第4章 古生物与地层

树叶化石
笔石
重结晶作用：组成生物硬体的矿物，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。如珊瑚 化石：由斜方晶系的文石转化为三方晶系的低镁方解石。
车轮菊石 双壳类
⑶化石的保存类型 主要分为四类：实体化石、模铸化石、遗迹化石、化学化石。 ①实体化石：原来的生物全部或部分保存为化石。 未变实体：如琥珀中的昆虫、冻土中的猛犸象。 变化实体：经过石化作用，如珊瑚、腕足类化石。
生物地层单位的最大特点在于能够指示相对地质年代，但由于物 种的迁移现象和它们在不同地点灭绝时间有先后，所以许多生物带的
界线并不是严格的等时面，因此使用时应尽量结合其它方法。
第三节 地层划分与对比
一、地层划分与对比概述
二、地层划分与对比的依据 三、地层划分与对比的方法
一、地层划分与对比概述
1、地层划分 地层划分：根据组成地层岩石的特征和属性，按照地层的原始顺序，
未变实体化石：猛犸象化石
②模铸化石：古生物的遗体在围岩中保留下来的痕迹或复铸物。 印痕化石：没有硬体的生物或植物的叶子在岩石层面上留下的痕迹。 印模化石：具有硬体的动物与植物的茎等在岩石中所留下的痕迹。
经过交替作用形成的松果化石
交替作用形成的 菊石化石
黄铁矿化
铜化
印痕化石 （树叶）
③遗迹化石：古生物活动时在沉积物表面和内部留下的痕迹或遗物。 包括— 痕迹化石：爬行迹、居住迹、觅食迹、耕作迹等； 遗物化石：卵化石、粪便化石等。
2、岩石地层单位 以地层的岩性特征和岩石类别为依据而划分的地层单位。不考虑 年龄，分四级--群、组、段、层，组是最基本的单位。 例如：济阳拗陷 第四系Q 新 生 界
上第三系N 下第三系E
东营组
沙一段 沙二段
沙河街组 沙三段 孔店组 沙四段
3、生物地层单位 以含有相同化石内容和分布为特征，并与邻层的化石有区别的岩 层，包括各种生物带，但各种带之间没有大小关系。
生物演化的特点： 低级→高级 简单→复杂 微观→宏观 演化不可逆
如果地球的45亿年 进程压缩为24小时
00:00地球形成 4:00出现单细胞生物；但 16小时内都没变化 20:30出现了微生物 21:04出现三叶虫 22:00植物出现，接着陆 生动物出现 22:24出现森林 23:00恐龙出现，40分钟 后灭绝 23:58:44秒人类出现 迄今有记载的人类历史不 过几秒长......
1、古动物界 ⑴ 古动物分类 古动物由简单到复杂、由低级到高级可以分为以下几个门： 单细胞动物 原生动物门 海绵动物门 古杯动物门 多细胞动物 腔肠动物门 软体动物门 节肢动物门 棘皮动物门
古 动 物 界
无颌纲 鱼 纲
两栖纲 爬行纲 鸟 纲
蠕虫动物门
苔藓动物门 腕足动物门
笔石动物门 脊索动物门
哺乳纲
1、年代地层单位 年代地层单位—指在特定的地质时间间隔内形成的岩层体，其顶底界 面为等时面。或者说成“相应的地质时代时间内所形成的地层”。
地 质 年 代 单 位
宙 ……………….宇 代 ……………….界 纪 ……………….系 世 ……………….统 期 ……………….阶 时 …………….时间带
年 代 地 层 单 位
1、有关概念 ⑴ 地质年代 —表示地质历史时期中的时间间隔单位。 ⑵ 相对地质年代 —根据地层中的生物演化顺序，把各地史时期沉积 的岩石，按先后次序确定下来，以展示岩石的新老关系。 ⑶ 绝对地质年龄 —利用放射性同位素的半衰期，计算岩石形成后所 经历的时间，通常以百万年（Ma）为单位。 ⑷ 地质年代单位 —用来划分地球历史的单位，它可以划分为6级， 宙、代、纪 、世、期 、时。
石 燕 类
弓 石 燕
⑤软体动物门（寒武纪—现代） A、腹足纲：早古生代至今，陆生 、海生，大多数系浅水底栖生活 。 如蜗牛、田螺、海螺 B、瓣腮纲（双壳纲）：两壳对称 等大，水生，两壳间有肌肉足（ 斧足）。如蛤、蚌、蚬、牡蛎、 海扇 C、头足纲：海生软体动物，身体 两侧对称，头很明显，口在头中 央，四周有触手。如鹦鹉螺、菊 石、箭石、现代的章鱼、乌贼
皇冠虫
皇冠虫
⑦笔石：半脊索动物，海生群体 动物。仅奥陶纪、志留纪大为繁 盛，是良好的分层对比化石。
我国中下奥陶统笔石
2、古植物界
古 植 物 界
低等植物
菌类、藻类(简称菌藻植物) 苔藓植物门 孢子植物
演 化 过 程
蕨子植物门
高等植物 裸子植物门 种子植物
被子植物门
太古代～志留纪：水生菌藻类
志留纪末～中泥盆世：裸蕨为主， 是最古老的陆生植物。
⑵ 常见古动物简介 ①原生动物门（ 前寒武纪 — 现 代） 最低等的单细胞动物，不同 时期种属 不同， 较重要 的如有 孔 虫（寒武纪—现代）。
有孔虫壳的形状
各种各样的原生动物
②海绵动物门（早寒武世—现代） 原始多细胞动物，水生底栖固着生物（主要为海生）。存在领 域较广，浅—深水。常与典型浅海生物珊瑚、腕足类共生。
1. 新笠贝
2. 石鳖
3. 乌贼
4. 鹦鹉螺
5. 双壳类
7 8 竹 节 石
6. 蜗 牛
. 角 贝
.
