的形成化石的形成 条条 件件 2.2.1 2.2.1 生物本身的条件生物本身的条件 2.2.2 2.

7、2.2 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 2.2.3 2.2.3 埋藏条件埋藏条件 2.2.4 2.2.4 时间条件时间条件 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件2.2.12.2.1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：矿化程矿化程度，矿化组分度，矿化组分 比较稳定的是方解比较稳定的是方解石、硅质化合物、石、硅质化合物、磷酸钙等磷酸钙等 不太稳定的是霰石不太稳定的是霰石和含镁方解石等和含镁方解石等 有机质硬体：有机质硬体：如几丁质薄膜、角质层、如几丁质薄膜、角质层、木质物等木质物等2.2.12.2.1生物本身的条件生物本身的条件 生物软体生物软体2

8、.2.2 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 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，CaCO3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2.2.3 2.2.3 埋藏条件埋藏条件 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部分，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2.2.4 2.2.4 时间条件时间条件 埋藏前的暴露时间 及时埋藏

9、有利于形成化石 埋藏后不被再发掘出来 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2.2.5 2.2.5 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中，逐步石化，形成岩石的一个部分。石化作用石化作用petrifaction 埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中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。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沉积物固结成岩过程中的压实作用压实作用和和结晶结晶作用作用都会影响化石的石化作用和化石的保存都会影响化石的石化作用和化石的保存2.2.

10、5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件（1）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结构中，如贝壳的为空、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。2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件（2）置换作用 在石化作用过程中，原来的生物体组分被溶解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云石化、黄铁矿化等 如果溶解速度等于充填速度，原生物质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2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件（3）碳化作用

11、 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。2.2 2.2 化石的形成化石的形成 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群中极小的一部分 现生生物：已记录170多万种，估计有5001000多万种 古生物：已记录13万多种，大量未知2.3 2.3 化石的保存类型化石的保存类型 2.3.1 2.3.1 实体化石实体化石 2.3.2 2.3.2 模铸化石模铸化石 2.3.3 2.3.3 遗迹化石遗迹化石 2.3.4 2.3.4 化学化石化学化石 2.3

12、.12.3.1实体化石body fossil 全部生物遗体或部分生物遗体的化石 2.3.2 模铸化石（mode and cast fossil）保存在岩层中生物体的印模和铸型。根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（1 1）印痕化石）印痕化石 impression fossil impression 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 怪诞虫怪诞虫 中华微纲虫中华微纲虫（2）印模化石 mold fossil 生物硬体在围岩表面上的印模（包括：外模、内模、复合模）（3）核化石 core fossil 生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶

13、解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石（4）铸型化石 cast fossil 在已形成外模和内核后，原壳体被全部溶解并被另一种矿物质充填形成的化石。2.3.3 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 2.3.3 遗迹化石（ichnofossil）西峡恐龙蛋化石的发现与研究西峡恐龙蛋胚胎及复原图 2.3.3 遗迹化石（ichnofossil）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。2.3.4 化学化石（chemical fossil）也称为分子化石（molecular fossil）生物遗体虽被破坏，但组成生物的有机成生物遗体虽被破

14、坏，但组成生物的有机成分经分解后形成的物质仍可保存在地层中，虽分经分解后形成的物质仍可保存在地层中，虽其无形，但具有一定的化学分子结构，如各种其无形，但具有一定的化学分子结构，如各种有机质，氨基酸等有机质，氨基酸等 2.3 2.3 化石的保存类型化石的保存类型3 本节要求 本节掌握：本节掌握：石化作用及其类型；石化作用及其类型；印模化石和印痕化石如何区别；印模化石和印痕化石如何区别；化石形成的条件；化石形成的条件；化石的类型化石的类型 课下自学掌握：课下自学掌握：化石的埋藏学化石的埋藏学本节小结研究地质历史时期生物界及其研究地质历史时期生物界及其发生发展与相关地质记录的学科发生发展与相关地质记录的学科保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹实体化石实体化石 模铸化石模铸化石 遗迹化石遗迹化石 化学化石化学化石形成条件形成条件 形成过程形成过程 生物体与生物群的变化生物体与生物群的变化 思 考 从化石的形成从化石的形成条件条件化化石不完整性石不完整性 从化石的形成从化石的形成过程过程分分析化石不完整性析化石不完整性 化石不完整性的意义化石不完整性的意义