化石的形成条件-生物探索优秀PPT.ppt

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1、古生物学古生物学Palaeontology731古生物学的分科古生物学的分科*古动物学古动物学paleozoology古无脊椎动物学古无脊椎动物学invertebrate paleontology古脊椎动物学古脊椎动物学vertebrate paleontology古人类学古人类学paleoanthropology*古植物学古植物学paleobotany古藻类学古藻类学paleoalgology孢粉学孢粉学palynology*古遗迹学古遗迹学paleoichnology*微体古生物学微体古生物学micropaleontology*超微古生物学超微古生物学ultramicropaleontol

2、ogy*分子古生物学分子古生物学molecular paleontology732第一讲第一讲第一讲第一讲 古生物学原理古生物学原理古生物学原理古生物学原理.733一一.化石的形成及化石类型化石的形成及化石类型Fossils and Preservation-化石的定义化石的定义-化石的形成条件化石的形成条件-化石的保存类型化石的保存类型7341.化石的定义化石化石 fossil fossil保存在岩保存在岩层层中中地地质历质历史史时时期期的的生物生物遗遗体体和和生命活生命活动动痕迹痕迹及生物成因的残留有机及生物成因的残留有机物分子物分子.735化石区分于一般岩石在于它与古代生物相化石区分于一

3、般岩石在于它与古代生物相联联系，具有生物系，具有生物特征：形特征：形态态、结结构、构、纹饰纹饰、有机化学、有机化学组组分等；或者具有生分等；或者具有生命活命活动动信息：生物信息：生物遗遗迹、迹、遗遗物、工具等物、工具等736假化石假化石pseudofossil与化石相像，但与生命活动无关，如矿与化石相像，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等枝状铁质沉积物等大化石大化石macrofossil用常规方法在肉眼下即能探讨的化石用常规方法在肉眼下即能探讨的化石微化石微化石microfossil肉眼不能干脆牢靠地辨别，须要借助于肉眼不

4、能干脆牢靠地辨别，须要借助于确定的仪器设备及通过确定的手段才能确定的仪器设备及通过确定的手段才能进行探讨的生物体或身体的微小部分进行探讨的生物体或身体的微小部分超微化石超微化石nannofossil3、化石类型(体积大小分类)73773 8 假化石假化石1 pseudofossil在形在形态态上与某些化石特上与某些化石特别别相像，但与生物或生物相像，但与生物或生物生命活生命活动动无关只能称无关只能称为为假化（假化（pseudofossil），），如姜如姜结结石、石、龟龟背石、泥石、卵形背石、泥石、卵形砾砾石、波痕、石、波痕、放射状放射状结结晶的晶的矿矿物集合体、物集合体、矿质结矿质结核、核、树

5、树枝状枝状铁铁猛猛质质沉沉积积物等都不是化石。下面的菊花石及物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均松枝石均为为假化石假化石 73873 9 假化石假化石2 pseudofossil 但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是“辟辟尔当人尔当人”（Piltdown man）事务，）事务，1913年，报导英年，报导英国辟尔当发觉人类头骨化石，定名为曙人国辟尔当发觉人类头骨化石，定名为曙人（Eoanthropus dawsoni），对），对“曙人曙人”在人类演在人类演化中系统发生的位置及其本身的牢靠性曾引起激烈化中系统发生的位置及其本身的牢靠性曾引起激烈的探讨。直到

6、的探讨。直到1953年有人用氟处理该标本后证明属年有人用氟处理该标本后证明属伪造，所谓的辟尔当人是用现代人的颅骨和细心加伪造，所谓的辟尔当人是用现代人的颅骨和细心加工的猩猩下颌骨拼合在一起的假人类头骨，是人为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构成的假化石73973102.2.化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物(ancient life)死亡死亡(death)埋藏埋藏(entomb)石化石化(petrifaction)发发掘掘(excavate)7311化石的形成条件化石的形成条件-生物本身的条件生物本身的条件-生物死后的环境条件生物死后的环境条件-埋藏条件埋藏条件-

