第4讲化石形成保存.ppt

第四章化石及其分类与命名,一、化石的概念二、化石形成条件三、化石的保存类型四、化石的分类与命名五、古生物分类系统,一、化石的概念,化石fossil：保存在岩层中的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分子,Dinosaureggs,化石的内涵,生物特征（形态、结构、纹饰、有机化学组分）；或具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等；注意区分假化石2.时、空概念（地质历史-1万年以前，与文物相区别；岩层：instrata/非现代沉积）,假化石,1、化石形成过程,生物死亡埋藏石化,二、化石形成条件,生物群,死亡群,埋藏群,化石群,（1）生物本身的条件（2）环境条件（3）埋藏条件（4）成岩石化条件,2、化石的形成条件,地质与环境等多方面因素决定生物能否成为化石:,（1）生物本身的条件,a）生物硬体,矿化硬体骨骼、牙齿、贝壳,有机质硬体植物的茎、叶片,b）生物软体特殊条件下保存,复原图,（2）环境条件,a)物理条件如高能水动力条件下生物尸体易被破坏b)化学条件（pH、Eh等）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c)生物条件（食物链、天敌等）如食腐生物和细菌常破坏生物尸体,(3)埋藏条件,沉积物性质及沉积速度-化学沉积物、生物成因的沉积物；快速沉积状态下易于保存;埋藏前的暴露时间-及时埋藏有利于形成化石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,（4）成岩石化条件,生物遗体能否成为化石需经过成岩石化作用沉积物固结成岩过程中的压实作用和重结晶作用都会影响化石的形成和化石的保存,三、化石的类型,依据体积划分:macrofossil（大化石）microfossil（微体化石）nanofossil（超微化石）,依据成因与保存特点划分：Bodyfossil（实体化石）moldandcastfossil（模铸化石）Tracefossil（遗迹化石）Chemicalfossil（化学化石）,Macrofossil,Microfossil,Microfossil,Nannofossil,（一）化石体积类型,化石的类型个体大小划分,大化石,（二）化石的成因类型,实体化石模铸化石遗迹化石化学化石,根据成因和保存特点，化石可分为4类：,1、实体化石bodyfossil,生物遗体保存的化石,（1）未变实体化石：生物遗体未经显著变化,琥珀中的昆虫,猛犸象,(2)变化实体化石：生物遗体经过一定的石化作用,生物硬体组织中空隙，被矿物质沉淀充填，生物硬体变得致密和坚硬如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓,1）矿质充填作用,恐龙化石,生物体原来组分被溶解，并被外来矿物质交代置换，如硅化、钙化、黄铁矿化等,2）置换作用,硅化作用,硅化木化石林,3）碳化作用生物遗体中不稳定的成分分解和挥发，留下较稳定的碳质薄膜保存为化石几丁质成分的笔石骨骼、角质植物叶片经碳化作用，H,N,O挥发，留下碳质薄膜化石,碳化作用,碳化作用,植物化石,碳质薄膜,笔石,2、模铸化石modeandcastfossil,定义:保存在岩层中生物体的印模和铸型物,分类根据化石与围岩的关系分成4类：,印痕化石印模化石核化石铸型化石,1）印痕化石impressionfossil,生物软体在围岩上留下的印痕,中华微网虫,复原图,2）印模化石moldfossil,生物硬体在围岩表面上的印模外模externalmold：生物硬体外表面在围岩上的印模内模internalmold：生物硬体内表面在围岩上的印模,3）核化石corefossil,生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石内核internalcore外核externalcore,核化石的形成过程,内核,外核,核化石,铸型化石的形成过程,4）铸型化石castfossil,在形成外模和内核后，原壳体被全部溶解，沉积物在溶解后的空间再次充填形成的化石,问题讨论,1、印模化石的特点2、核化石与印模化石关系3、铸型化石的特点,3、遗迹化石tracefossil,保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物,（a）足迹（b）行迹（c-d）拖迹（e）爬行迹（f-h）停息迹（I-j）潜穴,遗迹化石实例,（a）南雄白垩纪恐龙蛋化石（b）华北第四纪黄土中的鸵鸟蛋化石（c）鱼粪化石（d）粪粒化石（e）牡蛎上的珍珠化石（f）猿人使用的石器（g）山顶洞人的装饰品,恐龙蛋化石,石器,恐龙足迹,恐龙蛋化石,恐龙脚印,遗迹化石的特征1原地保存2常保存于缺少实体化石的地层中3地质分布时间长4遗迹化石与造迹生物很少共生5一物多迹或异物同迹,4、化学化石chemicalfossil,分子化石molecularfossil分解后的古生物有机组分（如脂肪酸、氨基酸等）残留在地层中形成的化石,氨基酸,核酸,化石的形成条件与化石不完整性（地质与环境等多方面因素）化石的形成过程与化石不完整性（从生物群死亡群埋藏群化石群的变化）,（三）化石纪录的不完整性,化石的形成过程与化石不完整性,（从生物群死亡群埋藏群化石群的变化）,化石记录不完整性的表现,地层中化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一部分种类的不完整性数量的不完整性,现代生物的多样性:已知现生生物有170万多种每年新发现1万多种估计现存生物有500-1000万种古生物：已记录约13-16万种,化石保存不完整性的表现,8个门常形成化石4个门有部分类型形成化石5个门有少量化石18个门无化石记录,化石及保存类型小结,化石的定义,化石的类型,保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹与生物活动有关的各种物质记录,实体化石模铸化石遗迹化石化学化石,化石的形成,形成条件形成过程生物体与生物群的变化,不完整性,化石fossil石化作用petrification实体化石bodyfossil模铸化石moldandcastfossil遗迹化石tracefossil/ichnofossil化学化石chemicalfossil,重要术语,思考题,1.