古生物地層學(xué)講義

本文格式為Word版，下載可任意編輯——古生物地層學(xué)講義第一篇古生物學(xué)基礎(chǔ)

第一章古生物學(xué)的基本概念第一節(jié)古生物學(xué)的內(nèi)容及其研究對(duì)象

一、古生物的內(nèi)容

(一)古生物學(xué)及其分科::1、古生物學(xué)研究地史時(shí)期生物界的科學(xué)。它研究的不僅是古生物本身，還包括了各地史時(shí)期地層中所保存的一切與生物活動(dòng)有關(guān)的資料。如遺體、遺跡(痕跡、遺物)，甚至于舊石器時(shí)代猿人的石器。

2、分科：古動(dòng)物學(xué)古無(wú)脊椎動(dòng)物學(xué)、古脊椎動(dòng)物學(xué)

古植物學(xué)化石藻類學(xué)(低等古植物)、高等古植物學(xué)、孢子花粉學(xué)(又可列入微體古生物學(xué))古生物學(xué)微體古生物學(xué)：介形蟲,牙形刺等

超微體古生物學(xué)：超微浮游動(dòng)物，化石微細(xì)構(gòu)造大,小在10um(微米)以下。1um=1/1000mm古生態(tài)學(xué)、痕跡化石學(xué)、古生物礦物

嚴(yán)格地講，古今生物之間很難以一個(gè)時(shí)間界限截然分開，但為了研究便利，一般以最新的地質(zhì)時(shí)代全新世的開始(距今約1萬(wàn)年)，作為古今生物界的分界。(二)學(xué)習(xí)古生物的目的與意義

1目的：古生物學(xué)是學(xué)習(xí)地球科學(xué)的基礎(chǔ)課，它擔(dān)負(fù)著為生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)服務(wù)的雙重任務(wù)。

學(xué)習(xí)古生物學(xué)的目的在于：(1)說(shuō)明各類古生物形態(tài)及構(gòu)造特征，生活習(xí)性和生活方式；(2)了解古生物的地史分布、地理分布，進(jìn)而總結(jié)其進(jìn)化規(guī)律；(3)結(jié)合巖性及其它特性研究，推斷地質(zhì)時(shí)期古地理、古氣候

2、意義：(1)確定地層的地質(zhì)時(shí)代；(2)研究古地理、古氣候；(3)為普查找礦和地質(zhì)勘探服務(wù)；(4)為摸索生命的起源提供實(shí)際資料和論據(jù)(5)為研究生物進(jìn)化、物種絕滅等自然界發(fā)展規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。

二、古生物學(xué)的研究對(duì)象：化石fossil

(一)化石：保存在地層中的古生物遺體和遺跡。即1．必需反映一定的生物特征：形狀、大小、結(jié)構(gòu)、紋飾等。但樹枝石(假化石)是硬錳礦樹枝狀結(jié)晶，不是化石。姜結(jié)人黃土中的鈣結(jié)核

2．必需是地史時(shí)期的生物遺體、遺跡，它們都保存在地史時(shí)期的巖層地層中，并經(jīng)受了石化作用而形成。

(二)化石保存的條件：1．生物本身必需具有一定的硬體2．生物死后迅速埋藏（但密封、冷凍、枯燥環(huán)境下亦可）3．較長(zhǎng)時(shí)間的石化作用，它有三種方式石化作用有三種方式：

（1）礦質(zhì)充填作用生物硬空隙為地下水礦物質(zhì)CaCO3所填充，變的致密堅(jiān)硬增加重量，且保存硬體中的微細(xì)構(gòu)造。

（2）置換作用生物硬體原成分為地下水中礦物質(zhì)所置換，如被Caco3、、ＳiO2、黃鐵礦等置換而稱為鈣化，硅化和黃鐵礦化。例如：菊石骨骼被地下水溶解，并被礦物質(zhì)Caco3所充填，二種速度近等，并以分子形式置換，則其微細(xì)構(gòu)造得以保存，否則無(wú)法保存。硅化木樹木被ＳiO2置換，年輪、細(xì)胞明了可見．黃鐵礦化的菊石也常見。

（3）升餾作用幾丁質(zhì)骨骼埋藏分解時(shí)，其中所含的氧、氫、氮等不穩(wěn)定成分揮發(fā)消失僅留下較穩(wěn)定的炭質(zhì)薄膜。例如：筆石、植物葉片等。

