古生物地层讲解课件

1、第一章 古生物学基础 第一节 古生物学基本概念一、古生物学及其研究内容 二、古生物学的分类学科三、化石及其形成 四、化石保存类型五、化石化作用六、化石保存条件一、古生物学及其研究内容 古生物学(Palaeontology)是研究地质历史时期的生物及其发展的科学。研究地质历史时期地层中保存的生物遗体、遗迹及一切与生物活动有关的地质记录。 研究对象 化石 研究内容 生物的形态、构造、分类、分布、演化、生态等。 基础研究工作 化石的采集和挖掘、化石的处理和复原、化石的鉴定和描述、分类及生物的生活方式和进化规律等。二、古生物学的分类学科 1.古动物学 : 古无脊椎动物学 古脊椎动物学 2.古植物学:

2、化石藻类学(低等古植物) 高等古植物学 孢子花粉学(又可列入微体古生物学) 3.微体古生物学：介形虫,牙形刺等 4.超微体古生物学：超微浮游动物，化石微细构造大 小 , 在10um(微米)以下。1um=1/1000mm 5.古生态学 6. 痕迹化石学 7.古生物矿物学 三、化石及其形成 化石是保存在岩层中的地质历史时期的生物的遗体和遗迹。 化石必须具有一定的生物特征，如形态，结构，纹饰和有机成分等 ； 必须保存在地史时期形成的岩层中。 四、化石保存类型： 可以分为以下四种类型： 、实体化石 又分为二种： 微变实体 原生物的遗体没有明显变化，完整保留下 来。 变化实体 原来的生物遗体经过一定程度

3、的石化作用 （矿质充填、置换、升馏等作用），全部或 部分硬体保存为化石。大部分化石属此。变化实体化石菊石 未变实体化石猛犸象 、模铸化石 生物遗体在岩层或填充物中留下的各种印模和复铸物,又可分为四类： 1) 印痕化石：在松软沉积物中留下的印痕，而生物体未被埋葬已销毁。如：叶子、水母等。 2) 印模化石：有壳硬体生物在围岩上印压所成的痕迹，又分为： 外膜 外表印痕，反映外壳形态构造。 内膜 壳内表面印痕，反映壳内面形态构造,凹 凸与实物相反。印痕化石 3）核化石：常见于两壳、两瓣齐全的生物体，分为两种： 内核 贝体掩埋后，泥砂充填两壳之空腔，石化后其充填物形成内核，表面显示内模。 外核 贝体被埋

4、，两壳内无充填物，但壳体溶解后留下一个同形空间，再被外来物质充填，石化后形成外核，其外形与壳饰与原核体一致，但内部没有任何生物结构。 4）铸型化石: 已形成了外模、内核后,壳体被溶化所成空间被其它物质所充填,石化形成铸形。大小和内外表面的构造与实体化石相似,但无壳质结构。 3、遗迹化石 保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。足迹、爬痕、潜穴、粪便、蛋化石等。 4、化学化石 古生物被分解而成的各种有机质,如氨基酸、脂肪酸等。 意义： 探讨地史进程中生命的起源 了解生物发展演变的历史 解决生物的自然分类(亲缘关系) 划分和对比地层遗迹化石五、化石化作用 化石化作用(fossilization)

5、：是指埋藏在沉积物中的生物遗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，一般包括以下几种作用：（一） 矿质充填作用(infill mineralization) 生物硬空隙为地下水矿物质CaCO3所填充，变的致密坚硬增加重量，且保留硬体中的微细构造。（二）置换作用(replacement) 在埋藏情况下，原来生物体的组成物质逐渐被溶解，而由外来的矿物质逐渐补充的过程 。（三） 碳化作用(carbonization) 埋藏后生物遗体组分中的不稳定的成分经分解和升溜作用而挥发消失，仅留下碳质薄膜而保存为化石的过程。 （四）重结晶作用（recrystallization） 组成生物硬体的矿

6、物，在地热和地层压力影响下发生脱水、晶体变粗、晶格转化或离子析出而造成的一种化石 。六、化石保存条件（一）生物类别 具硬体，数量大的生物保存为化石的可能性较大，具硬体的生物较易保存为化石 （二） 遗体堆积环境 水动力条件 、pH值 、氧化还原条件、细菌等。（三） 埋藏条件 生物死后因被不同的沉积物质所掩埋，保存为化石的可能性会有差别。 （四）时间因素 生物死后必须迅速埋藏，才有可能保存为化石；并且必须经过长期埋藏，经历化石化作用后才能保存为化石。 （五）成岩作用的条件 沉积物在固结成岩过程中，压实作用和结晶作用都会影响化石化作用和化石的保存。只有压实作用较小且未经严重的重结晶作用的情况下，才能