何谓化石？2.实体化石形成过程中的石化作用3.化石的保存类型主要有哪些？,从化石的形成条件分析化石不完整性从化石的形成过程分析化石不完整性,问题讨论,四、化石的分类与命名,1、生物分类(biologicalclassification)根据一定的原则将生物归并成不同的类群，并作不同等级的系统排列,自然分类法以达尔文进化论以及生殖隔离为标志的现代物种概念为立论基础区分分类群的主要方法是总体性状的相似程度、共同始祖的密切程度、以及对特定环境的适应性性状按照生物间的亲缘关系进行归类,2、生物分类等级,界kingdom门phylum纲class目order科family属genus种species物种species是生物学中最基本的分类单位,生物分类单位,分类阶元例（动物）例（植物）界动物界植物界门脊索动物门裸子植物门纲哺乳动物纲松柏纲目食肉目松柏目科猫科松科属猫属松属种华南虎华山松除上述主要阶元外，还可以加一些次一级分类单位，如“超”、“亚”等形容词。,1）现代生物学上的物种概念,共同的起源共同的形态特征共同的地理区共同的生态环境种间能育,生物学中最基本的分类单元，可杂交繁殖后代的一系列自然居群，生物进化中的客观实体,特点：,（1）物种species,2）古生物学中的物种鉴别标志：,共同的形态特征构成一定的居群具有一定的生态特征分布于一定的地理范围,（2）亚种subspecies,地理亚种不同居群因地理隔离，在性状上出现分异年代亚种同一种内在不同地质时代产生性状上的变异,（3）属Genus,为一群相似的、有共同起源的物种组成，如猫属包括有猫、虎等，其形态相似，共同起源。一个属可包括许多种，也可只有一个种。属是分类中最常用的单位。,3、古生物的命名,所有经过研究的生物，都要给予科学的名称-学名scientificname,根据国际动物和植物命名法规和有关规定，为某一类生物（古生物）建立的科学名称,1）单名法,用一个拉丁文或拉丁化文0字来表示生物分类单元的学名Brachiopoda（腕足动物门）Claraia（克氏蛤）用于属以上分类单元的命名,（1）命名法则,命名法则主要包括单名法、二名法、三名法、优先律,2）双名法（二名法）,定义：任何一个物种的正式学名由其归属的属名加自身的种名构成。例Nankinellaorbicularia属名种名为了查阅方便，在种名后要注以命名者的姓氏和命名年代，如NankinellaorbiculariaLee，1934属名种名命名者命名年代,3）三名法,用于亚种的命名，由三个词组成Claraiaauritaminor（带耳克氏蛤微小亚种）即在属名和种名之后再加上亚种名,4）优先律,同物异名：同一物种给予了不同的名称，第二个命名作废。CyrtospiriferNalivkin,1918SinospiriferGrabau,1931CentrospiriferTien,1938异物同名:不同的物种给予了相同的名称，后命名的无效，重新命名。,任何分类单位的正确有效名称是最早正式发表的名称。有2种情况：,(2)化石名称的书写形式,为了便于查阅，各级正式学名之后要写上命名者的姓氏和公元年号,各级分类单元均采用拉丁文和拉丁化文字表示,属以上分类单元的命名用正体字，其中第一个字母用大写：Brachiopoda（腕足动物门）属名用斜体字，第一个字母用大写：Claraia（克氏蛤）种名、亚种名用斜体字，字母全部小写NankinellaorbiculariaLee，1934属名种名命名者命名年代,化石常用的几种缩写词和符号,sp.species未定种，表示标本鉴定后难于归入已知种中，而又无条件建立新种。如Eumorphotissp.sp.indet.speciesindeterminate不定种，表示化石保存欠佳，无法鉴定到种。如Redlichiaspindet.cf.conformis相似种或称比较种，指与某一已知种形态上有一定相似性，但仍有一定差别，且不能构成新种。如Claraiacf.wangigen.nov.genusnovum新属如Pseudoclaraiagen.nov.sp.nov.speciesnovum新种如Clarkinayinisp.nov.,五、古生物分类系统,动物界Animal无脊椎动物Invertebrate脊椎动物Vertebrate植物界Plant低等植物Lowerplant高等植物Higherplant,古生物分类系统(动物界),原生动物门Protozoa蜓类海绵动物门Spongia古杯动物门Archaeocyatha腔肠动物门Coelenterata珊瑚环节动物门Annelida软体动物门Mollusca双壳类、头足类节肢动物门Arthropoda三叶虫苔藓动物门Bryozoa腕足动物门Brachiopoda棘皮动物门Echinodermata半索动物门Hemichordata笔石脊索动物门Chordata脊椎动物,古生物分类系统(植物界),低等植物蓝藻植物门Cyanophyta叠层石硅藻植物门Bacillariophyta甲藻植物门Pyrrophyta沟鞭藻类金藻植物门Crysophyta颗石藻类轮藻植物门Charophyta,高等植物苔藓植物门Bryophyta原蕨植物门Protopteridophyta石松植物门Lycophyta节蕨植物门Arthrophyta真蕨植物门Pteridophyta种子蕨