古生物地史学上课讲义.ppt

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1、古生物地史学 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望绪论 基本概念 1、古生物：在距今1万年以前（全新世以前）的时期，称为地史时期。地史时期的生物成为古生物。如侏罗纪的恐龙、寒武纪的三叶虫等就是古生物。在距今1万年以后（全新世以后）的现金生物不能称为古生物。2、古生物学：是研究地史时期的生物及其发展的科学。研究对象：古生物学以保存在地层中的化石为研究对象。研究内容：研究古生物的形态、构造、分类、生态、地理及地史分布和演化规律。研究意义：对了解生命起源、生物

2、进化、阐明生物界发展史、充实生物进化理论、解决地层划分对比、恢复古地理、古气候和指导找矿等，都具有重要意义。3、地史学：研究地壳发展历史的科学。研究地史时期地壳和近地表的经历和变迁，阐明地壳发展历史规律。研究内容：包括生物发展史、沉积发展史和地壳运动发展史等。古生物学与地史学的关系：古生物学和地史学是两门密切联系的学科。古生物学是地史学的基础学科，是为地史学服务的；地史学的研究成果有助于古生物学的研究。古动物恐龙古植物化石硅化木第一章 古生物的基本概念第一节 古生物学及其内容 古生物学：以化石为研究对象。是研究地史时期生物及其发展的科学。研究范围：包括保存于地层中的生物遗体、遗迹，及与一切生物

3、活动的记录。基础工作：包括化石的采集、发掘、处理、复原、鉴定和描述等，并在此基础上，研究古生物的形态、分类、生活方式、进化规律和应用研究。相关学科：生物地层学、生态地层学、分子古生物学、古生物化学、古生态学等。第二节 化石 一、化石：指保存于岩层中地史时期的生物遗体和遗迹。是古生物学的研究对象。现今的生物遗体和遗迹不能称为化石，如现代河床中的贝壳、植物根、等茎。菊石恐龙蛋二、化石的保存条件 化石的形成要具备如下条件：1.自身条件：最好具有硬体，因为软体易于腐烂、分解和消失。2.生物死亡的环境条件 高能水动力条件下，尸体易磨损；氧化环境，有机质一腐烂；还原条件有机质容易保存。3.埋藏条件 掩埋的

4、的沉积物不同，保存化石的可能性也不同。如为化学沉积物，硬体易于保存。三、化石化作用 化石化作用是指埋藏在沉积物种的生物体在成岩作用过程中经过物理化学作用的改造成为化石的过程。化石化作用可分为：矿质充填作用、置换作用和炭化作用三种类型。四、化石的保存类型 化石的保存类型可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石四种类型。模铸化石又可分为印痕、印模、核和铸型。第三节 生物系统与分类 一、分类单位 古生物分类等级是：界、门、纲、目、科、属、种。可插入辅助单位：如亚门、亚纲、亚属、亚种、和超纲、超目、超科等。种是生物学和古生物学的基本单位。生物学上的物种是由通过自然杂交可生育具有繁殖下一代能力的后代

5、的一系列群居所组成的，与其他有机体在生殖上是隔离的。化石物种与生物学形同。具如下特征：共同形态特征；构成一定的群居；群居具有一定的生态特征；分布于一定的地理范围。二、古生物学的命名原则 古生物的学名要遵循动植物命名法则。各级分类单元均采用拉丁文或拉丁文话的文字表示。属（各亚属）以上单位，用单名法，第一个字母大写。种用双名法，由属名+种名构成，种名的第一个字母小写。亚种采用三名法，由属名+种名+亚种名构成，亚种名第一个字母小写。属以上的名字用正体，一属和属一下的单元用斜体。包括命名者姓氏及时间的，后两者用逗号隔开。不能确切鉴定到种的情况下，做特殊表示：sp.未定种；sp.indet不定种；ef相

6、似种或比较种；aff亲近种；gen.nov.新属；sp.nov.新种 三、古生物学分类系统 采用自然分类系统：以化石形态和结构的相似性和差异性总和为基础，基本可以反映生物界的亲缘关系。常见的古生物分类如下：动物界 原生动物门 代表：肉足虫纲有孔虫目蜓亚目 海绵动物门 古杯动物门 腔肠动物门 代表：珊瑚纲四射珊瑚亚纲 环节动物门 软体动物门 代表：腹足纲、双壳纲、头足纲 节肢动物门 代表：三叶虫纲 甲壳超纲介形虫亚纲 苔藓动物门 腕足动物门 棘皮动物门 半索动物门 代表：笔石纲 脊索动物门 代表：脊椎动物门 植物界 低等植物 蓝藻植物门 代表：叠层石 硅藻植物门 甲藻植物门 代表：沟边藻 金藻植

7、物门 代表 颗石藻 轮藻植物门 高等植物 苔藓植物门 原蕨植物门 石松植物门 节蕨植物门 真蕨植物门 前裸子蕨植物门 种子蕨植物门 苏铁植物门 银杏植物门 松柏植物门 有花植物门第四节 生命的起源和生物进化 一、生命的起源和生物演化 生命的产生分为三个阶段：1、氨基酸、核苷酸及单糖等有机化合物的形成阶段；2、氨基酸、核苷酸等低分子有机化合物聚合成复杂的有机化合物甘氨酸、蛋白质及核酸等生物大分子；3、许多生物大分子聚集形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系，呈现初步的生命现象，可以从周围汲取营养和将废物排出体外，构成生命的原生体。二、早期生物的发生和演化 早期生物的产生：在38亿年前的地层中，发现