（三）、化石保存的類型：可以分為以下四種類型：

１、實(shí)體化石又分為二種：

微變實(shí)體原生物的遺體沒(méi)有明顯變化，完整保存下來(lái)。例如：撫順煤田第三紀(jì)煤層琥珀中的昆蟲化石；西伯利亞凍土帶保存下來(lái)的猛犸象（2．5萬(wàn)年）

變化實(shí)體原來(lái)的生物遺體經(jīng)過(guò)一定程度的石化作用（礦質(zhì)充填、置換、升餾等作用），全部或部分硬體保存為化石。大部分化石屬此，珊瑚、雙殼、腕足，脊椎骨骼等。

２、模鑄化石它們不是實(shí)體化石本身，而是生物遺體在巖層或填充物中留下的各種印模和復(fù)鑄物，又可分為四類：

印痕化石：在松軟沉積物中留下的印痕，而生物體未被安葬已銷毀。如：葉子、水母等。

印?；河袣び搀w生物在圍巖上印壓所成的痕跡，又分為：外膜外表印痕，反映外殼形態(tài)構(gòu)造。內(nèi)膜殼內(nèi)表面印痕，反映殼內(nèi)面形態(tài)構(gòu)造。凹凸與實(shí)物相反核化石：常見于兩殼、兩瓣齊全的生物體，分為兩種：

內(nèi)核貝體掩埋后，泥砂充填兩殼之空腔，石化后其充填物形成內(nèi)核，表面顯示內(nèi)模。

外核貝體被埋，兩殼內(nèi)無(wú)充填物，但殼體溶解后留下一個(gè)同形空間，再被外來(lái)物質(zhì)充填，石化后形成外核，其外形與殼飾與原核體一致，但內(nèi)部沒(méi)有任何生物結(jié)構(gòu)。

鑄型化石:已形成了外模、內(nèi)核后,殼體被溶化所成空間被其它物質(zhì)所充填,石化形成鑄形。大小和內(nèi)外表面的構(gòu)造與實(shí)體化石相像,但無(wú)殼質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3、遺跡化石：保存在巖層中的古生物生活活動(dòng)的痕跡和遺物。蹤跡,爬痕,潛穴,糞便,蛋化石等。4、化學(xué)化石：古生物被分解而成的各種有機(jī)質(zhì),如氨基酸、脂肪酸等意義：①探討地史進(jìn)程中生命的起源②了解生物發(fā)展蛻變的歷史③解決生物的自然分類(親緣關(guān)系)④劃分和對(duì)比地層

其次節(jié)古生物的分類與命名1、有兩類分類方法:

①系統(tǒng)發(fā)生分類(自然分類)根據(jù)親緣關(guān)系、演化體系劃分的，科學(xué)合理。

②形態(tài)分類(器官分類)按形態(tài)特征和形態(tài)功能,以化石間形態(tài)的相像性而作的人為歸類。

例：又分為形態(tài)屬不同生物的一致部分按它們的形態(tài)相像歸入同一屬。如：古植物有一屬叫石果Carpolithus所有古代植物種子均稱石果,隨研究程度深入,現(xiàn)在正在分化。還有器官屬據(jù)某植物單獨(dú)保存的器官所建立之屬,如鱗木，它的葉、莖、根、繁殖器官分列五屬：鱗木Lepidodendron(莖或枝)

鱗木葉Lepidophyllum(葉,營(yíng)養(yǎng)葉)痕木(臍根座)Stigmaria(根)

鱗孢穗Lepidostrobus(孢子束穗)鱗孢葉Lepidostrobophyllum(生殖葉)2、生物的主要分類（也適用于古生物）

根據(jù)自養(yǎng)或他養(yǎng)分為兩個(gè)界：動(dòng)物界、植物界。

界：最大的分類單位，界以下分類單位按大→小順序?yàn)椋洪T、綱、目、科、屬、種共性越來(lái)越小，親緣關(guān)系越疏。輔助性過(guò)渡單位：亞門、亞綱、亞目、亞科、亞屬、亞種；或分別合并幾個(gè)主要單位而成超門、超綱、超目、超科。種：是最基本的分類單位，生物學(xué)上物種的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）物種存在形式是種群，不是個(gè)體；（2）具共同的形態(tài)構(gòu)造；

（3）種群上有一定的空間；（4）種內(nèi)間能交配繁殖，物種之間則為生殖隔離。

3、古生物的命名原則：(1)各級(jí)分類單位采用統(tǒng)一的學(xué)名，并以拉丁文或拉丁化文字命名；(2)屬和屬以上分類單元采用單名法，第一字母大寫；

