1古生物学原理

731古生物学部分Palaeontology732古生物学的分科*古动物学paleozoology–古无脊椎动物学invertebratepaleontology–古脊椎动物学vertebratepaleontology•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molecularpaleontology733第一讲古生物学原理.734一.化石的形成及化石类型FossilsandPreservation-化石的定义--化石的形成条件-化石的保存类型7351.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.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737假化石pseudofossil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大化石macrofossil用常规方法在肉眼下即能研究的化石微化石microfossil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生物体或身体的微小部分•超微化石nannofossil3、化石类型(体积大小分类)738738假化石1pseudofossil在形态上与某些化石十分相似，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739739假化石2pseudofossil•但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是“辟尔当人”（Piltdownman）事件，1913年，报导英国辟尔当发现人类头骨化石，定名为曙人（Eoanthropusdawsoni），对“曙人”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的讨论。直到1953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现代人的颅骨和精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7310化石的定义中石器时代现生生物文物生物学biology考古学archaeology1万年左右古石器时代古生物化石古生物学paleontology73112.化石的形成条件古生物(ancientlife)死亡(death)埋藏(entomb)石化(petrifaction)发掘(excavate)7312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73132.1.生物本身的条件生物硬体–矿化硬体hardmineralizedskeleton•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hardorganicskeleton•如几丁质薄膜、角质层、木质物等7314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73152.2.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，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7316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73172.3.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部分，如松脂、冰川冻土等7318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7319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73202.4.时间条件•埋藏前的暴露时间–及时埋藏(quicklyentomb)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7321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73222.5.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7323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7324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–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7325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73267326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7327化石的形成条件古生物死亡埋藏石化发掘7328化石的形成条件（小结）化石记录的不完备性Thefossilrecordisnotcomplete•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500-1000多万种•古生物：已记录13万多种，大量未知7329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•化石的研究方法•化石的分类与命名73303.化石的保存类型Fossilsandpreservation•实体化石(bodyfossis)•模铸化石(moldandcastfossils)•遗迹化石(tracefossilsorichnofossils)•化学化石(chemicalfossils)73313.1实体化石bodyfossil全部生物遗体或部分生物遗体的化石7332化石的保存类型Fossilsandpreservation•实体化石(bodyfossis)•模铸化石(moldandcastfossils)•遗迹化石(tracefossilsorichnofossils)•化学化石(chemicalfossils)73333.2.模铸化石modeandcastfossil保存在岩层中生物体的印模和铸型7334模铸化石modeandcastfossil根据化石与围岩的关系分成4类：•印痕化石(impressionfossil)•印模化石(moldfossil)•核化石(corefossil)•铸型化石(castfossil)73353.2.1.印痕化石impressionfossil生物软体在围岩上留下的印痕7336模铸化石modeandcastfossil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73373.2.2.印模化石moldfossils生物硬体在围岩表面上的印模包括：外模、内模、复合模7338印模化石外模externalmold生物硬体外表面在围岩上的印模7339印模化石内模internalmold生物硬体内表面在围岩上的印模7340印模化石复合模compositemold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实际情况，正好凸凹方向相反。7342模铸化石modeandcastfossil根据化石与围岩的关系分成4类：•印痕化石(impressionfossil)•印模化石(moldfossil)•核化石(corefossil)•铸型化石(castfossil)73433.2.3.核化石corefossil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internalcore外核externalcore73447345模铸化石modeandcastfossil：•印痕化石(impressionfossil)•印模化石(moldfossil)•核化石(corefossil)•铸型化石(castfossil)73463.2.4.铸型化石castfossil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7347模铸化石铸型化石的形成过程7348模铸化石•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。•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。7349化石的保存类型•实体化石•模铸化石•遗迹化石•化学化石7350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7351遗迹化石•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。7352化石的保存类型•实体化石•模铸化石•遗迹化石•化学化石7353化学化石分子化石molecularfossil分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石7354化学化石•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，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。分子古生物学molecularpaleontology古生物化学paleobiochemistry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探寻和开发具有重要意义。7355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