8、了最早的单细胞生物；在35亿年前的地层中，发现了丝状细菌；在34亿年前的地层中，发现了蓝藻和细菌，这是非生物的化学物质向生物进化转变为最早的生物。早期生物的演化：20亿年前，早期的生物开始分异，出现了8属12种微化石。数量最多的是具丝状结构。大约在10亿年前，出现了真核生物。67亿年，后生动物出现，主要为腔肠动物、蠕形动物，如伊迪卡拉动物群。显生宙生物的演化（在第二、三章中结合古生物讲述）二、物种的形成 生物以物种作为繁殖后代的单元，依靠遗传保持物种稳定，又以物种作为进化单元，物种性状不断发生变异，通过隔离和自然选择等作用，旧种灭绝，产生新种。遗传：遗传物质是基因。基因基本是稳定，时代相传。种

9、瓜得瓜种豆得豆，就是遗传现象。变异：同种个体的基因会有不同程度的变化，使得个体之间有所差异。一母生九子，子子不相同，就是这个道理。隔离：包括环境隔离和生殖隔离。隔离的结果，使得不同的群居个体之间无法杂交，失去基因交流的机会。环境隔离形成地理亚种，如华南虎和东北虎。生殖隔离个结果，造成杂交不育、不成活等。自然选择：适者生存。成种方式：成种方式包括简便和突变两种方式。渐变是基因逐步产生变异，形成新种，新、旧种之间存在过渡类型。突变时基因突然发生变异，形成新种，新、旧种之间没有过渡类型。三、生物进化规律生物进化遵循如下规律1、进步性进化：从少到多、从简单到复杂，从低级到高级。2、进化具有不可逆性，已

10、经灭绝的生物不可能重新出现，已演变的生物不可能恢复祖型。3、相关律：环境的变化导致生物的器官发生变化与环境相适应。4、重演律：生物个体发育是系统发生的简单重演。5、适应：自然选择保留生物机能的有利变异、淘汰其不利变异的结果，是生物对环境的适应。6、特化：生物对特殊环境的适应结果，使得它在形态和生理上发生局部变异，但整个身体的组织结构和代谢水平无变化，这种现象叫特化7、分歧：因生态条件、地理条件的变化是生物钟变化，有一个种分化为两个或两个以上的种过程。8、适应辐射：多方向的趋异。9、适应趋同：一些类别不同，亲缘关系疏远的生物，由于适应相似的环境而形态变得相似。生物灭绝：生物完全绝种而不留后代 假

11、灭绝：生物演化为新种在地史中消失。种系代谢：在阶段进化过程中，新种在旧种的基础上不断产生，旧种被新种代替而衰退灭绝。生态代替：生物横向分化，是通过适应环境和占领环境来实现的，是争夺生活领域的斗争。在斗争中，一些胜利，扩大和取得了新的环境，一些失败了，丧失了生活领域而退出了历史舞台。背景绝灭：地史上任何时期的生物灭绝，但总的灭绝率保持在一个较低的水平上。群集灭绝：地史上任何时期的生物灭绝，但总的灭绝率保持在一个较高的水平上。第五节 生物与环境 生物与环境的关系十分密切。不一一叙述。影响生物生存环境的主要因素主要有：温度、水深、光线、盐度、底质、生物因素等。不再详述。第二章 古无脊椎动物第一节 原

12、生动物门 蜓亚目 一、概述：原生动物是一类最低等的真核单细胞动物。具有新陈代谢、次级感应、运动和繁殖等机能。没有真正的器官，但有鞭毛、纤毛、伪足等类器官。原生动物个体微小，需借助显微镜才能观察研究。原生动物门可划分为：鞭毛纲、孢子纲、纤毛虫纲和肉足纲。其中其中肉足纲蜓亚目化石意义最大。二、蜓壳的基本形态和构造 1、形态：个体微小，最小不足1mm,大者3-60mm。蜓壳呈纺锤形、椭圆形，有时呈圆柱形、球形等。2、基本构造包括：初房、壳壁、隔壁、旋脊、通道、列孔、拟旋脊。三、蜓亚目分类 依据蜓壳形状、旋臂构造、隔壁性质和次生堆积物发育情况，分为：纺锤蜓超科和费伯克蜓超科。四、蜓的地史分布 出现于早

13、石炭世晚期，到早二叠世达到极盛，晚二叠世末全部灭绝。第二节 腔肠动物门 珊瑚纲 一、概述 腔肠动物门包括现存的和灭绝的水螅、水母和珊瑚等。属二胚层多细胞动物，因具消化食物的中央腔而得名。包括刺细胞亚门和无刺细胞亚门。刺细胞亚门又分为水螅纲、原始水母纲、钵水母纲和珊瑚纲。其中珊瑚纲化石意义最大。二、四射珊瑚亚纲 1、形态 四射珊瑚的形态有单体和复体。单体形态以角锥状、弯锥状为主。复体有许多个体组成，分为块状和丛状。丛状复体又可分为枝状和笙状。块状复体分为多角状、多角星射状、互嵌状、互通状等。2、骨骼构造 外部构造：包括外壁、表壁和萼部。内部构造：包括纵列构造、横列构造、隔壁、轴部构造。横列构造，

14、包括横板、鳞板、泡沫板。轴部构造包括中轴和中柱。构造类型：根据四射珊瑚纵列构造、横列构造和轴部构造组合，可分为四种构造类型：单带型：隔壁+横板；双带型：隔壁+横板+鳞板（泡沫板）或中柱（中轴）三带型：隔壁+横板+鳞板（泡沫板）+中柱（中轴）泡沫型：泡沫板充满整个珊瑚体。三、横板珊瑚亚纲 横板珊瑚因横板发育而得名。多数为复体。块状复体外形有球型、半球形和铁饼型。丛状复体为圆柱状、笙状、枝状及链状等。骨骼构造中隔壁不发育或无隔壁。横板完整或不完整。完整的横板有水平状、下凹状、上拱状。不完整横板有交错状、漏斗状、泡沫状。横板珊瑚具联通构造，可分为连接孔、连通管和连接板三种。四、珊瑚的生态和地史分布

