第五章-古生物和地層

1、第五章古生物學與地層學，第五章古生物學與地層學，古生物學與化石年代學及地層劃分與對比，第一節(jié)古生物學與化石，生活在地質歷史時期(12000年前)的生物。1.古生物學及其演變。1.古生物學概念：大約10億年前；地球上沒有生物；大約35億年前：單細胞細菌和藻類出現在生物體中；大約7億年前：無脊椎動物出現；大約4億年前：植物登陸形成陸地森林；大約3.5億年前：動物登陸(晚泥盆世)；古生物學大約在200萬年前：最早的猿人出現了；古生物學的地質歷史大約在12，000年前：人類歷史已經被文化所記錄?，F代生物學、現代考古學和現代生物學，在繁衍之后，走向滅絕，然后恢復和繁衍(更高層次)；2.生物進化過程：在晚

2、元古代和早寒武世(7億至5.3億年前)，有一個偉大的生物發(fā)展時期。魚類時代，志留紀泥盆紀(4.432億年前)，動植物登陸，植物4億年前，動物3.5億年前，恐龍時代，侏羅紀白堊紀(1.35205億年前)，人類出現34萬年前。3.生物進化的特征：(1)漸進性：簡單與復雜，低級與高級；(2)階段：原核單細胞真核單細胞真核多細胞，繁榮和滅絕；(3)不可逆性：它只出現一次，絕不會在滅絕后重新出現；(4)多樣性：多種水生、動物和植物，低級和高級共存；(5)適應性：形狀、生理和習慣適應生活環(huán)境；(6)物種滅絕：一個物種或群體消失并且不再出現?；枪派飳W的研究對象，具有一定的生物學特征。如大小、形狀、結構

3、、裝飾和構成生命的殘存有機物等。必須保存在巖石中。第二，石頭，保存在巖石中的古代生物的遺骸。(1)生物必須有一定的硬件。如動物的殼、骨頭、植物的木質纖維等。否則容易氧化、腐爛，難以保存。(2)生物死后很快被埋葬。生物死亡后，必須盡快用沉積物掩埋，以免長時間暴露在地下腐爛或被其他動物吞食。由于海洋和湖泊中不斷沉積沉積物，這是保存生物遺跡的好地方。(3)必須經歷一定地質時期的石化過程，內外動力地質作用程度較小。以防止形成的化石遭到破壞。1.化石形成條件：因此，化石記錄的古生物特征是不完整的，這被稱為“化石記錄的不完整”。徐氏陸豐龍：通過充填形成化石。石化：指礦物填充或替代生物硬件，使生物保持致密和

4、堅硬?；男纬蛇^程有以下幾種形式：充填：生物硬體內的各種空隙被地下水中的礦物充填，如脊椎動物化石、輪菊石、雙殼類、重結晶形成的固體化石、再結晶：形成生物硬件的礦物、在地熱能和地層壓力影響下脫水、晶體粗化、晶格轉變或離子沉淀形成的化石、筆石、葉化石、上升碳化形成的化石。上升碳化：生物體中的有機硬件在地熱能的作用下轉移了原始成分中的氫、氧和氮等元素，只留下碳，如植物葉子。菊石化石由交替、黃鐵礦化、銅化、交替形成：原始物質被礦物取代，但原始結構和構造仍保留，如硅化木材；2.化石保存類型：(1)固體化石：原始生物部分或全部作為化石保存。不變的實體：如琥珀中的昆蟲和凍土中的猛犸象；實體變化：石化后：如

5、珊瑚、腕足動物化石、猛犸象化石：25，000年前在1901年西伯利亞第四紀冰期的凍土層中發(fā)現的猛犸象化石，不僅骨骼完整，而且皮毛、肉、血都保存完好，據說肉還可以吃。琥珀昆蟲被包裹在樹脂中，作為化石保存下來。琥珀中的蚊子(不變的實體)、琥珀中的昆蟲、印痕：巖石層上沒有硬件的生物或植物的葉子留下的痕跡印痕：巖石中有硬件的動植物的莖留下的痕跡，包括：內模和外模；(2)模制化石：指巖石層中生物遺跡所占據的空間充滿了礦物質，它們消失了，圖像保留了下來。也就是說，重鑄留下了巖石層中的生物遺跡并留下了深刻的印象。根據化石的數量，它僅次于固體化石。遺跡化石：在古生物學活動中留在沉積物表面和內部的痕跡或遺跡。爬

6、行軌跡、生活軌跡、覓食軌跡、耕作軌跡等。遺跡化石：蛋化石、糞便化石等。古代人類的石器和骨骼。1.確定地層的相對地質年齡，劃分和比較地層。2.恢復古地理和古氣候。3.推斷構造活動的特征。4.確定石油和天然氣等沉積礦物的來源和分布。5.研究古天文學。3.研究古生物學的意義。劃分和比較階層。標準化石：在地質史上，它持續(xù)時間短，演化快，發(fā)展迅速。例如：寒武紀三葉蟲，侏羅紀白堊紀恐龍，古地理和古氣候的恢復，造礁珊瑚：在水溫18的海水中，水體清澈，陽光充足。猛犸象：相化石，一種生活在寒冷環(huán)境中并反映特定沉積環(huán)境的化石，1億年前的貴州魚龍。這塊化石大約有100米長，相對完整.這是一種獨特的海洋生物，表明貴州

