《古生物学》化石形成保存课件

1、第四章 化石及其分类与命名一、化石的概念二、化石形成条件 三、化石的保存类型 四、化石的分类与命名 五、古生物分类系统第1页，共60页。一、 化石的概念化石 fossil： 保存在岩层中的地质历史时期的生物遗体、生物活动痕迹及生物成因的残留有机分子 Dinosaur eggs 第2页，共60页。 化石的内涵生物特征（形态、结构、纹饰、有机化学组分）；或具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等；注意区分假化石 2.时、空概念（地质历史- 1万年以前，与文物相区别；岩层： in strata /非现代沉积）假化石第3页，共60页。1、 化石形成过程生物死亡埋藏石化二、化石形成条件生物群死亡群埋藏群

2、化石群第4页，共60页。 （1） 生物本身的条件 （2） 环境条件 （3） 埋藏条件 （4） 成岩石化条件2、化石的形成条件地质与环境等多方面因素决定生物 能否成为化石:第5页，共60页。（1） 生物本身的条件a）生物硬体矿化硬体 骨骼、牙 齿、贝壳有机质硬体植物的茎、 叶片 第6页，共60页。b）生物软体 特殊条件下保存 复原图第7页，共60页。（2） 环境条件a)物理条件 如高能水动力条件下生物尸体易被破坏b)化学条件 （pH、Eh等）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 c)生物条件 （食物链、天敌等）如食腐生物和细菌常破坏生物尸体第8页，共60页。(3)

3、 埋藏条件 沉积物性质及沉积速度-化学沉积物、生物成因的沉积物； 快速沉积状态下易于保存; 埋藏前的暴露时间-及时埋藏有利于形成化石 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、沥青湖、冰川冻土等第9页，共60页。（4） 成岩石化条件生物遗体能否成为化石需经过成岩石化作用 沉积物固结成岩过程中的压实作用和重结晶作用都会影响化石的形成和化石的保存第10页，共60页。三、 化石的类型依据体积划分: macrofossil（大化石） microfossil（微体化石） nanofossil（超微化石）依据成因与保存特点划分： Body fossil（实体化石） mold and cast foss

4、il（模铸化石） Trace fossil（遗迹化石） Chemical fossil（化学化石）第11页，共60页。MacrofossilMicrofossilMicrofossilNannofossil（一）化石体积类型第12页，共60页。化石的类型 个体大小划分大化石第13页，共60页。（二）化石的成因类型 实体化石 模铸化石 遗迹化石 化学化石根据成因和保存特点，化石可分为4类：第14页，共60页。1、实体化石body fossil生物遗体保存的化石（1）未变实体化石：生物遗体未经显著变化琥珀中的昆虫猛犸象第15页，共60页。(2)变化实体化石：生物遗体经过一定的石化作用第16页，共6

5、0页。 生物硬体组织中空隙，被矿物质沉淀充填，生物硬体变得致密和坚硬 如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓1）矿质充填作用恐龙化石第17页，共60页。生物体原来组分被溶解，并被外来矿物质交代置换，如硅化、钙化、黄铁矿化等 2）置换作用硅化作用硅化木化石林第18页，共60页。3）碳化作用 生物遗体中不稳定的成分分解和挥发，留下较稳定的碳质薄膜保存为化石 几丁质成分的笔石骨骼、角质植物叶片经碳化作用，H,N,O挥发，留下碳质薄膜化石碳化作用碳化作用植物化石碳质薄膜笔 石第19页，共60页。2、模铸化石 mode and cast fossil定义:保存在岩层中生物体的印模和铸型物分类根据化石与围岩的关系分

6、成 4类：印痕化石 印模化石 核化石 铸型化石第20页，共60页。1）印痕化石 impression fossil 生物软体在围岩上留下的印痕中华微网虫复原图第21页，共60页。2）印模化石 mold fossil生物硬体在围岩表面上的印模外模external mold： 生物硬体外表面在 围岩上的印模内模 internal mold：生物硬体内表面在 围岩上的印模第22页，共60页。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第23页，共60页。核化石的形成