(3)種名采用雙名法，即屬名+種名；例：SchwagerinachihsiaensisLee(4)屬以上的單位要用正體字，姓名用正體字；(5)種和亞種都用斜體，姓名都用正體。

第三節(jié)生物與環(huán)境

一、生物與環(huán)境的關(guān)系

1．生物與環(huán)境的關(guān)系是相互作用、相互制約、密切相關(guān)的。

2．生物與環(huán)境是矛盾的統(tǒng)一體：環(huán)境的變化影響著生物的存在；生物界不斷地影響著周邊的環(huán)境。

二、影響生物的環(huán)境因素

1．物理因素溫度、水深度、水壓力、光照、水動(dòng)力條件、底質(zhì)性質(zhì)、經(jīng)緯度2．化學(xué)因素含鹽度（水）、含氧量、其它氣體成分，氫離子濃度、氧化還原電位3．生物因素生物數(shù)量和密度、生物共生組合、對(duì)抗、競(jìng)爭(zhēng)、食物營(yíng)養(yǎng)依靠關(guān)系等三、生態(tài)系統(tǒng)與能量轉(zhuǎn)換

1．生態(tài)系統(tǒng)：指一定范圍的環(huán)境因素及其生物的綜合。

2．能量轉(zhuǎn)換：由下面三個(gè)環(huán)節(jié)組成：生產(chǎn)者（植物）→消費(fèi)者（動(dòng)物）→分解者（細(xì)菌）3．生態(tài)平衡：在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者及非生物環(huán)境之間在一定條件下，相互依存，并保持著相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)叫生態(tài)平衡。

4．食物鏈：在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間圍繞食物而發(fā)生的相互依存的關(guān)系叫食物鏈，又分為捕食鏈、寄生鏈、腐生鏈。四、環(huán)境類型（一）大陸環(huán)境

1．陸地環(huán)境：山，丘陵，平原，低地。2．河流環(huán)境：各種水系。3．湖泊環(huán)境：咸水湖，淡水湖，濱海瀉湖，沼澤。（二）海洋環(huán)境

1．濱海區(qū)高低潮線之間，又稱潮間帶2．淺海區(qū)低潮線至水深200m左右地區(qū)

3．半深海區(qū)（水深200~2000m）4．深海區(qū)2000m以下包括水深2000m以下的海區(qū)海底5．遠(yuǎn)海區(qū)離岸較遠(yuǎn)的海洋上層，主要是半深海、深海的水層，多為游泳生物、漂泊生物。五、水生生物的生活方式

生物生活方式又稱生態(tài)類型，主要指習(xí)性、行為，如攝食方式、居住類型、運(yùn)動(dòng)方式等。（珊瑚）（腕足）（腹足）（海膽）（船蛆）

底棲生物：固著、躺臥、爬移、抱穴、鉆孔；游泳生物：自游生物、運(yùn)動(dòng)器官發(fā)育、身體流線型；

浮游生物：隨波逐流、身體微小、薄殼或骨骼不發(fā)育；水母六．生物的埋藏（一）名詞解釋

1．生物群：生活在同一環(huán)境，彼此密切相關(guān)的一群生物，它們相互適應(yīng)，又相互傷害。2．死亡群：各種原因死亡后尸體的堆積，不一定是同一個(gè)生物群。

3．埋藏群：死亡群經(jīng)一定損失（風(fēng)化破壞、搬運(yùn)破碎、地下水溶解、動(dòng)物吞食…），被沉積物覆蓋叫埋藏群。有原地、異地之別。

4．化石群：埋藏群上周邊沉積物經(jīng)成巖作用變成化石群。

（二）原地埋藏和異地埋藏

為了進(jìn)行古生態(tài)研究，必需區(qū)分化石群是原地還是異地埋藏，主要標(biāo)志為：

1．化石保存完整程度：微弱構(gòu)造、兩殼閉合、破損等2．個(gè)體排列狀況：大小分選程度3．殼的分散性：殼瓣比例4．化石在巖層中的保存位置珊瑚生長(zhǎng)方向五房貝5．今昔對(duì)比6．保存化石的圍巖性質(zhì)，應(yīng)與化石生態(tài)環(huán)境一致。其次章常見的古無(wú)脊椎動(dòng)物分類

第一節(jié)原生動(dòng)物門

一、原生動(dòng)物的特點(diǎn)

