第二章化石的形成與古生物學古生物地史學

化石（fossil），是指保存在巖層中地質歷史時期的生物遺體和生命活動的痕跡。古生物地史學蜓古生物地史學珊瑚古生物地史學雙殼綱生物古生物地史學菊石古生物地史學三葉蟲古生物地史學腕足動物古生物地史學魚古生物地史學青蛙古生物地史學恐龍古生物地史學鳥古生物地史學古人類古生物地史學恐龍腳印古生物地史學恐龍蛋古生物地史學骨器舊石器古生物地史學古生物地史學大化石macrofossil用常規方法在肉眼下即能研究的化石微化石microfossil肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定的儀器設備及通過一定的手段才能進行研究的生物體或身體的微小部分超微化石nannofossil假化石pseudofossil與化石相似，但與生命活動無關，如礦物集合體、泥裂、礫石、礦質結核、樹枝狀鐵質沉積物等古生物地史學微化石古生物地史學超微化石古生物地史學古生物地史學古動物學paleozoology古無脊椎動物學invertebratepaleontology古脊椎動物學vertebratepaleontology古人類學paleoanthropology古植物學paleobotany古藻類學paleoalgology孢粉學palynology古遺跡學paleoichnology微體古生物學micropaleontology超微古生物學ultramicropaleontology分子古生物學molecularpaleontology古生物地史學生物地層學biostratigraphy生態地層學ecostratigraphy古生物化學palaeobiochemistry古生態學palaeoecology古生物地理學palaeobiogeography地球生物學geobiology古生物地史學

地史時期的生物遺體及其生命活動的痕跡在被沉積物埋藏后，經歷了漫長的地質年代，隨著沉積物的成巖作用，埋藏在沉積物中的生物體在成巖作用下經過物理化學作用的改造，即石化作用，而形成化石。古生物地史學魚死亡古生物地史學落到水底古生物地史學肉體腐爛古生物地史學逐漸被埋藏古生物地史學完全被埋藏，只剩下骨骼古生物地史學繼續被埋藏，上覆沉積物逐漸增多，發生石化作用古生物地史學地層傾斜、上升，露出水面古生物地史學露出水面的地層被風化、剝蝕，部分化石外露古生物地史學化石被發現古生物地史學它們如何成為化石？古生物地史學化石的形成和保存取決以下下幾方面的條件：生物本身條件生物死后的環境條件埋藏條件時間條件成巖條件古生物地史學生物硬體比較穩定的是方解石、硅質化合物、甲氰磷酸鈣等不太穩定的是霰石、含鎂方解石有機質硬體如幾丁質薄膜、角質層、木質物等，雖易遭受破壞，但可碳化而保存為化石，如植物葉子。古生物地史學生物軟體古生物地史學琥珀古生物地史學猛犸象古生物地史學物理條件如高能水動力條件下生物尸體易被破壞化學條件如水體pH值小于7.8時，CaCO3易于溶解；氧化環境中有機質易腐爛生物條件如食腐生物和細菌常破壞生物尸體環境條件古生物地史學與埋藏的沉積特性質有關。圈閉較好的沉積物易于保存，如化學沉積物、生物成因的沉積物。一些特殊的沉積物還能保存生物軟體部分，如松脂、冰川凍土等。具孔隙的沉積物中的古生物尸體易被破壞?；咨系膬葪铮约耙恍┍項镆材芷茐某练e物內的生物遺體。埋藏條件古生物地史學埋藏前的暴露時間及時埋藏有利于形成化石埋藏后不被再挖掘出來石化作用時間經過地質歷史時間的成巖石化作用短暫、近期內的生物埋藏不成為化石時間條件古生物地史學沉積物固結成巖過程中的壓實作用和結晶作用都會影響化石的石化作用和化石的保存。成巖條件古生物地史學壓實作用成巖條件古生物地史學

保存在沉積物中被埋藏起來的生物遺體，在沉積物的成巖作用過程中所發生的石化作用主要有以下三種形式：礦質充填作用生物硬體組織中的一些空隙，經過石化作用被一些礦物質沉淀充填，使得生物硬體變得致密和堅硬充填作用可發生在生物硬體結構中，如貝殼的微孔、脊椎動物的骨髓；也可以發生在生物硬體結構之間，如有孔蟲的房室、珊瑚的隔壁之間成巖條件蜂巢珊瑚古生物地史學置換作用在石化作用過程中，原來生物體組分被溶解，外來礦物質充填，如硅化、鈣化、白云化、黃鐵礦化等。如果溶解速度等于充填速度，原生物體的微細結構可以保存下來。如果溶解速度大于充填速度，則原來的微細結構難以再現。成巖條件古生物地史學硅化木古生物地史學碳化作用石化作用過程中，生物遺體中不穩定的成分分解和升餾揮發，僅留下較穩定的碳質薄膜保存為化石。通常是幾丁質的生物體發生此石化作用，如植物葉化石、筆石枝化石等。成巖條件古生物地史學古植物化石古生物地史學化石記錄的不完備性

現生生物：估計有500-1000多萬種，已記錄174萬種。

古生物：已記錄15萬種，大量未知。現今我們能夠在地層中觀察到的化石僅是各地史時期生存過的生物群中極小的一部分。古生物地史學

根據化石的保存特點，大體上可以將化石分為四大類，即實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。古生物地史學一.實體化石

經石化作用保存下來的全部生物遺體或一部分生物遺體的化石。全部生物遺體的實體化石部分生物遺體的實體化石古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