15、生态：底栖的海生动物，生活在180米以内的温暖浅海。分布：四射珊瑚，中奥陶世出现，二叠纪末灭绝；横板珊瑚，出现于晚寒武世，古生代末几乎灭绝第三节 腕足动物门 一、概述 腕足动物属海生底栖动物。均为单体，无复体。具两瓣大小不等的外壳，有真空腔，部分节两侧对称的无脊椎动物。二、基本特征 壳体有两瓣组成，大的叫腹壳，小的叫背壳。背壳和腹壳的结合线称结合缘。最早形成的部分叫喙。壳的两侧边缘为侧缘。四周接合缘的假象平面称接合面。正视壳体的形态有圆形、长卵形、椭圆形、三角形、五角形、方形等。侧视壳体的形态有双凸、背凸、平凹、凹凸型。壳面多数都有壳饰，如放射纹、放射性、放射褶、同心纹、同心层、壳刺、壳针等

16、内部构造：腕足动物内部构造差异很大。有绞足类中主要部分为：腹壳三角孔前的凸起，叫绞齿，背壳三角孔的深窝叫绞窝。绞齿之下有齿板，两齿板相向伸展融合为匙形物，称匙形台。三、分类：1、五铰纲：无绞齿和绞窝，呈圆形或长卵形，壳面光滑或弱具壳饰，无中隆、中槽。等。如古园货贝、乳房贝等。2、有铰纲：以绞齿和绞窝相绞合，具有各种腕骨。壳形多变，具中隆、中槽，不同程度的发育壳饰。如正形贝目、五房贝目、纽月贝目、长身贝目、小嘴贝目、无洞贝目、石燕贝目、穿孔贝目等。四、分布属底栖海洋生物。出现于早寒武世、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪繁盛，二叠纪末衰退。目前仍有存在。第四节 软体动门 一、概述 软体动物包括水生

17、的螺、蚌和乌贼等。具有柔软的外体，一般分头、足、内脏囊和外套膜四部分。软体动物身体大部分或全部被外套膜包裹着。软体动物可分为单板纲、无板纲、多板纲、腹足纲、掘足纲、双壳纲、头足纲、竹节石纲和软舌螺纲等，其中无板纲没有贝壳。二、双壳纲 1、概述 双壳纲，又称瓣腮类、斧足纲，是具有两个外壳的水生软体动物。如蚌、蛤、蛎、海扇等。多雌雄异体。2、基本特征 具有两个对称的、大小一致的瓣壳，瓣壳前后左右边缘，分别叫背缘、腹缘、前缘和后缘。两壳在背部绞合，绞合的边缘称为绞边。绞边与壳嘴之间的剖面或曲面部分称为基面。有的限于喙前呈心脏形的凹陷，叫新月面，有的限于喙后呈长槽形凹陷叫盾纹面。铰缘下前端或后端有翼状

18、伸出的部分，称前耳或后耳。它与其余壳面呈过渡，或以槽状凹陷隔开，呈耳凹。足丝在右瓣造成前缘内凹和缺口，叫足丝凹口，在左瓣内凹较浅，叫足丝凹曲。外套膜在壳内面留下的痕迹，叫外套线。壳面普遍发育生长线。多数具痛心和放射状壳饰，按强度分为线、脊、褶等。有的同类具两种壳饰，交织成网。有的具瘤、刺、节等。两壳在绞合线的垂直板，称为绞合板。壳体构造还有绞齿、和绞窝等。齿形可分为：栉齿形、射齿形、异齿形、假异齿形、裂齿形、厚齿形、等齿形、新栉齿形、弱齿形和贫齿形。3、分类 双壳纲分为古栉齿目、古异齿目、异齿目、厚齿目、新栉齿目、弱齿目、贫齿目7个目。4、地史分布 出现于寒武纪早期，奥陶纪为发展时期，自留纪、

19、泥盆纪出现分化出许多新种，并出现淡水型，中生代迅速发展，目前为全盛期。三、头足纲 1、概述 是软体动物中最高级最完善的一个纲。包括鹦鹉螺、箭石、菊石和现代的章鱼、乌贼等全为海生的食肉性动物。分为7个亚纲：直角石亚纲、内角石亚纲、鹦鹉螺亚纲、杆石亚纲、菊石亚纲、鞘形亚纲，前六个亚纲属外壳类，鞘形亚纲为内壳类。2、外壳类型及壳体构造 壳形：壳体大小差异很大。壳形有直形、弯性、环形和旋形等。定向：壳口所在一方为前方，住室所在一方为后方。壳口上漏斗位于腹侧，下凹的一侧为背方。壳体构造：壳体最初形成的部分为胎壳。软体的周缘部分分泌壳壁，后缘部分定期分泌横向隔壁，隔壁把壳体分隔为若干房室。最前方房室最大，

20、叫住室，其他各室可以充气，叫气室。在隔壁上还有隔壁孔。隔壁边缘与壳壁内面的结合线叫缝合线。隔壁不褶皱的，缝合线平直，反之弯曲，向前凸出的部分叫鞍部，向后方凸出的叫叶部。对旋卷壳，缝合线分为两部分，自腹中央两侧面到两旋环结合线的部分为外缝合线，自结合线经过背部到另一面的部分叫内缝合线。位于腹部的叶叫腹叶，位于背部的叫背叶，位于侧面的叫侧叶、位于脐部的叫脐叶。缝合线类型：鹦鹉螺型、无棱菊石型、有棱菊石型、刺菊石型、菊石型。壳饰主要有：横环、横肋、壳刺、壳瘤等 3、头足纲的地史分布 生态：头足纲为海生、底栖或浮游。分布：出现于晚寒武世、一直延续到现代。早古生代为鹦鹉螺类、晚古生代至中生代为菊石较为繁

