古生物地层学讲义

本文格式为Word版，下载可任意编辑——古生物地层学讲义第一篇古生物学基础

第一章古生物学的基本概念第一节古生物学的内容及其研究对象

一、古生物的内容

(一)古生物学及其分科::1、古生物学研究地史时期生物界的科学。它研究的不仅是古生物本身，还包括了各地史时期地层中所保存的一切与生物活动有关的资料。如遗体、遗迹(痕迹、遗物)，甚至于旧石器时代猿人的石器。

2、分科：古动物学古无脊椎动物学、古脊椎动物学

古植物学化石藻类学(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)古生物学微体古生物学：介形虫,牙形刺等

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古生态学、痕迹化石学、古生物矿物

严格地讲，古今生物之间很难以一个时间界限截然分开，但为了研究便利，一般以最新的地质时代全新世的开始(距今约1万年)，作为古今生物界的分界。(二)学习古生物的目的与意义

1目的：古生物学是学习地球科学的基础课，它担负着为生物学和地质学服务的双重任务。

学习古生物学的目的在于：(1)说明各类古生物形态及构造特征，生活习性和生活方式；(2)了解古生物的地史分布、地理分布，进而总结其进化规律；(3)结合岩性及其它特性研究，推断地质时期古地理、古气候

2、意义：(1)确定地层的地质时代；(2)研究古地理、古气候；(3)为普查找矿和地质勘探服务；(4)为摸索生命的起源提供实际资料和论据(5)为研究生物进化、物种绝灭等自然界发展规律提供科学依据。

二、古生物学的研究对象：化石fossil

(一)化石：保存在地层中的古生物遗体和遗迹。即1．必需反映一定的生物特征：形状、大小、结构、纹饰等。但树枝石(假化石)是硬锰矿树枝状结晶，不是化石。姜结人黄土中的钙结核

2．必需是地史时期的生物遗体、遗迹，它们都保存在地史时期的岩层地层中，并经受了石化作用而形成。

(二)化石保存的条件：1．生物本身必需具有一定的硬体2．生物死后迅速埋藏（但密封、冷冻、枯燥环境下亦可）3．较长时间的石化作用，它有三种方式石化作用有三种方式：

（1）矿质充填作用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，且保存硬体中的微细构造。

（2）置换作用生物硬体原成分为地下水中矿物质所置换，如被Caco3、、ＳiO2、黄铁矿等置换而称为钙化，硅化和黄铁矿化。例如：菊石骨骼被地下水溶解，并被矿物质Caco3所充填，二种速度近等，并以分子形式置换，则其微细构造得以保存，否则无法保存。硅化木树木被ＳiO2置换，年轮、细胞明了可见．黄铁矿化的菊石也常见。

（3）升馏作用几丁质骨骼埋藏分解时，其中所含的氧、氢、氮等不稳定成分挥发消失仅留下较稳定的炭质薄膜。例如：笔石、植物叶片等。

（三）、化石保存的类型：可以分为以下四种类型：

１、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，完整保存下来。例如：抚顺煤田第三纪煤层琥珀中的昆虫化石；西伯利亚冻土带保存下来的猛犸象（2．5万年）

变化实体原来的生物遗体经过一定程度的石化作用（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，珊瑚、双壳、腕足，脊椎骨骼等。

２、模铸化石它们不是实体化石本身，而是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：

印痕化石：在松软沉积物中留下的印痕，而生物体未被安葬已销毁。如：叶子、水母等。

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，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。

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像,但无壳质结构。

3、遗迹化石：保存在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。踪迹,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：①探讨地史进程中生命的起源②了解生物发展蜕变的历史③解决生物的自然分类(亲缘关系)④划分和对比地层

其次节古生物的分类与命名1、有两类分类方法:

①系统发生分类(自然分类)根据亲缘关系、演化体系划分的，科学合理。

②形态分类(器官分类)按形态特征和形态功能,以化石间形态的相像性而作的人为归类。

例：又分为形态属不同生物的一致部分按它们的形态相像归入同一属。如：古植物有一属叫石果Carpolithus所有古代植物种子均称石果,随研究程度深入,现在正在分化。还有器官属据某植物单独保存的器官所建立之属,如鳞木，它的叶、茎、根、繁殖器官分列五属：鳞木Lepidodendron(茎或枝)

鳞木叶Lepidophyllum(叶,营养叶)痕木(脐根座)Stigmaria(根)

鳞孢穗Lepidostrobus(孢子束穗)鳞孢叶Lepidostrobophyllum(生殖叶)2、生物的主要分类（也适用于古生物）

根据自养或他养分为两个界：动物界、植物界。

界：最大的分类单位，界以下分类单位按大→小顺序为：门、纲、目、科、属、种共性越来越小，亲缘关系越疏。辅助性过渡单位：亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种；或分别合并几个主要单位而成超门、超纲、超目、超科。种：是最基本的分类单位，生物学上物种的四个标准：

（1）物种存在形式是种群，不是个体；（2）具共同的形态构造；

（3）种群上有一定的空间；（4）种内间能交配繁殖，物种之间则为生殖隔离。

3、古生物的命名原则：(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：SchwagerinachihsiaensisLee(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。

第三节生物与环境

一、生物与环境的关系

1．生物与环境的关系是相互作用、相互制约、密切相关的。

2．生物与环境是矛盾的统一体：环境的变化影响着生物的存在；生物界不断地影响着周边的环境。

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）、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、食物营养依靠关系等三、生态系统与能量转换