1.印痕化石：生物尸體陷落在細粒碎屑或化學沉積物中留下生物軟體的印痕。古生物地史學怪誕蟲古生物地史學怪誕蟲復原圖古生物地史學中華微網蟲古生物地史學中華微網蟲復原圖古生物地史學爪網蟲古生物地史學爪網蟲復原圖古生物地史學水母狀化石古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內模。外模和內模形成后，生物硬體被溶解，經壓實作用內、外模重疊在一起就形成了復合模。外模古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內模。外模和內模形成后，生物硬體被溶解，經壓實作用內、外模重疊在一起就形成了復合模。內模古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

2.印?；荷镉搀w（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內模。外模和內模形成后，生物硬體被溶解，經壓實作用內、外模重疊在一起就形成了復合模。復合模古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

2.印模化石：生物硬體（如貝殼）在圍巖表面上的印模。包括外模和內模。外模和內模形成后，生物硬體被溶解，經壓實作用內、外模重疊在一起就形成了復合模。

注意印模化石上所反映的紋飾和構造與生物體實際情況，正好凸凹方向相反。古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

3.核化石：由生物體結構形成的空間或生物硬體溶解后形成的空間被沉積物充填固結后，形成與原生物體大小和形態類似的實體。包括內核和外核兩種。古生物地史學內核的表面是內模；外核的表面和生物硬體的本來特征是一致的。古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。

4.鑄型化石：當貝殼埋在沉積物中已經形成了外模和內核后，殼質全部溶解，并被另一種礦質填充所形成的化石。古生物地史學古生物地史學二.模鑄化石

在巖層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型。印痕化石印?；嘶T型化石古生物地史學三.遺跡化石

保存在巖層中古代生物生活活動留下的痕跡和遺物。古生物地史學三.遺跡化石

保存在巖層中古代生物生活活動留下的痕跡和遺物。古生物地史學四.化學化石

地史時期生物有機質軟體部分雖然遭受破壞未能保存為化石，但分解后的有機成分，如脂肪酸、氨基酸等仍可殘留在巖層中。古生物地史學實體化石硬體軟體模鑄化石印痕化石印模化石內模外模復合模核化石內核外核鑄型化石遺跡化石痕跡遺物化學化石分子化石古生物地史學一.標本或樣品的采集1、標本或樣品的采集采集之前，要對研究取的區域情況有所了解；以地層學研究為目的的采集，應選擇有代表性的剖面，盡可能全面地采集，必須在現場編錄、記述、包裝，注意記述標本的采集位置、與地層自然層理的關系、產出狀態、豐富程度、完整性和初步鑒定結果；以古生態和環境研究為主要目的的采集，注意化石的保存狀態、完整程度、磨蝕分選和排列情況、在地層中的分布情況、風度分異度、共生組合關系、圍巖等。大化石的采集，需要將化石完整地從圍巖中脫離開來；微化石的采集，通常和埋藏它們的沉積物一起采集；古生物地史學古生物地史學古生物地史學古生物地史學一.標本或樣品的采集2、標本的揭露或分離對于大化石，需要將化石完整地從圍巖中脫離開來；對于微化石，碎樣

溶離

挑樣古生物地史學一.標本或樣品的采集3、化石的鑒定和記述4、標本的照相、制圖和復原5、化石資料的分析和應用生物學：生命起源、生物演化、系統發生環境分析：古生態學、古氣候、古海洋、古地理地質年代：生物地層學……礦產：生物成礦作用其它：古生物鐘……古生物地史學一.分類等級

古生物化石的分類采用與現生生物相同的分類等級和分類單元，其主要分類等級是：界（kingdom）、門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）和種（species）。還可插入各種輔助單位，如亞門、亞綱、亞科、亞屬、亞種和超綱、超目、超科等。物種（species）：生物學中最基本的分類單元，它不是人為的分類單位生物進化中的客觀實體

它們具有：共同的起源、共同的形態特征、共同的地理區、共同的生態環境古生物地史學一.分類等級亞種（subspecies）：地理亞種不同居群因地理隔離，在性狀上出現分異年代亞種同一種內在不同地質時代產生性狀上的變異古生物地史學二.命名拉丁文命名的方式單名法、雙名法、三名法和優先律縮寫詞古生物地史學

單名法：用一個詞來表示生物分類單元的學名。如，Anthozoa（珊瑚綱）Claraia（克氏蛤）用于屬以上分類單元的命名，其中第一個字母用大寫；屬名用斜體拉丁文或拉丁化文字。古生物地史學用于種的命名。如，Claraiaaurita（帶耳克氏蛤）即在種本名之前加上它所歸屬的屬名，以構成一個完整的種名。種名用斜體拉丁文或拉丁化文字。種名字母全部用小寫。雙名法：古生物地史學三名法：用于亞種的命名。如，Claraiaauritaminor（帶耳克氏蛤微小亞種）即在屬名和種名之后再加上亞種名，亞種名用斜體拉丁文或拉丁化文字，亞種名字母全部用小寫。古生物地史學舉例界Animalia動物界門Chordata脊索動物門亞門Vertebrata脊椎動物亞門綱Mammalia哺乳綱目Carnaivora食肉目科Felidae貓科屬Felis貓（屬）種Felistigris虎（種）古生物地史學舉例

Felistigris（虎）在我國的6個地理亞種：Felistigristigris老虎（西藏東、南部）Felistigrisaltaica東北虎（黑、吉）Felistigriscoreensis華北虎（晉、冀、豫、甘）Felistigrislecoqi西北虎（新疆）Felistigrisamoyensis華南虎（華南各?。〧elistigriscorbetti云南虎（滇西、桂西）