21、盛，尤其是中生代，称为菊石时代，新生代以内壳类比较繁盛。第五节 节肢动物门 三叶虫纲 一、概述 节肢动物的身体由许多节组成，并且愈合呈头、胸部和尾部或头胸部及尾部，体节两侧具有节状的附肢节肢。如蟹、虾、昆虫等。其中三叶虫纲在地层划分等方面具重要意义。二、三叶虫的硬体构造 三叶虫虫体扁平，分背、腹两面，背呈纵的三叶状，腹面有节肢状肢体。有前至后，分头、胸、尾三部，眼位于头之背面，口位于头之腹面。三叶虫的硬体构造主要包括头甲、胸甲和尾甲。三叶虫头部构造三叶虫尾部构造三、三叶虫的分类和分布 1、分类 根据头鞍、面线、胸和尾部特征，三叶虫纲可分为球接子目、莱德利基虫目、耸棒头虫目、褶颊虫目、镜眼虫目、

22、裂肋虫目、齿肋虫目。2、地史分布 早寒武世出现，寒武纪、奥陶纪繁盛、自留纪、泥盆纪衰退。石炭纪、二叠纪有少数代表生存，二叠纪灭绝。第六节 半索动物门 笔石纲 一、概述 笔石是一种已灭绝的海生群体动物。外骨骼呈简单或复杂的枝状。因化石像是书写在岩石上的形象文字而得名。二、笔石纲的基本构造 外骨骼统称为笔试体，一个笔石体有一个胎管和许多胞管组成。树形笔石有三种胞管：正胞管、副胞管和茎胞管。正笔石只有一个正胞管。一个笔石体可包含一个或多个笔石枝。胞管的排列方式有单列式和双列式。笔石的分枝有两种方式，一是正分枝，一是侧分枝。笔石的生长方式有下垂式、下斜式、下曲式、平伸式、上曲式、上斜式和攀合式7种。三

23、、分类和分布 1、分类 笔石纲可分为树形笔石目、管笔石目、腔笔石目、茎笔石目、介壳笔石目、反笔石目和正笔石目。其中树形笔石目、反笔石目和正笔石目较为重要。2、分布 中寒武世出现，早石碳世灭绝。第三章 脊索动物及古植物第一节 脊索动物 一、概述 特点：一是背部有脊索支持身体；二是具有背神经管；具咽腮裂。分类：脊索动物包括尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门。其中脊椎动物最为高级。脊椎动物的身体有头、躯干和尾的分化，又称有头类。躯干具有附肢。具有完善的神经系统，位于身体背侧，前端发育大脑。循环系统位于身体腹侧。脊椎动物可分为9个纲。二、鱼形动物 1、一般特征 全部水生、冷血、腮呼吸、自由活动。

24、不具五趾，而发育鳍。背鳍、臀鳍、尾鳍位于身体的对称面上，不成对，称为奇鳍；胸鳍和腹鳍身体两侧左右对称，称偶鳍。鳍在身体的部位及相互关系，是鉴定鱼化石的主要特征。五颌纲是脊椎动物中最原始的类别，无真正的頜，也无真正的偶鳍，体内无骨化的周周骨骼，但脊索发达。本纲化石在自留纪中期至泥盆纪早期地层中常见。无颌纲“包括甲骨亚纲（如头甲鱼）和异甲亚纲（鳍甲鱼）鱼类：具有颌和偶鳍。鳍甲鱼三、两栖纲 是水陆两栖动物，在一生中有变态过程。特点：有腮呼吸转为肺呼吸；早期类型体外有甲骨，防止水分蒸发；四肢运动，尾起平衡作用；水中或湿地产卵孵化为其繁殖方式，幼虫在水中生活。分类：分为迷齿亚纲、壳椎亚纲、无甲亚纲。四、

25、爬行纲 爬行纲比两栖纲进步。是真正的的四足动物。能在陆地上繁殖、卵可在陆地上孵化、幼虫不在变态，拜托了水中繁殖的束缚，向陆地发展。爬行动物根据：颞颥（nie ru）孔的有无和多少及相对位置进行分类。颞颥孔位于眼眶后侧，用以容受和扩大頜肌和咬嚼力。颞颥孔可分为四种类型：无孔型无颞颥孔；下孔型一个颞颥孔，位于头侧；上孔型一个颞颥孔，位于头顶。双孔型两个颞颥孔，位于头侧方及顶部。根据颞颥孔的特点，分为、无孔亚纲、下孔亚纲、上空亚纲和双控亚纲四个纲。爬行动物出现于晚石炭世，二叠纪增多，全盛于中生代，所以中生代呈爬行动物时代，中生代末大多数灭绝，有少数残留到 现代，如龟、鳄、蛇、蜥等。中生代爬行动物 五