1．生态系统：指一定范围的环境因素及其生物的综合。

2．能量转换：由下面三个环节组成：生产者（植物）→消费者（动物）→分解者（细菌）3．生态平衡：在生态系统内，生产者、消费者、分解者及非生物环境之间在一定条件下，相互依存，并保持着相对稳定的状态叫生态平衡。

4．食物链：在一个生态系统中，生物之间围绕食物而发生的相互依存的关系叫食物链，又分为捕食链、寄生链、腐生链。四、环境类型（一）大陆环境

1．陆地环境：山，丘陵，平原，低地。2．河流环境：各种水系。3．湖泊环境：咸水湖，淡水湖，滨海泻湖，沼泽。（二）海洋环境

1．滨海区高低潮线之间，又称潮间带2．浅海区低潮线至水深200m左右地区

3．半深海区（水深200~2000m）4．深海区2000m以下包括水深2000m以下的海区海底5．远海区离岸较远的海洋上层，主要是半深海、深海的水层，多为游泳生物、漂泊生物。五、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。（珊瑚）（腕足）（腹足）（海胆）（船蛆）

底栖生物：固着、躺卧、爬移、抱穴、钻孔；游泳生物：自游生物、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；水母六．生物的埋藏（一）名词解释

1．生物群：生活在同一环境，彼此密切相关的一群生物，它们相互适应，又相互伤害。2．死亡群：各种原因死亡后尸体的堆积，不一定是同一个生物群。

3．埋藏群：死亡群经一定损失（风化破坏、搬运破碎、地下水溶解、动物吞食…），被沉积物覆盖叫埋藏群。有原地、异地之别。

4．化石群：埋藏群上周边沉积物经成岩作用变成化石群。

（二）原地埋藏和异地埋藏

为了进行古生态研究，必需区分化石群是原地还是异地埋藏，主要标志为：

1．化石保存完整程度：微弱构造、两壳闭合、破损等2．个体排列状况：大小分选程度3．壳的分散性：壳瓣比例4．化石在岩层中的保存位置珊瑚生长方向五房贝5．今昔对比6．保存化石的围岩性质，应与化石生态环境一致。其次章常见的古无脊椎动物分类

第一节原生动物门

一、原生动物的特点

1．最原始、最低等的动物，是由单个细胞或由单细胞联合群体所组成的完整有机体。

2．具有类器官，可进行新陈代谢、刺激感应、运动、繁殖等机能，如鞭毛、伪足、纤毛即是运动类器官。

3．个体微小，一般在250um以下，大的可达30-60mm。4．一般不具硬壳，仅少数具骨骼或外壳。

5．生活环境分布广泛，主要生活在海水、淡水，也有寄生在其它生物体内，或土壤中。二、原生动物门的分类：根据运动细胞器的有无和类型，分为四个纲：1．鞭毛虫纲具鞭毛，如眼虫2．纤毛虫纲具纤毛，如草履虫

3．肉足虫纲具伪足，又分为若干亚纲，其中以有孔虫亚纲最重要4．孢子虫纲无运动细胞器，孢子繁殖，如单房孢子虫三、有孔虫亚纲

1．特征（1）具伪足（分枝多）的微小单细胞动物，多具矿物质硬壳，少数外壳具有房室。（2）壳形繁多。（3）多数海生，少数生活在泻湖、河口半咸水中，极个别生活淡水中。2．有孔虫亚纲的分类

目壳壁部分壳壁分层性，隔壁褶皱、旋脊时代网足虫目假几丁质、薄膜状不分层?3—现代串珠虫目胶结壳不分层?3—现代内卷虫目分泌钙质壳不分或分层，可具假旋脊O—T蜓目分泌钙质壳分层，隔壁褶皱，具旋脊拟旋脊C—P小粟虫目分泌钙质壳不分层C—现代轮虫目分泌钙质壳一般分层C—现代四、蜒目（Fusulinida）

1．一般特征（1）蜒又称纺锤虫，是有孔虫较高等类型，浅海底栖，伪足运动，少数漂；（2）仅出现在C—P纪，现已绝灭；（3）钙质壳，大小如麦粒，最小不足1mm大者可达20-30mm2．蜒壳形态和构造（1）形状：多房室的包旋壳，分为：长轴型壳长>壳宽如纺锤形Fusulina短轴型壳长20

（3）壳的基本构造

初房发育初期分泌的第一个房室，既最初的壳室旋壁房室的外壁。

隔壁旋壁绕一假想轴生长时，到一定程度向内转折弯曲而形成隔壁。房室隔壁之间狭长空间叫房室，又叫壳室。

壳口隔壁中央近底部的一长形小孔，又称为口孔。通道前后房室壳口相互沟通则称为通道。旋脊通道两侧从内至外旋绕堆积的两条隆脊。列孔隔壁底部一排整齐的小孔。拟旋脊列孔两旁相当于旋脊的堆积物。

轴积部分旋脊不发育的蜒，轴部四周的次生钙质充填物。前壁壳体最终一个壳室，前方之壁称前壁，实际上每个隔壁在蜒生长过程中都曾是前壁。

隔壁褶皱隔壁有的平直、有的褶皱；褶皱仅限于隔壁下部者为微弱褶皱；上下全部褶皱为猛烈褶皱。

隔壁沟旋壁开始弯折为隔壁时，在壳表面形成下凹的纵沟。3．旋壁的微细构造旋壁是分层的，它是蜒进行分类的主要依据之一：原生壁—包括致密层、透明层、蜂巢层蜒壳壁，次生壁—内疏松层、外疏松层旋壁分为以下几层：

原始层不太透明、疏松、多孔的Ca质层，颜色比透明层深，比致密层浅，不如蜂巢层明白，为原始蜒类型所有。

致密层薄而致密黑色层，是旋壁主要组成部分

透明层在