9. 软舌 螺
头足纲
⑥节肢动物门（寒武纪—现代） 海生、陆生，较高级无脊椎动物，如现代的虾、蜻蜓等。比较重 要的有： A、三叶虫纲：古生代海生无脊椎动物，多体节，绝大多数系底栖 游移生活，是寒武纪的标准化石； B、介形虫纲
2、地质年代表
地 质 年 代 表
同位素 年龄
2 65 137
195
地质年代（地层系统）及代号 新生代 /界 KZ 中生代 /界 MZ 显生 宙/ 宇 古生代 /界 PZ 第四纪/系 Q 第三纪/系 R 白垩纪/系 K 侏罗纪/系 J 三叠纪/系 T 二叠纪/系 P 石炭纪/系 C 泥盆纪/系 D
志留纪/系 S
一、古生物与化石
1、古生物与古生物学 古生物：生存于地质历史时期的生物。一般以第四纪全新世（距今 约1万年）开始作为划分古生物和现代生物的时间界限。 古生物学：研究地质历史期间生物界特征及其演化规律的科学。 古生物学研究的对象—化石
2、化石
化石：指保存于地层中的古生物遗体和遗迹。 化石是古生物学的研究对象，它具有一定的生物特征。如形体大 小、形状、结构、纹饰、以及残存下来的组成生命的有机物质等。
⑴ 化石形成的条件
A、生物本身必须具有一定的硬体。 如动物的外壳、骨骼、植物的木质纤维等，否则易氧化、腐烂、 难以保存。
B、生物死后能较快埋藏起来。 生物死亡后，必须尽快被沉积物掩埋，以免长期暴露地表而腐烂 或被其他动物吞食。 C、经历一定的时间。 ⑵ 化石的形成过程 埋藏后的生物软体部分，如内脏、肌肉、皮毛等一般都较容易 腐烂分解，仅留下生物硬体部分。一般有四种形成方式：
第四章 古生物与地层
第一节 古生物概述
第二节 地质年代与地层单位 第三节 地层划分与对比
第一节 古生物概述
一、古生物与化石
二、古生物分类 三、古生物学研究的意义
第一节 古生物概述
现在地球上植物繁盛、动物众多，已被描述和鉴定过的动物大约 有200万种，植物约34万种，微生物约4万种。但今日生物景观是经历 了约35亿年的历史演变的结果。
充填作用：生物硬体内的各种空隙被地下水中的矿物所充填，如脊 椎动物化石。
许氏禄丰龙
交替作用：埋藏后的生物硬体，由于地下水的作用逐渐被溶解，而 溶液中的矿物质又沉淀所溶解的孔洞中，保留了原来的结构、构造。
升馏作用：有些生物遗体 不稳定的成分易挥发掉， 仅留下碳质薄膜保存下来 成为化石，如植物的叶子 化石。
把一个地区的地层划分成各种地层单位的工作。 2、地层对比
地层对比：根据组成地层岩石的特征和属性，对不同地区的地层单位 进行对比研究，论证这些地层单位在特征上和地层位臵上是对应的、
相当的，这套工作称为地层对比。
3、地层划分与对比的分类 根据油气田勘探、开发的需要及各阶段任务的不同，地层划分
与对比大体上分为两类：
古 生 物 演 化 示 意 图
三、古生物学研究的意义
1、进行地层划分和对比，确定相对地质年代
标准化石：地质历史上，延续时间短、演化迅速、分布广、数量多、 特征明显、可代表特定地质年代的化石。如寒武纪的三叶虫。
2、重建古地理和古气候 指相化石：分布广、能够明确指示生物生活环境的生物化石。 如：造礁珊瑚—水温18度、水体清澈、阳光充足的海水中 猛犸象—生活于寒冷的环境中
晚泥盆世～早二叠世：楔叶、 石松、真蕨、种子蕨、苛达 树等。 石炭纪、二叠纪—第一个成 煤期。
芦 木(Calamites)
苛达木的带叶枝
鳞木树皮化石（石炭 纪）
瓣轮叶化石(河南，二叠纪)
羊齿植物化石(宁夏， 石炭纪)
晚二叠世～早白垩世：苏铁、银 杏类、松柏类。 侏罗纪 —第二个成煤期。
早白垩世晚期～现代： 被子植物