26、、鸟纲 鸟类是从爬行类发展出去的一个分支，适应飞行。为了飞行的需要，它的骨骼变得中空而轻，髓腔大，前肢变成翼，身披羽毛，心脏分隔完全，恒温。根据骨骼的形态可分为古鸟亚纲和金鸟亚纲。其中古鸟亚纲在地层划分对比上具有意义。鸟纲的代表属 六、哺乳纲 是最高等的脊椎动物，具更强的适应能力。恒温、胎生、哺乳、脑发达，牙齿分化，具较大的脑腔、四肢骨由肩带和腰带与脊椎相接。牙齿最为坚硬，最易保存为化石，对分类有意义。牙齿分为门齿、犬齿、前臼齿、臼齿四种。牙齿的形态和食性关系分为：尖切型食肉动物；脊齿形食草动物；瘤齿形杂食动物。现今的哺乳动物分为原兽亚纲和兽亚纲。在哺乳动物中，灵长目智慧最高，脑颅很大，眼睛大

27、而前视。对哺乳动物的研究，不仅对地层的划分有意义，同时对人类的起源、进化具有十分重要的意义。第二节 古植物学 一、概述 地球上出现最早的生命就是植物界，从元古代到新生代。在地层划分对比、古地理古气候研究都有重要意义。积极参与了煤、石油等成矿作用功过程之中。植物界可根据植物的形态和构造分为低等植物和高等植物。低等植物由单细胞和多细胞组成，无真正的根、茎、叶，包括细菌、藻类、真菌和地衣等。高等植物有多细胞组成，大多具有维管束系统，一般都根、茎、叶的分化，包括苔藓植物、裸蕨植物和种子植物。二、高等植物 高等植物由多细胞组成，大多具有司输导等作用的维管束系统，适应陆地生活，有根、茎、叶的分化。1、茎：

28、原始的茎是一个未分化的轴，呈二歧式分枝，逐渐演化为不等二歧式、二歧合轴式、单轴式、合轴式分枝。茎的结构分为表皮、皮层和中柱。原始的中轴只有不织布和韧皮部组层的维管束，叫原生中柱，进步的中柱，中间有髓。2、叶 是光和作用的器官。原始的只有叶，无叶柄。进步的有叶柄，还有叶托。叶在柄上的排列方式，叫叶序，有螺旋、互生、对生和轮生。叶有单叶和复叶，具有一个叶片的叫单叶，一个叶片分裂成几个裂片或几个小叶的叫复叶，其小叶叫羽叶。叶和羽叶的形状有线行、披针形、卵形、椭圆形、心形、肾形、舌形等等。叶的边缘特征有：全缘式、锯齿式、重锯齿式、波状、羽状权全裂、掌状分裂等等。叶脉：叶脉在叶片在叶片中排列方式叫迈序，

29、常见的有平行脉、弧形脉、扇形脉、羽状脉、网状脉等。3、根 原始的高等植物没有真正的根，如裸蕨纲植物。高等植物的苔藓植物和蕨类植物，繁殖器官为孢子。裸子植物和被子植物以种子为繁殖器官。三、苔藓植物门 是 高等植物中形体小结构原始的植物，匍匐于地面，有茎、叶之分，无真正的根河微管。分为苔纲和藓纲。苔纲多数呈叶状，如地钱，藓纲有茎和叶，如泥苔藓。苔藓植物门发现于泥盆泥、石炭纪、二叠纪中，二叠纪较多。古近纪广泛发育。四、原蕨植物门 原蕨植物门常称为裸蕨植物门，因基轴裸露而得名。是最原始的陆生微管植物。植物体矮小，高不到1米，茎结构简单，二歧式分枝，具有假根，原生中柱，孢子多顶生。出现于晚自留世，繁盛于

30、早中泥盆世，晚泥盆世灭绝。五、石松植物门 石松类有乔木、灌木和草本三种类型。茎作二歧式分枝，叶小，多单脉，呈螺旋状或假轮状排列于茎或枝上。有叶座，叶座上有叶痕。主要类型有镰蕨、原始鳞木、和鳞木等原始鳞木镰蕨六、楔叶植物门 属草本或木本，茎为单歧式分枝。明显的分为节和节间。叶和分枝轮生与节上。叶不发达为小型叶，叶的基部相互联合呈叶鞘，节间表面具有纵向分布的肋和沟。孢子囊生长于孢子囊柄上，组成孢子叶穗。楔叶植物门主要的为：楔叶目和木贼目，在地层划分和对比上意义重大。楔叶植物门见于泥盆纪、繁盛于石炭二叠纪，中生代衰退，现存木贼。楔叶目纵肋和纵沟、维管束痕木贼目七、真蕨植物门 多数为多年生草本。茎不发

31、育，不具次生组织。具有大型羽状复叶、一般一至多次羽状复叶，也有单叶和掌状叶，总成为蕨叶。叶脉有羽毛状脉、网状脉和扇状脉。孢子囊单个或成群生长在叶背面。其中的鲁福德蕨、格子蕨和脉枝蕨具有地层划分意义。真蕨类泥盆纪出现至现在，中生代繁盛。八、前裸子植物门 本门为灭绝的植物群，具蕨类和裸子植物的过渡特征。发现于中、下泥盆统。特征为：乔木，复杂的枝系，末级枝呈三度空间，二歧分枝，具扇状脉序；具次生木质部，管胞壁上有成组的圆形具缘纹孔，为裸子植物的典型特征。生殖器官为孢子囊。已分化为大、小孢子囊。可分为无脉树目、古杨齿目、瓢叶目三个目九、种子蕨植物门 是比较原始的裸子植物，为乔木、灌木和藤本。茎部具次生