7、保存完好的化石。第二节 古生物的分类和命名 一、生物的分类单位及分类原则 二、古生物学的命名法则一、生物的分类单位及分类原则 种（物种）是生物学和古生物学的基本分类单元。 化石物种的特征：(1)共同的形态特征；(2)构成一定的居群；（3)居群具有一定的生态特征；(4)分布于一定地理范围。 属是种的综合，包括若干同源的和形态，构造，生理特征近似的种(有的属仅有一种)。属也是客观的自然单元，代表生物进化的一定阶段。 分类原则： (1)同源的，即有共同的祖先；(2)有亲缘关系；(3)性状分异程度较小。二、古生物的命名法则： (1)各级分类单位采用统一的学名，并以拉丁文或拉丁化文字命名； (2)属和属

8、以上分类单元采用单名法，第一字母大写； (3)种名采用双名法，即属名+种名； 例：Schwagerina chihsiaensis Lee (4)属以上的单位要用正体字，姓名用正体字； (5)种和亚种都用斜体，姓名都用正体。常用拉丁语缩写词 :cf 为conformis (相似、比较)的缩写。 aff 为affinis (亲近)的缩写。 sp. 为species(种)的缩写 spindet 为species indeterminata(不能鉴定 的种)之意 spnov和gennov. 分别为species nova(新 种)和genus novum(新属)之意，加在新命名的 种名或属名之后，以

9、示新建立的种和属。 第三节 生物与环境 一、生物与环境的关系 二、影响生物生活的环境因素 三、水生生物的生活方式 四、居群和群落分析 五、古生物地理学（Paleogeography）一、生物与环境的关系 由一系列彼此相关的环境因素所构成的生物生存条件的总和，形成了生物的生活环境，也称为生境（habitat）。 生物与环境是矛盾的统一体： 生物与其生活的环境相互作用、相互制约、密切相关；任何生物不能脱离环境孤立地存在；环境的变化影响生物的生存，而生物界也不断影响周围的环境。二、影响生物的环境因素 1物理因素: 温度、水深度、水压力、光照、水动力条件、底质性质、经纬度。 2化学因素: 含盐度（水）

10、、含氧量、其它气体成分，氢离子浓度、氧化还原电位。 3生物因素: 生物数量和密度、生物共生组合、对抗、竞争、食物营养依赖关系等。三、水生生物的生活方式 生物生活方式又称生态类型，主要指习性、行为，如摄食方式、居住类型、运动方式等。底栖生物:（珊瑚） （腕足） （腹足）（海胆） （船蛆） 固着、 躺卧、 爬移、 抱穴、 钻孔；游泳生物： 自游、运动器官发育、身体流线型；浮游生物： 随波逐流、身体微小、薄壳或骨骼不发育， 如水母。四、居群和群落分析 1.居群（population）: 栖息在同一地域的同种生物个体组成居群。 在一定的地理区域内，生活在同一环境下的各种动物、植物和微生物等居群，它们彼

11、此相互作用，组成一个具独特成分、结构和功能的集合体，这就构成了生物群落（biotic community）。2居群特征 居群密度 、年龄结构、遗传组成、性比率、分布型式等。 居群分布状态和形式分为：随机型、均匀型、聚集型。 在生态系统中，居群是生物群落的基本组成单位，它也是一种自我调节系统。 3古群落与古群落结构 古群落是指地史时期中，在某一特定时限内、特定环境下生活在一起并能保存为化石的古生物所构成的群落，又称为化石群落。 古群落结构包括群落古生物的形态、生态结构和营养结构三个方面： （1）形态结构 包括二类描述指标： 化石群落的识别与组成 物种多样性（2）生态结构 包括三类描述指标： 优势