1．最原始、最低等的動(dòng)物，是由單個(gè)細(xì)胞或由單細(xì)胞聯(lián)合群體所組成的完整有機(jī)體。

2．具有類器官，可進(jìn)行新陳代謝、刺激感應(yīng)、運(yùn)動(dòng)、繁殖等機(jī)能，如鞭毛、偽足、纖毛即是運(yùn)動(dòng)類器官。

3．個(gè)體微小，一般在250um以下，大的可達(dá)30-60mm。4．一般不具硬殼，僅少數(shù)具骨骼或外殼。

5．生活環(huán)境分布廣泛，主要生活在海水、淡水，也有寄生在其它生物體內(nèi)，或土壤中。二、原生動(dòng)物門的分類：根據(jù)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞器的有無(wú)和類型，分為四個(gè)綱：1．鞭毛蟲綱具鞭毛，如眼蟲2．纖毛蟲綱具纖毛，如草履蟲

3．肉足蟲綱具偽足，又分為若干亞綱，其中以有孔蟲亞綱最重要4．孢子蟲綱無(wú)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞器，孢子繁殖，如單房孢子蟲三、有孔蟲亞綱

1．特征（1）具偽足（分枝多）的微小單細(xì)胞動(dòng)物，多具礦物質(zhì)硬殼，少數(shù)外殼具有房室。（2）殼形繁多。（3）多數(shù)海生，少數(shù)生活在瀉湖、河口半咸水中，極個(gè)別生活淡水中。2．有孔蟲亞綱的分類

目殼壁部分殼壁分層性，隔壁褶皺、旋脊時(shí)代網(wǎng)足蟲目假幾丁質(zhì)、薄膜狀不分層?3—現(xiàn)代串珠蟲目膠結(jié)殼不分層?3—現(xiàn)代內(nèi)卷蟲目分泌鈣質(zhì)殼不分或分層，可具假旋脊O—T蜓目分泌鈣質(zhì)殼分層，隔壁褶皺，具旋脊擬旋脊C—P小粟蟲目分泌鈣質(zhì)殼不分層C—現(xiàn)代輪蟲目分泌鈣質(zhì)殼一般分層C—現(xiàn)代四、蜒目（Fusulinida）

1．一般特征（1）蜒又稱紡錘蟲，是有孔蟲較高等類型，淺海底棲，偽足運(yùn)動(dòng)，少數(shù)漂；（2）僅出現(xiàn)在C—P紀(jì)，現(xiàn)已絕滅；（3）鈣質(zhì)殼，大小如麥粒，最小不足1mm大者可達(dá)20-30mm2．蜒殼形態(tài)和構(gòu)造（1）形狀：多房室的包旋殼，分為：長(zhǎng)軸型殼長(zhǎng)>殼寬如紡錘形Fusulina短軸型殼長(zhǎng)20

（3）殼的基本構(gòu)造

初房發(fā)育初期分泌的第一個(gè)房室，既最初的殼室旋壁房室的外壁。

隔壁旋壁繞一假想軸生長(zhǎng)時(shí)，到一定程度向內(nèi)轉(zhuǎn)折彎曲而形成隔壁。房室隔壁之間狹長(zhǎng)空間叫房室，又叫殼室。

殼口隔壁中央近底部的一長(zhǎng)形小孔，又稱為口孔。通道前后房室殼口相互溝通則稱為通道。旋脊通道兩側(cè)從內(nèi)至外旋繞堆積的兩條隆脊。列孔隔壁底部一排整齊的小孔。擬旋脊列孔兩旁相當(dāng)于旋脊的堆積物。

軸積部分旋脊不發(fā)育的蜒，軸部四周的次生鈣質(zhì)充填物。前壁殼體最終一個(gè)殼室，前方之壁稱前壁，實(shí)際上每個(gè)隔壁在蜒生長(zhǎng)過(guò)程中都曾是前壁。

隔壁褶皺隔壁有的平直、有的褶皺；褶皺僅限于隔壁下部者為微弱褶皺；上下全部褶皺為猛烈褶皺。

隔壁溝旋壁開始彎折為隔壁時(shí)，在殼表面形成下凹的縱溝。3．旋壁的微細(xì)構(gòu)造旋壁是分層的，它是蜒進(jìn)行分類的主要依據(jù)之一：原生壁—包括致密層、透明層、蜂巢層蜒殼壁，次生壁—內(nèi)疏松層、外疏松層旋壁分為以下幾層：

原始層不太透明、疏松、多孔的Ca質(zhì)層，顏色比透明層深，比致密層淺，不如蜂巢層明白，為原始蜒類型所有。

致密層薄而致密黑色層，是旋壁主要組成部分

透明層在