32、木质部，也多为大型羽状复叶、常有间羽片和见小羽片。生殖叶上长有种子，种子长单个生长在小羽片的中脉或羽轴上。晚泥盆世出现，石炭二叠纪繁盛，中生代晚期灭绝。织羊齿、脉羊齿、舌羊齿、单网羊齿、大羽羊齿，叉羽叶等在地层划分对比意义重大。织羊齿脉羊齿舌羊齿单网羊齿叉羽叶十、苏铁植物门 多为矮短的木本，不分枝、常绿。茎干球状、块状或圆柱状，茎顶端丛生坚硬的革质的大型羽状复叶，多为单羽状复叶，少数网状、茎表明光滑或粗糙。晚石炭世出现，中生代 繁盛、现存有苏铁（铁树）。其中耳羽叶、尼尔桑叶、大网羽叶，具有地层划分意义。耳羽叶尼尔桑叶大网羽叶十一、银杏植物门 为高大的乔木、直径34米。单轴式分枝，有长短枝之分。

33、长枝上稀螺旋状生单叶、短枝上叶呈螺旋状排列，形成簇状。单叶、长柄、扇形、肾形至宽楔形。叶顶中间浅裂，二歧式分叉的扇状脉。雌雄异株。银杏出现于石炭纪、中生代尤其是侏罗纪繁盛，晚白垩世衰退，第三纪基本灭绝，现存银杏属（白果树）。似银杏、拜拉、拟刺葵等在地层划分上有意义。似银杏拜拉拟刺葵十二、松柏植物门 绝大多数为乔木，少数灌木，单轴式分枝，单叶、小型，形状简单呈鳞片性、锥形、针形、条形、披针形等。具单脉或平行脉。叶脉排列多样化，有覆瓦状、螺旋状、轮生、簇生或交错对生等。晚石炭世出现，侏罗纪、白垩纪繁盛，现在存有相当数量。其中鳞杉、苏铁杉、短叶杉具地层划分意义。鳞杉苏铁杉短叶杉十三、买麻藤植物门 属

34、灌木或木质藤本。次生木质部具导管，无树脂道。叶对生或轮生。叶片呈细小膜质鞘状、扁平状或肉质带状。雌雄同株或异株。种子具有裸子植物进化的的多种形状。现存有3个属约80个种。最早出现于侏罗纪。常见化石为似麻黄。十四、被子植物门 属最高等的植物门类。种子被果实包围，如桃、梨、苹果等。繁殖器官有明显的花。有乔木、灌木、藤本、草本、陆生、水生或寄生。疏导系统发育。单叶或复叶，形态多样。羽状脉或平行脉，细脉结成网，多数为重网。最早见于早白二世、晚白垩世广泛分布，始新世、渐新世是遍布全球，繁盛于新生代。被子植物们可分为：单子叶纲：胚有一个子叶，多为草本：双子叶纲：胚有两个子叶。乔木、灌木、草木均有。十五、植

35、物界的演化阶段性 植物界的演化简单到复杂、低级到高级、水生到陆生的过程，可以划分五个阶段：1、菌藻植物阶段：太古宙、元古宙至早泥盆世以前。水生，早期丝状藻，晚期为叶状藻。2、早期微管植物阶段：自留纪末期早中泥盆世，以缘蕨植物门为主，有原始石松植物门、楔叶植物门和前裸子植物门，适应滨海暖湿地生长。3、蕨类和古老裸子植物阶段：自晚泥盆世早二叠世。一石松植物门、楔叶植物门、真蕨植物门、前裸子植物门、古老裸子植物的种子蕨植物门、松柏植物门中的柯大钢为主；松柏植物门自中晚石炭世出现，二叠纪起，中生代的蕨类和苏铁、银杏开始出现。4、裸子植物阶段：晚二叠世早白垩世，以裸子植物的苏铁植物门、银杏植物门、松柏植

36、物门和真蕨植物为主。5、被子植物阶段，早白二世至第四季，被子植物在植物界占统治地位。第四章 沉积相、地层沉积作用和古地理第一节 沉积相和沉积环境 沉积相：是积环境及在该沉积环境中形成的沉积岩的特征的综合。相变：沉积相在横向上的变化。岩相分析或相分析：通过岩石和古生物的“物质表现”与环境的相联系来分析和恢复古沉积环境。第二节 沉积环境识别标志 沉积标志：在沉积岩中保留下来能恢复当时沉积作用特点和沉积环境的标志。第二节 沉积环境的主要识别标志 不同环境下形成的沉积岩具有不同的沉积相组分、结构、沉积构造、不同的生物门类和生态组合特征等，这些不同的特征反过来可以指示不同的沉积环境。一、沉积相组分和结构

37、 组分：如岩屑可以解释母岩性质、追踪源区；再如物质成分单一分选性好，纯净的石英砂岩是海滩反复冲洗的标志。结构：如杂基支撑结构是重力流的常见结构；再如碳酸盐的粒屑结构表明当时海水动荡。二、沉积构造 1、层理：包括水平层理、平行层理、交错层理、递变层理、块状层理。不同的层理，反应不同的沉积环境，如交错层理反应介质能量较强等；2、层面构造及暴露标志：包括动物的爬痕、足迹、泥裂、雨痕等 3、滑蹋构造 三、生物门类及其生态组合如珊瑚、菊石、三叶虫等只适应于海洋生活；陆生植物、陆生脊椎动物、淡水软体动物只适应于大陆环境生活等。四、沉积地球化学标志 如海绿石、林快岩、鲕状赤铁矿等只有在海洋环境中以自生矿物形

38、势出现。第三节沉积相的类型及其特征 沉积相分类：以海平面为标志，可分为陆相、海相和海陆过渡相三大类，还可以进一步划分。一、陆相沉积：空间分布不稳定、相变大。以砂砾岩、砂岩、泥岩居多。分选性差、碎屑物磨圆度差、层理类型多样、以陆上动物、陆生植物、淡水动物为主。陆相还可以进一步分为河流相、湖泊相、沼泽相、山麓、山间盆地相等。二、海陆过渡相沉积：可以进一步分为三角洲相和泻湖相。三角洲相：位于河流与洋盆的汇合处。大型锥状堆积体、水动力条件复杂、受河流和海洋波浪、朝夕影响大，沉积特征和生物特征具明显的过渡性。泻湖相：位于海岸附近，由障壁砂坝、障壁岛与大洋分隔。淡化泻湖相：暗色含有机质的粉砂岩、粘土岩为主