7、过程内核外核第24页，共60页。核 化 石第25页，共60页。铸型化石的形成过程4）铸型化石cast fossil 在形成外模和内核后，原壳体被全部溶解，沉积物在溶解后的空间再次充填形成的化石第26页，共60页。问题讨论1、印模化石的特点2、核化石与印模化石关系3、铸型化石的特点第27页，共60页。3、遗迹化石 trace fossil 保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物（a）足迹 （b）行迹 （c-d）拖迹 （e）爬行迹 （f-h）停息迹 （I-j）潜穴第28页，共60页。遗迹化石实例（a）南雄白垩纪恐 龙蛋化石 （b）华北第四纪黄土 中的鸵鸟蛋化石 （c）鱼粪化石 （d）粪粒化石 （

8、e）牡蛎上的珍珠化 石 （f）猿人使用的石器 （g）山顶洞人的装饰 品恐龙蛋化石 石器恐龙足迹恐龙蛋化石 第29页，共60页。恐龙脚印遗迹化石的特征1 原地保存2 常保存于缺少实体化石的地层中3 地质分布时间长4 遗迹化石与造迹生物很少共生5 一物多迹或异物同迹第30页，共60页。4、化学化石 chemical fossil分子化石 molecular fossil 分解后的古生物有机组分（如脂肪酸、氨基酸等）残留在地层中形成的化石氨基酸核酸第31页，共60页。化石的形成条件与化石不完整性（地质与环境等多方面因素）化石的形成过程与化石不完整性（从生物群死亡群埋藏群化石群的变化）（三）化石纪录的

9、不完整性第32页，共60页。化石的形成过程与化石不完整性（从生物群死亡群埋藏群化石群的变化）第33页，共60页。化石记录不完整性的表现地层中化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一部分种类的不完整性数量的不完整性现代生物的多样性: 已知现生生物有170万多种 每年新发现1万多种 估计现存生物有500-1000万种古生物：已记录约13-16万种第34页，共60页。化石保存不完整性的表现8个门常形成化石4个门有部分类型形成化石5个门有少量化石 18个门无化石记录第35页，共60页。化石及保存类型小结化石的定义化石的类型保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹与生物活动有关的各种物质记录实体化石

10、模铸化石 遗迹化石 化学化石化石的形成形成条件 形成过程 生物体与生物群的变化 不完整性第36页，共60页。化石 fossil石化作用 petrification实体化石 body fossil模铸化石 mold and cast fossil遗迹化石 trace fossil/ichnofossil化学化石 chemical fossil重要术语第37页，共60页。思考题1.何谓化石？ 2.实体化石形成过程中的石化作用3.化石的保存类型主要有哪些？第38页，共60页。从化石的形成条件分析化石不完整性从化石的形成过程分析化石不完整性问题讨论 第39页，共60页。四、 化石的分类与命名1、生物分

11、类 (biological classification) 根据一定的原则将生物归并成不同的类群，并作不同等级的系统排列 自然分类法以达尔文进化论以及生殖隔离为标志的现代物种概念为立论基础 区分分类群的主要方法是总体性状的相似程度、共同始祖的密切程度、以及对特定环境的适应性性状按照生物间的亲缘关系进行归类第40页，共60页。2、生物分类等级界kingdom 门phylum 纲class 目order 科family 属genus 种species物种species是生物学中最基本的分类单位第41页，共60页。生物分类单位分类阶元 例（动物） 例（植物） 界 动物界 植物界 门 脊索动物门 裸子

12、植物门 纲 哺乳动物纲 松柏纲 目 食肉目 松柏目 科 猫科 松科 属 猫属 松属 种 华南虎 华山松 除上述主要阶元外，还可以加一些次一级分类单位，如“超”、“亚”等形容词。第42页，共60页。1）现代生物学上的物种概念共同的起源 共同的形态特征 共同的地理区 共同的生态环境 种间能育 生物学中最基本的分类单元，可杂交繁殖后代的一系列自然居群，生物进化中的客观实体特点： （1）物种species第43页，共60页。2）古生物学中的物种鉴别标志： 共同的形态特征 构成一定的居群 具有一定的生态特征 分布于一定的地理范围第44页，共60页。（2）亚种subspecies地理亚种不同居群因地理隔离