7、时间条件时间条件-成岩石化条件成岩石化条件73122.1.2.1.生物本身的条件生物本身的条件生物硬体生物硬体矿矿化硬体化硬体hard mineralized skeleton矿矿化程度化程度矿矿化化组组分分比比较稳较稳定的是方解石、硅定的是方解石、硅质质化合物、磷酸化合物、磷酸钙钙等等不太不太稳稳定的是霰石、含定的是霰石、含镁镁方解石方解石有机有机质质硬体硬体hard organic skeleton如几丁如几丁质质薄膜、角薄膜、角质层质层、木、木质质物等物等7313化石的形成条件化石的形成条件-生物本身的条件生物本身的条件-生物死后的环境条件生物死后的环境条件-埋藏条件埋藏条件-时间条件时

8、间条件-成岩石化条件成岩石化条件73142.2.2.2.生物死后的环境条件生物死后的环境条件即生物死后所即生物死后所处处的外界的外界环环境条件境条件物理条件物理条件如高能水如高能水动动力条件下生物尸体易被破坏力条件下生物尸体易被破坏化学条件化学条件如水体如水体pH值值小于小于7.8时时，CaCO3易于溶解；氧化易于溶解；氧化环环境中境中有机有机质质易腐易腐烂烂生物条件生物条件如食腐生物和如食腐生物和细细菌常破坏生物尸体菌常破坏生物尸体7315化石的形成条件化石的形成条件生物本身的条件生物本身的条件生物死后的环境条件生物死后的环境条件埋藏条件埋藏条件时间条件时间条件成岩石化条件成岩石化条件731

9、62.3.埋藏条件埋藏条件与埋藏的沉与埋藏的沉积积特性特性质质有关有关圈圈闭闭较较好好的的沉沉积积物物易易于于保保存存，如如化化学学沉沉积积物、生物成因的沉物、生物成因的沉积积物物一一些些特特殊殊的的沉沉积积物物还还能能保保存存生生物物软软体体部部分，如松脂、冰川分，如松脂、冰川冻冻土等土等7317埋藏条件埋藏条件与埋藏的沉与埋藏的沉积积物性物性质质有关有关圈圈闭闭较较好好的的沉沉积积物物易易于于保保存存，如如化化学学沉沉积积物、生物成因的沉物、生物成因的沉积积物物一一些些特特殊殊的的沉沉积积物物还还能能保保存存生生物物软软体体部部分，如松脂、冰川分，如松脂、冰川冻冻土等土等具具孔孔隙隙的的沉

10、沉积积物物中中的的古古生生物物尸尸体体易易被被破破坏坏基基底底上上的的内内栖栖生生物物，以以及及一一些些表表栖栖生生物物也能破坏沉也能破坏沉积积物内的生物物内的生物遗遗体体7318化石的形成条件化石的形成条件生物本身的条件生物本身的条件生物死后的环境条件生物死后的环境条件埋藏条件埋藏条件时间条件时间条件成岩石化条件成岩石化条件73192.4.时间条件时间条件埋藏前的暴露埋藏前的暴露时间时间刚刚好埋藏好埋藏(quickly entomb)有利于形成化石有利于形成化石埋藏后不被再挖掘出来埋藏后不被再挖掘出来石化作用石化作用时间时间经过经过地地质历质历史史时间时间的成岩石化作用的成岩石化作用短短暂暂

11、、近期内的生物埋藏不成、近期内的生物埋藏不成为为化石化石7320化石的形成条件化石的形成条件生物本身的条件生物本身的条件生物死后的环境条件生物死后的环境条件埋藏条件埋藏条件时间条件时间条件成岩石化条件成岩石化条件73212.5.2.5.成岩石化条件成岩石化条件埋埋藏藏的的尸尸体体与与四四周周的的沉沉积积物物一一起起，在在漫漫长长的的地地史史成成岩岩过过程程中，逐步石化，形成岩石的一个部分中，逐步石化，形成岩石的一个部分石化作用石化作用petrifactionpetrifaction埋埋藏藏在在沉沉积积物物中中的的生生物物体体，在在成成岩岩作作用用中中经经过过物物理理化化学学作作用的改造而成为化