39、，石灰岩少见，水平、波状层理发育。咸化泻湖相：粉砂岩、泥质粉砂岩为主，见灰岩、白云岩、石膏、岩盐等，见有孔虫、腹足类、介形虫等。三、海相沉积 海相沉积，依据海底地形和海水深度进一步划分为滨海、浅海、半深海和深海沉积。1、碎屑型滨海沉积相相关类型 滨海带：浪基面以上的滨海地区。分有障壁和无障壁两类海岸。砂坝河泻湖：水动力强、海面开阔，形成海滩砂沉积，露出高潮面的平行海岸线的砂体构成砂坝。由纯净石英砂组成，具双向交错层理、冲洗交错层理、向海倾斜的交错层理。具砂坝的滨海区，形成泻湖，发育盐度生物群。在潮湿条件下注入淡水较多，形成滨岸沼泽，有植物生长形成泥炭沉积。与海联通不好，形成泻湖或海湾，干燥条件

40、下，蒸发量大，形成白云岩、硬石膏、石膏及岩盐。潮坪：平坦的滨海地带。傻、粉砂、泥质为主的沉积。潮上带见泥裂、雨痕、晶痕等、陆生植物、鸟痕足迹；潮间带发育双向交错层理、透镜体、垂直层面的潜穴等水下标志，暴露标志有生物介壳。潮下带，多形成石英砂、交错层理、水平层理、波状层理、冲刷面、波痕发育，底栖生物发育。2、碎屑性浅海沉积类型 浪基面以下，水深小于200米的陆棚、陆架地带。以泥岩、页岩、粉砂岩为主，夹有薄层粉砂、啥、贝壳层、生物碎屑灰岩。含窄盐度的底栖生物，如玩族类、珊瑚等。3、碳酸盐行滨浅海沉积相类型 碳酸盐缓坡：岸线向盆内缓倾斜。以泥质粒灰岩、泥灰岩为主，富含广海生物化石。碳酸盐潮坪：潮上带

41、沉积岩雨痕、泥裂、雹痕、鸟眼构造为特征；潮下带沉积岩发育鲕粒。藻叠层石、底栖生物发育。以灰岩沉积为主。生物礁、碳酸盐台地。陆棚海 4、深海及半深海沉积相类型 半深海相当于大陆斜坡。以浊流沉积为主，具典型的复理石建造，沉积韵律发育。可有海相化石。第六章 历史大地构造分析及板块学说简介第一节 历史大地构造分析方法和内容 一、大地构造学：通过不同地区、不同时期的地层综合研究，确定构造发展状态和过程、划分构造演化阶段和大地分区、恢复不同块体之间的相互关系和演化过程，就是大地构造学。二、方法 1、沉积建造分析法 活动类型沉积建造及特征 硬砂岩组合：包括硬砂岩、岩屑砂岩、长石砂岩。含有较多的不稳定组分，在

42、高差大、快速沉积条件下形成的。火山岩组合：包括记性、超基性岩和远洋深海硅质岩组成的蛇绿岩套组合，及岛弧火山岩、中酸性熔岩和侵入岩组合。前者是洋壳火山岩建造，后者是活动大陆边缘岛弧火山岩建造。混杂岩和变质岩组合：混杂岩是不同时代、不同性质，大小悬殊组成的的一种构造砾岩。蓝闪石片岩是一种高压低温变质带，都是活动大陆边缘形成的。复理石建造：是古代深海环境中形成的砂泥质浊积岩，现代的弧后边缘海、海沟、等深海环境中，都有浊积岩。浊积岩是活动大陆边缘的沉积建造。磨拉石组合：是地槽活动后期或大洋关闭时，活动大陆边缘强烈上升褶皱形成山系时，山间盆地或山前凹陷中砾石、砂、泥堆积体。稳定类型沉积建造 在稳定类型的

43、构造背景下形成的准平原、内陆盆地、形成的沉积组合。过渡型沉积建造 非补偿的边缘海、活动陆棚、大陆斜坡都可以代表过渡构造背景。2、沉积厚度分析法 补偿沉积：代表沉积速度和下降速度相等。非补偿沉积：沉积速度小于下降速度。超补偿沉积：沉积速度大于下降速度。3、沉积盆地类型分析法 4、构造运动面分析法第二节 构造板块学 一、板块学说的基本思想 包括两部分内容：一是魏格纳为代表早期的大陆漂移学说；二是以赫斯或迪茨为代表的海底扩张和板块削减为主的板块运动学说。板块学说归纳了大陆漂移和海底扩张的重要成果。板块学说的基本思想是：在固体的地球上层，存在刚性的岩石圈和下伏的塑性软流圈；刚性的岩石圈可以分为不同的板

44、块，在塑性的软流圈之上大规模运动；海洋板块不断新生、不断俯冲、削减到大陆板块之下；板块内部相对稳定，板块边缘活动强烈。勒皮雄：将岩石圈划分为太平洋、欧亚、印度洋、非洲、美洲和南极洲6大板块。其他学者有增加了西伯利亚、岗瓦纳、华北和样子板块。赫斯:提出海底扩张理论，即大洋中脊是一个巨大的海底扩张带，与洋中脊的洋壳增生带相对应的是大洋两侧的海沟带、经常发生洋壳俯冲和削减的场所。这种俯冲代表洋壳与陆块的聚合边界，存在典型的海沟火上岛弧弧后盆地，简称沟弧盆体系。二、板块构造旋回与构造阶段 岩石圈板块的构造演化具有明显规律性的现象，称为板块构造旋回。大陆板块的离合旋回为一级旋回，大陆边缘或造山带旋回为二