12、种 物种相对丰度 种间关联 （3）营养结构包括二类描述指标： 生态类群 时空分层结构 4化石群落原地埋藏的判别 化石保存完整，各部位及表面无脱落及磨损现象； 个体大小分选性差，大小极不一致，没有水流冲刷排列整齐的现象； 具两壳瓣的化石，一般两壳闭合，即使两瓣分离，在同一层位中两壳数量比例大致为1:1。 基本保留了古生物原先生活时的状态或稍有变动。五、古生物地理学（Paleobiogeography） 研究古代生物地理分布的学科称为古生物地理学，它研究的是古生物地理分布区系及其形成因素、古生物的地理起源、迁移与扩散、孑遗与灭绝等科学问题，是古生物学与生物地理学相结合的一门交叉学科。 1.分区单位

13、：生物在地理上的分布，根据地域大小不同划分不同的等级：大区（realm）、区（region）、省或分区（province）。 2.控制生物区系的因素： 内在控制因素： 生物类别起源地点的差异性、生物迁移分布的差异性、生物区系生物群的演变差异性等； 外在控制因素： 主要指在不考虑生物相情况下，气候带和地理阻隔是主要的控制因素 。 海洋区系： 水温、洋流、陆地和深水大洋是生物地理分布的主要控制因素。 陆地区系： 温度、雨量、海洋、高山是生物地理分布的主要控制因素。 第四节 古生物学的应用 一、生物学的研究方法 二、生物进化规律的研究 三、地质年代及地层划分与对比研究 四、古地理、古气候研究 五、沉

14、积矿产研究 六、古生物学与大陆漂移学说一、古生物学的研究方法 古生物学的研究包括以下几个基本步骤： 1 地层剖面的测制和标本的采集 2 标本处理 3 标本的鉴定和描述 4 照相、制作图版 5 地质意义分析 二、生物进化规律的研究 生物演化的总体趋势是： 结构构造由简单向复杂发展、生物类型从低等到高等发展、生活环境从海洋向陆地、空中和海洋全方位发展。 生物演化具有进步性、阶段性、不可逆性、适应性的特点： 进步性 指自生命起源以来，生物界经历了由少到多，由简单到复杂、由不完善到完善、由低级到高级的进步性发展。 阶段性 指生物的进步性发展在地质历史上显示出各种不同的进化阶段。 不可逆性 是指生物界是

15、前进性发展的，生物进化历史又是新陈代谢的历史，旧类型不断死亡，新类型相继兴起，已演变的生物类型不可能回复祖型，已灭亡的类型不可能重新出现 ； 适应性 是指每一种生物都带有生活环境和生活方式的标记。 适应趋同 鲨鱼龙海豚三、地质年代及地层划分与对比研究 根据生物前进性进化的规律和地层学的“层序律”，科学家得出了相对地质年代的概念，并提出了与地层系统相对应的地质年代表(代、纪，世、期)。 地层系统和地质年代表的建立主要根据古生物的发展阶段。确定岩层序列及其地质年代 ，就是与已知地质年代的标准层序进行对比，并根据地层的特点作地层划分。化石标志是进行地层对比和划分的主要依据。 用化石对比、划分地层主要

16、有以下几种方法： 1标准化石法 演化时限短、地理分布广、保存好、特征明 显、数量多因而易于在地层中发现的化石 2种系演化法 生物的谱系演化关系 3生态地层学法 化石群落和环境的关系，在地层划分对比中考 虑化石群落在时间空间上的变化 四、古地理、古气候研究 化石可反映环境： 古海洋 珊瑚、腕足动物、菊石、海胆、蜓等 滨海近岸地带 舌形贝、牡蛎和介形虫的某些属种 古陆或湖泊、沼泽和河流 境 陆生植物和昆虫，淡 水生活的叶肢介等 相 是指能够反映沉积环境的岩石特征和古生物及其生活环境的化石特征的总和。如： 黑色笔石页岩相代表较深的滞流水还原环境； 造礁珊瑚化石能指示温暖浅海的环境 ； 猛犸象则指示寒冷环境 等。 化石同时也能指示古气候，植物常按照气候纬度分布。 岩石中化石的保存状态还可得到古水流的方向。五、沉积矿产研究 一些矿产的成因，与古生物演化有密切关系。 元古代的条带状铁硅矿床，主要与弱氧条件的铁细菌作用有关。 在氧化条件增加的情况下多半在近岸浅海形成由鲕状赤铁矿，绿泥石和菱铁矿等组成的矿床。 在古老的沉积物中缺乏石膏，硬石膏、重晶石和天青石等硅酸盐矿物：同时也不可能形成许多金属