（2）从化石中发现许多中间类型。如晚侏罗世的始祖鸟化石兼有爬 行类与鸟类的特征。 （3）古生物资料提供了许多已经灭绝了的生物实例。如古生代的三 叶虫、中生代的恐龙等。据不完全统计，古生物各门类约有2500个科， 其中三分之二已经灭绝。
第二节 地质年代与地层单位
一、地质年代
二、地层单位
一、地质年代
恐龙脚印
恐龙蛋
遗迹化石： 古人类的石器、骨器
④化学化石：过去的生物遗体，特别是软体构造，容易遭受破坏不 能保存为实体化石，但其有机组分分解后形成的各种有机质如脂肪 酸、氨基酸等仍可保存于岩层，当其具有一定的化学分子结构，足 以证明过去生物的存在时，就称其为化学化石。这在探索生命起源 上意义重大。
生物 界
植物动物
被子植物 繁盛 裸子植物 繁盛 蕨类及原 始裸子植 物繁盛 裸蕨植物
藻类及菌 类植物繁 盛
动物界
出现 哺乳动 人类 物繁盛 与鸟
早/ 晚 早/ 晚 早/ 中/ 晚 早/ 中/ 晚 早/ 晚 早/ 中/ 晚 早/ 中/ 晚
早/ 中/ 晚
爬行动 物繁盛 两栖动 物繁盛 鱼类繁盛 海生无脊椎 动物繁盛
３亿年前的贵州鱼龙，化石大约４至５米长，比较完整，为 一种特有海洋生物，表明当时贵州高原还是汪洋大海。
3、研究沉积岩和沉积矿产的成因 硅藻土是大 量的硅藻硬 壳堆积而成。 煤是由植物 堆积埋藏而 成。 石油、油页 岩的形成与 生物密切相 关。
4、为生物演化提供了有力的证据
（1）古生物资料逐渐揭示了地球上生物从无到有，从低级、简单到 高级、复杂的过程。
③腔肠动物门（中晚寒武世—现代） 低等多细胞动物，例海葵、造礁珊瑚、非造礁珊瑚。比较重要 的有造礁珊瑚——浅海固着底栖生活，分布于赤道附近，即南北纬 28度之间热带及亚热带浅海区域。
链状珊瑚
匍匐状珊瑚
块状珊瑚 枝状 枝块状
丛状珊瑚
④腕足动物门（晚寒武世— 现代） 海生、底栖、单体群居，两 壳大小不同。为古生代标准 化石之一。多数生活于温暖 的正常盐度的浅海海底。
⑴ 区域地层划分与对比 在勘探过程中，利用地质、地球物理、钻井等资料，进行的区
域性地层划分与对比工作。研究区域大、全井段。
此外，从化石的大小来看，人们习惯分成三级：大化石、微体 化石及超微化石。大化石是指用肉眼或放大镜能够进行观察和研究 的化石；微体化石是指在一般显微镜下研究的化石；超微体化石是 指在高倍显微镜或电子显微镜下进行研究的化石。
二、古生物分类
古生物种类繁多，为了便于系统研究，必须进行科学分类。 首先，根据生物的特征和生物之间的亲缘关系，将整个古生物界 分为：古动物界和古植物界两大类，界以下分为：门、纲、目、科、 属、种等。 另外还有些辅助单位：亚门、亚纲等等，表示比门、纲略低一级。 也可将若干纲、目、科分别合并为超纲、超目、超科等。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
230 285 350 400 435 500
570
无 脊 椎 动 物 继 续 演 化 发 展
奥陶纪/系 O 寒武纪/系 C 隐生 元古代/界 P t 宙/宇 太古代/界 Ar
早/ 中/ 晚 早/ 中/ 晚
裸露无脊椎动物出现
2500
生命现象开始出现
二、地层单位
地层：指某一地质历史时期形成的层状岩石或岩石组合，包括沉积岩、 岩浆岩和变质岩。
岩层：指两个层面所限制的具有某些共同特征或属性，时代一致的层 状地质体，是地层最小单位。当涉及探讨岩层的先后顺序、地质年代 和组合成填图单位时，将其称作地层。
地层单位：指不同时期内形成的地层相应地在空间上划分出的单位。 目前，国际上趋向于把地层划分成三套性质不同的地层系统：年代地
层单位、岩石地层单位 、生物地层单位。