45、级旋回。1、板块构造旋回（威尔逊构造旋回）板块不是固定不变的。大陆板块的分离大致大洋盆地的形成，大洋盆地的萎缩、封闭导致大陆板块的聚合，大陆板块之间的碰撞导致造山带的形成。威尔逊构造旋回：大洋胚胎期陆内裂谷阶段；如东非大陆裂谷 大洋幼年期陆间裂谷（微型大洋）阶段；如现代的红海和亚丁湾。大洋成年期被动大陆边缘阶段；大洋衰退期主动大陆边缘阶段；大洋残余期有限洋盆阶段；大洋的遗痕期拼合造山阶段。威尔逊旋回客观的反映了大陆离合和洋盆演化的历史。每个旋回1.52亿年左右。每个旋回都伴有板块内部及边缘有规律的沉积、生物和构造事件，并在板块之间形成造山带。2、大陆边缘（大陆造山带）旋回 位于板块边缘的大陆边

46、缘早期强烈下降，接受巨厚沉积，晚期褶皱上升，并伴有岩浆侵入，形成造山带。3、全球主要造山阶段的划分 构造阶段的划分主要依据威尔逊旋回或造山带旋回进行划分。早古生代加里东构造阶段；晚古生代海西（华力西）构造阶段；三叠纪印支构造阶段；侏罗纪至白垩纪燕山构造阶段；新生代喜马拉雅构造阶段。第三节 大陆内部古板块恢复 一、板块边界的识别标志 1、蛇绿岩套 2、混杂堆积 3、双变质带 4、深断裂 二、古大陆边缘的识别 有两种类型：1、被动大陆边缘：没有洋壳俯冲，不存在沟弧盆体系，陆棚浅海、陆坡陆隆的深水沉积和海底浊积扇发育。2、活动大陆边缘：有洋壳俯冲，形成沟弧盆体系，、岛弧火山岩及共生的海沟深水浊积岩发

47、育。三、古板块活动的分析方法 1、古地磁分析法 2、生物古地理分析法 3、古气候分析法第七章 前寒武纪第一节 概述 一、前寒武系时代划分 前寒武纪：寒武纪以前的地质时期的总称。5.43亿年以前 前寒武系：寒武系以下的地层的总称。地球的年龄：45亿年 最老岩石年龄：37亿年 前寒武纪包括：太古宙、元古宙。太古宙：25亿年以前。包括 始太古代、古太古代、中太古代、新太古代 元古代：5.4325亿年。包括古元古代、中元古代、新元古代。二、前寒武系的划分和对比方法 前寒武系地层化石稀少、地层变质变形强烈地层划分和对比与显生宙不同，主要方法为：1、构造岩浆旋回法；2、同位素年龄测定法；3、沉积建造和变质

48、作用。三、前寒武纪的生物演化 1、原始菌、藻类生物的发展 在南非老于30亿年的无花果树群中，有微小的单细胞菌、藻类生物。我国鞍山群中也发现了菌、藻类生物化石。这些生物为原核细胞生物。2、真核细胞生物的出现 1920亿年前，真核细胞生物出现并得到一定程度的发展。3、后生动物的出现，前显生宙向显生宙过度 7亿年以后最初的后生动物出现，为布局硬体的无脊椎软体印模化石，包括腔肠类、环节动物、节肢动物等。6亿年左右微小带壳的无脊椎动物开始出现，即小壳动物出现。综述：前寒武纪晚期除原始的后生动物外，主要是海生的菌藻类和叠层石。第二节 中国的前寒武系 一、太古宇 主要分布在华北、塔里木地区，其中华北北部及中

49、不发育最好 1、始太古界 冀东及辽西均有出露。2、古太古界、中太古界：在始太古界，分布的基础上，古太古界和中太古界进一步扩大，主要分布在辽吉地区、燕山山脉、冀西、鲁中、胶东地区。3、新太古界 华北地区分布较广。可分为以五台-太行为代表的沉积变质型和以五台群、鞍山群为代表的内生岩浆岩型两类。阜平运动（26-25亿年），使太古宇地层褶皱变质，形成结晶基底，增加了稳定程度，形成太古宙陆核。二、元古宇 在中国北部和南部均有出露。1、中国北部（包括华北和塔里木两大板块）古元古界：五台山地区的古元古界为滹沱系不整合于五台群之上，为一套粗碎屑岩、砂岩，粘土岩及硅质碳酸盐，夹火山岩，有叠层石。自下而上分为豆村

50、亚群、东冶亚群和郭家寨亚群，皆呈不整合接触。古元古代末期发生吕梁运动，把古元古代初期分裂的陆核焊接起来，形成华北地台的原型原地台，从此华北进入了相对稳定的新发展阶段。中、新元古界 冀东的蓟县地区发育最好。自下而上分为三个系12个组：与下伏地层太古宙呈不整合接触。主要砾岩、泥岩、白云岩、砂岩组成，含微古植物化石、叠层石等。没有变质。中、新元古界已具有盖层的性质。2、中国南方（秦岭、大别山以南，川西、滇东的广大地区）没有发现太古宙地层、出现的最老地层是元古宙的浅变质岩系，分布在川滇地区和东部的雪峰-九岭区。新元古代后期晋宁运动，大洋板块向川中俯冲，导致川滇地槽带和雪峰-九岭地槽转化为元古代褶皱带，