12、石的过程用的改造而成为化石的过程沉沉积积物物固固结结成成岩岩过过程程中中的的压压实实作作用用和和结结晶晶作作用用都都会会影影响响化化石的石化作用和化石的保存石的石化作用和化石的保存7322化石的石化作用方式矿质矿质充填作用充填作用生物硬体生物硬体组织组织中的一些空隙，中的一些空隙，经过经过石化作用石化作用被一些被一些矿矿物物质质沉淀充填，使得生物硬体沉淀充填，使得生物硬体变变得得致密和致密和坚坚硬硬.充填作用可充填作用可发发生在生物硬体生在生物硬体结结构中，如构中，如贝贝壳壳的微孔、脊椎的微孔、脊椎动动物的骨髓；也可以物的骨髓；也可以发发生在生生在生物硬体物硬体结结构之构之间间，如有孔虫的房室

13、、珊瑚的，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之隔壁之间间7323化石的石化作用方式矿质矿质充填作用充填作用置置换换作用作用在石化作用在石化作用过过程中，原来生物体程中，原来生物体组组分被溶解，外分被溶解，外来来矿矿物物质质充填，如硅化、充填，如硅化、钙钙化、白云化、黄化、白云化、黄铁矿铁矿化等化等假如溶解速度等于充填速度，原生物体的微假如溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结细结构可以保存下来构可以保存下来 假如溶解速度大于充填速度，假如溶解速度大于充填速度，则则原来的微原来的微细结细结构构难难以再以再现现7324化石的石化作用方式矿质矿质充填作用充填作用置置换换作用作用碳化作用碳化作用石化作用石化作

14、用过过程中，生物程中，生物遗遗体中不体中不稳稳定的成分定的成分分解和升分解和升馏挥发馏挥发，仅仅留下留下较稳较稳定的碳定的碳质质薄膜薄膜保存保存为为化石化石通常是几丁通常是几丁质质的生物体的生物体发发生此石化作用，生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等如植物叶化石、笔石枝化石等732573 26 石化作用方式(2,3)2)置换作用置换作用硅化作用：硅化木硅化作用：硅化木 3)碳化作用碳化作用碳质薄膜：笔石碳质薄膜：笔石7326化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物死亡死亡埋藏埋藏石化石化发发掘掘7327化石的形成条件化石的形成条件（小结）（小结）化石记录的不完备性化石记录的不完备性The

15、fossil record is not complete现今我们能够在地层中视察到的化石仅是现今我们能够在地层中视察到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中微小的一各地史时期生存过的生物群中微小的一部分部分现生生物：已记录现生生物：已记录170多万种，估计有多万种，估计有500-1000多万种多万种古生物：已记录古生物：已记录13万多种，大量未知万多种，大量未知7328化石的定义及古生物学化石的定义及古生物学化石的定义化石的定义化石的形成条件化石的形成条件化石的保存类型化石的保存类型化石的探讨方法化石的探讨方法化石的分类与命名化石的分类与命名73293.3.化石的保存类型化石的保存类型Foss

16、ils and preservationFossils and preservation实体化石实体化石(body fossis)(body fossis)模铸化石模铸化石(mold and cast fossils)(mold and cast fossils)遗迹化石遗迹化石(trace fossils or(trace fossils or ichnofossils)ichnofossils)化学化石化学化石(chemical fossils)(chemical fossils)73303.1 3.1 实体化石实体化石body fossilbody fossil全部生物全部生物遗遗体或部

17、分生物体或部分生物遗遗体的化石体的化石7331化石的保存类型化石的保存类型Fossils and preservationFossils and preservation实体化石实体化石(body fossis)(body fossis)模铸化石模铸化石(mold and cast fossils)(mold and cast fossils)遗迹化石遗迹化石(trace fossils or(trace fossils or ichnofossils)ichnofossils)化学化石化学化石(chemical fossils)(chemical fossils)73323.2.3.2.模铸

18、化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil保存在岩保存在岩层层中生物体的印模和中生物体的印模和铸铸型型7333模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil依据化石与依据化石与围围岩的关系分成岩的关系分成4类类：印痕化石印痕化石(impression fossil)印模化石印模化石(mold fossil)核化石核化石(core fossil)铸铸型化石型化石(cast fossil)73343.2.1.3.2.1.印痕化石印痕化石impression fossilimpression foss