13、，在性状上出现分异 年代亚种同一种内在不同地质时代产生性状上的变异（3）属 Genus为一群相似的、有共同起源的物种组成，如猫属包括有猫、虎等，其形态相似，共同起源。一个属可包括许多种，也可只有一个种。 属是分类中最常用的单位。第45页，共60页。3、古生物的命名 所有经过研究的生物，都要给予科学的名称-学名scientific name 根据国际动物和植物命名法规和有关规定，为某一类生物（古生物）建立的科学名称 第46页，共60页。1）单名法 用一个拉丁文或拉丁化文0字来表示生物分类单元的学名 Brachiopoda（腕足动物门） Claraia（克氏蛤） 用于属以上分类单元的命名 （1）命

14、名法则命名法则主要包括单名法、二名法、三名法、优先律第47页，共60页。2）双名法（二名法）定义：任何一个物种的正式学名由其归属的属名加自身的种名构成。例 Nankinella orbicularia 属名 种名为了查阅方便，在种名后要注以命名者的姓氏和命名年代，如Nankinella orbicularia Lee， 1934属名 种名 命名者 命名年代第48页，共60页。3）三名法 用于亚种的命名，由三个词组成 Claraia aurita minor（带耳克氏蛤微小亚种）即在属名和种名之后再加上亚种名 第49页，共60页。4）优先律同物异名：同一物种给予了不同的名称，第二个命名作废。 C

15、yrtospirifer Nalivkin, 1918 Sinospirifer Grabau,1931 Centrospirifer Tien,1938异物同名:不同的物种给予了相同的名称，后命名的无效，重新命名。 任何分类单位的正确有效名称是最早正式发表的名称。有2种情况：第50页，共60页。(2) 化石名称的书写形式 为了便于查阅，各级正式学名之后要写上命名者的姓氏和公元年号 各级分类单元均采用拉丁文和拉丁化文字表示 属以上分类单元的命名用正体字，其中第一个字母用大写： Brachiopoda（腕足动物门） 属名用斜体字，第一个字母用大写：Claraia（克氏蛤） 种名、亚种名用斜体字，

16、字母全部小写 Nankinella orbicularia Lee， 1934属名 种名 命名者 命名年代第51页，共60页。化石常用的几种缩写词和符号sp. species未定种 ，表示标本鉴定后难于归入已知种中，而又无条件建立新种。 如 Eumorphotis sp.sp. indet. species indeterminate不定种 ，表示化石保存欠佳，无法鉴定到种。 如 Redlichia sp indet. cf. conformis相似种 或称比较种，指与某一已知种形态上有一定相似性，但仍有一定差别，且不能构成新种。如Claraia cf. wangi gen. nov. gen

17、us novum新属 如Pseudoclaraia gen. nov. sp. nov. species novum新种 如Clarkina yini sp. nov.第52页，共60页。五、 古生物分类系统动物界Animal 无脊椎动物Invertebrate 脊椎动物Vertebrate植物界 Plant 低等植物 Lower plant 高等植物Higher plant第53页，共60页。古生物分类系统(动物界)原生动物门Protozoa 蜓类 海绵动物门Spongia 古杯动物门Archaeocyatha腔肠动物门Coelenterata 珊瑚环节动物门Annelida软体动物门Mol

18、lusca双壳类、头足类节肢动物门Arthropoda 三叶虫 苔藓动物门Bryozoa 腕足动物门Brachiopoda 棘皮动物门Echinodermata半索动物门Hemichordata 笔石 脊索动物门Chordata 脊椎动物第54页，共60页。古生物分类系统(植物界)低等植物蓝藻植物门Cyanophyta 叠层石 硅藻植物门Bacillariophyta 甲藻植物门Pyrrophyta 沟鞭藻类 金藻植物门Crysophyta 颗石藻类 轮藻植物门Charophyta高等植物苔藓植物门Bryophyta 原蕨植物门Protopteridophyta 石松植物门Lycophyta 节蕨植物门Arthrophyta 真蕨植物门Pteridophyta 种子蕨植物门Pteridospermophyt