化石的形成与古生物学

▪ 印痕化石 ▪ 印模化石 ▪ 核化石 ▪ 铸型化石
印痕化石
生物软体 在围岩上留下的印痕
软体印痕
软体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原
云南澄江寒武纪
印痕化石
73
41
印痕化石
中华微纲虫
2）印模化石 mold fossil
生物硬体在围岩表面上的印模 包括： 外模、内模、复合模 注意：
印模化石上所反映的纹饰和构造与生物
体实际情况，正好凸凹方向相反。
§1. 化石的定义 §2. 化石的形成条件
§3. 化石的保存类型
§4. 化石的研究方法 §5. 化石的分类与命名 §6. 古生物学分类系统简介
三、化石的保存类型
根据化石的保存特点，化石可分为4类：
☆ 实体化石 ☆ 模铸化石 ☆ 遗迹化石 ☆ 化学化石
1、实体化石body fossil
全部生物遗体或部分生物遗体的化石
§1. 化石的定义 §2. 化石的形成条件 §3. 化石的保存类型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分类与命名 §6. 古生物学分类系统简介
化石的形成过程: 古生物 死亡 埋藏 石化 发掘
73
13
1) 生物本身的条件 2) 生物死后的环境条件 3) 埋藏条件 4) 时间条件 5) 成岩石化条件
细结构可以保存下来
➢ 如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细
结构难以再现
硅化木 (新疆准葛尔)
石化作用方式
矿质充填作用 生物硬体组织中的一些空隙，经过石化 作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体 变得致密和坚硬
➢充填作用可发生在生物硬体结构中，如 贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；
➢也可以发生在生物硬体结构之间，如有 孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间
第二章 化石的形成与古生物学
§1. 化石的定义 §2. 化石的形成条件 §3. 化石的保存类型 §4. 化石的研究方法 §5. 化石的分类与命名 §6. 古生物学分类系统简介
1
一、化石的定义
化石 fossil
保存在岩层中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物分子
化石与一般岩石的区别 化石区别于一般岩石在于：它与
化石记录的不完备性
现今我们能够在地层中观察到的化石 仅是各地史时期生存过的生物群中极小 的一部分
现生生物：已记录170 多万种，估计 有500-1000多万种
古生物：已记录13万多种，大量未知
古生物化石仅是现代生物编目的8.7％
化
石
记
录
的
不
完
备
性 73
30
73
31
第二章 化石的形成与古生物学
外模external mold
生物硬体外表面在围岩上的印模
73
44
内模internal mold
生物硬体内表面在围岩上的印模
73
45
复合模composite mold
化石分类 (体积大小分类)
大化石macrofossil 肉眼下即能 研究的化石 微体化石microfossil
肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一 定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研 究的生物体或身体的微小部分
超微化石 nannofossil
分子化石 Molecular fossil
第二章 化石的形成与古生物学
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
时间条件
埋藏前的暴露时间 及时埋藏有利于形成化石 ； 埋藏后不被再挖掘出来 ；
石化作用时间 经过较长地质历史时间的石化作用 ； 短暂、近期内的生物埋藏不成为化石；
成岩石化条件
埋藏的尸体与周围的沉积物一起，
在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，
全
部
生 物
实
遗 体
体
的化
实 体
石
化 石
(1)
部
分
生
物
遗实
体 的
体
实 体
化
化 石
石
(2)
73
36
部
分
生
物 遗
实
体 的
体
实化
体 化
石
石 (3)
73
37
body fossils
化石的形成与古生物学
2、模铸化石 mode and cast fossil
保存在岩层中生物体的印模和铸型（复铸物）
根据化石与围 岩的关系分成 4类：
★ 生物条件
如食腐生物和细菌常破坏生物尸体
埋藏条件
与埋藏的沉积物性质有关
◆ 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、 生物成因的沉积物,具孔隙的沉积物中的古生 物尸体易被破坏
◆ 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分， 如 松脂、冰川冻土等
◆ 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能 破坏沉积物内的生物遗体
碳质薄膜化石
植物化石
笔石
化石记录的不完备性
1、化石形成条件的严格，地史时期的生物只有 极少部分保存成为化石
2、现已发现的化石仅是岩层中保存成化石的一 部分(包含超微化石、分子化石等）
由于上述二个因素、表明古生物记录的不完备性。 化石记录不完备是古生物学中的基本事实，所以 在研究古生物界的面貌及其发展规律时，必需考 虑这个事实，避免做出片面结论。
生物本身的条件
生物具硬体部分
（壳，骨骼，牙齿，鳞片，蛋）
硬体多由矿物质组成 比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等 不太稳定的是霰石、含镁方解石
有机质硬体 如几丁质薄膜、角质层、木质纤维等
生物死后的环境条件
生物死后所处的外界环境条件 ★ 物理条件
如高能水动力条件下生物尸体易被破坏
★ 化学条件
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
矿 质 充 填 作 用 ----- 腕足动物
石化作用方式
碳化作用
生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥 发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石
➢ 通常是几丁质的生物体发生此石化 作用，其几丁质成分(C15H26N2O10)为主 的植物叶化石、笔石枝等经碳化作用， H,N,O挥发，留下碳质薄膜化石
73
26
形成岩石的一个部分
石化作用(petrifaction)的定义
定义：埋藏在沉积物中的生物体，在成 岩作用中经过物理化学作用的改 造而成为化石的过程
置换作用 矿质充填作用
碳化作用
石化作用方式
置换作用
在石化作用过程中，原来生物体组分被溶 解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云化、 黄铁矿化等。
➢ 如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微
古生物相联系，具有生物特征，如形 状、结构、纹饰、有机化学组分等； 或者具有生命活动信息：生物遗迹、 遗物、工具等
化石举例
菊 石
4
植物化石
73
化石群
微体化石
怪诞虫及复原图
73
中华微纲虫及复原图
9
假化石
在形态上看似与某些化石十分相似，但与生物或 生物生命活动无关称为假化石
“ 松枝石 ”
“菊花石”