19、il生物生物软软体体在在围围岩上留下的岩上留下的印痕印痕7335模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil依据化石与依据化石与围围岩的关系分成岩的关系分成4类类：印痕化石印痕化石印模化石印模化石核化石核化石铸铸型化石型化石73363.2.2.3.2.2.3.2.2.3.2.2.印模化石印模化石印模化石印模化石 mold fossils mold fossils mold fossils mold fossils生物生物硬体硬体在在围围岩表面上的岩表面上的印模印模包括：包括：外模、内模、复合模外模、内模、复合模7337印模化石外模外模外模外模

20、external moldexternal moldexternal moldexternal mold生物生物硬体外表面硬体外表面在围岩上的印模在围岩上的印模7338印模化石内模内模内模内模internal moldinternal moldinternal moldinternal mold生物生物硬体内表面硬体内表面在围岩上的印模在围岩上的印模7339印模化石复合模复合模composite mold内模和外模重叠在一起的化石内模和外模重叠在一起的化石7340印模化石留意印模化石上所反映的留意印模化石上所反映的纹饰纹饰和构造与生物体和构造与生物体实际实际状况，正好凸凹方向相反。状况，正好凸

21、凹方向相反。7341模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil依据化石与依据化石与围围岩的关系分成岩的关系分成4类类：印痕化石印痕化石(impression fossil)印模化石印模化石(mold fossil)核化石核化石(core fossil)铸铸型化石型化石(cast fossil)73423.2.3.3.2.3.核化石核化石core fossilcore fossil生生物物硬硬体体所所包包围围的的内内部部空空间间或或生生物物硬硬体体溶溶解解后后形形成成的的空空间间，被被沉沉积积物物充充填填固固结结形成的化石形成的化石内核内核i

22、nternal core 外核外核external core73437344模铸化石模铸化石mode and cast fossilmode and cast fossil：印痕化石印痕化石(impression fossil)印模化石印模化石(mold fossil)核化石核化石(core fossil)铸型化石铸型化石(cast fossil)73453.2.4.3.2.4.铸型化石铸型化石cast fossilcast fossil 原原壳壳体体被被全全部部溶溶解解后后，沉沉积积物物在在原空原空间间再次充填形成的化石再次充填形成的化石7346模铸化石模铸化石铸铸型化石的形成型化石的形成过

23、过程程7347模铸化石模铸化石铸铸型化石在大小、形型化石在大小、形态态和表面装和表面装饰饰等方等方面与原生物体一面与原生物体一样样，但内部构造完全不，但内部构造完全不同。同。它是在内核（或内模）和外模形成后，它是在内核（或内模）和外模形成后，壳体被全部溶解，在所溶空壳体被全部溶解，在所溶空间间中沉中沉积积物物充填而成。充填而成。7348化石的保存类型化石的保存类型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7349遗迹化石遗迹化石ichnofossilichnofossil保保存存在在岩岩层层中中古古代代生生物物活活动动留留下下的的痕迹和痕迹和遗遗物物7350遗迹化石遗迹化

24、石遗迹化石对于探讨生物的生活习性、生活方式及遗迹化石对于探讨生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。生活环境具有重要意义。7351化石的保存类型化石的保存类型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7352化学化石化学化石分子化石分子化石 molecular fossil分解后的古生物有机分解后的古生物有机组组分残留在地分残留在地层层中形成中形成的化石的化石7353化学化石化学化石古古生生物物有有机机质质软软体体虽虽在在石石化化作作用用过过程程中中遭遭遇遇破破坏坏，未未能能形形成成化化石石，但但分分解解后后的的有有机机组组分分，如如脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩

25、脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层层中。中。这这些些残残留留物物质质仍仍具具有有确确定定的的有有机机化化学学分分子子结结构构，利利用用一一些些现现代代化化的的手手段段和和分分析析设设备备，可可以以从从岩岩层层中将其中将其鉴别鉴别和分和分别别出来。出来。分子古生物学分子古生物学molecular paleontology古生物化学古生物化学paleobiochemistry生物成生物成矿矿作用作用biometallogenesis对对探探究究生生命命起起源源、生生物物演演化化及及生生物物成成因因的的矿矿产产探探寻寻和开和开发发具有重要意具有重要意义义。7354化石的保存类型化石的保存类型实体化石实体化石硬体硬体软软体体模铸化石模铸化石印痕化石印痕化石印模化石印模化石内模内模外模外模复合模复合模核化石核化石内核内核外核外核铸铸型化石型化石遗迹化石痕迹遗物化学化石化学化石分子化石7355