7、高原當時仍是一片廣闊的海洋。研究沉積巖和沉積礦物的成因，硅藻土是由大量硅藻殼堆積而成的；煤被植物堆積和掩埋。石油和油頁巖的形成與生物學密切相關。為了驗證大陸漂移，魏格納在20世紀初提出了大陸漂移理論。老鴉洲北部：北美洲和歐亞大陸的拼接，岡瓦納大陸南部：南極洲、澳大利亞、印度、非洲和南美洲的拼接和解體期：中生代。為了驗證大陸漂移和解釋地質構造問題，生物礁的開發(fā)對水深有嚴格的要求，既不能暴露在水面上，也不能暴露在日照不足的深水區(qū)。根據珊瑚礁的厚度，可以研究地殼下沉幅度。麻櫟和黃櫟的化石發(fā)現于喜馬拉雅山西霞邦馬峰北坡海拔5900米的第三紀末黃砂巖中。這種植物現在生活在喜馬拉雅山南坡海拔2500米的常

8、綠闊葉林中。因此，自第三紀末以來，西霞邦馬峰已經上升了3000多米。通過對造礁珊瑚的觀察和研究，發(fā)現：a、地球上的B造礁珊瑚一天一夜生長一次，現在一年360-365次，每28次是一個生長帶，相當于一個農歷月(28天)的周期。石炭紀：385-390個周期/年；泥盆紀：每年約400圈，每天約20小時。也就是說，根據生長線圈的數量，一年中的天數逐漸減少，而一天中的小時數逐漸增加，這表明地球的旋轉速度正在有規(guī)律地減慢。古天文學的研究是對地殼發(fā)展過程中某一地質時期形成的層狀巖石的總稱。第二節(jié)地質時代和地層單位。1.地層及其序列，包括沉積巖、火山巖和變質巖，都是新舊交替的。因此，階層有時間的概念。1.地層

9、概念：2 .地層層序的確定和層序地層的形成。在正常情況下，晚期地層總是位于早期地層之上，地層越高，其地質時代就越新；階層越低，它就越老。這種“上至新，下至舊”的地層關系是正常層序，反過來，它被稱為反轉層序。2.關于地層的成因有許多觀點。17世紀，化石分布的奇異性，特別是高山地層中海洋化石的出現，引起了當時的極大關注。英國醫(yī)學教授伍德沃德(16651728)根據圣經中摩西洪水的說法，提出了巖石地質結構的氫化理論。圣經上說：上帝創(chuàng)造世界后，世界充滿了邪惡。為了懲罰人類，上帝讓洪水泛濫了40天，摧毀了地面上所有的生物。只有諾亞一家和他們帶來的一些生物幸存在方舟里。伍德沃德認為海洋化石出現在高山上的原

10、因完全是洪水沖積的結果。1695年，他發(fā)表了地球自然史探索，闡述了洪水對地層變化的影響，提出了地層沉積理論。英國植物學家亨利(1627-1705):他注意到地層中新舊化石的現象，認為地層的堆積不能用洪水來解釋。他提出地層的形成是地球上火山運動的結果，火山巖層是由于火山的不斷噴發(fā)而形成的，每一層都有生物遺跡或化石。這是最早的富豪主義。關于地層的起源，在18世紀，隨著地質調查活動的大規(guī)模發(fā)展，人們掌握了更多的地質知識。水學家和深成主義者掌握了更多的經驗材料作為他們自己的證據，并不斷修正和補充他們的理論。有兩個有代表性的人物：沃納(1749-1817)，一位持有水化學理論的德國地質學家，和赫頓(17

11、26-1797)，一位持有深成說的英國地質學家。兩派之間的辯論曠日持久。沃納認為地球最初是一個原始的海洋，所有的巖石大多是由化學沉淀和海水中的機械沉積形成的。結晶形成的原始巖石沒有化石，是最古老的；沉淀形成的巖石中只有少量化石；沉積形成的巖石含有最多的化石。他也承認火山爆發(fā)是一種地質力，但認為火山是由地下燃煤引起的，地下燃煤只是在地質層形成后才出現，起不了什么重要作用。地層的起源，赫頓，1795，地質理論:系統(tǒng)地闡述了深成主義的地質理論。地球內部是熱熔巖，當它從裂縫中出來時，就變成了火山。當熔巖冷卻并凝固時，它會形成水晶石。結晶巖石的表面是沉積巖。沉積巖是由地球內部的熱量和陸地及海洋的壓力結合

12、而成的。它的多層性反映了極其漫長的地質形成時間。漸變理論的先驅。2.地層成因；3.地層接觸關系，具有連續(xù)沉積、平面、平行地殼運動和穩(wěn)定的整體接觸；3.地層接觸關系，地層間沉積不連續(xù)，但上下產狀基本一致，并以風化剝蝕面為界。平行不整合接觸：平行不整合的形成過程，地層接觸關系：地層運動的反映。第三，地層之間的接觸關系，上、下地層的產狀不同，存在明顯的地層缺失和風化剝離現象，不連續(xù)性不均勻。角度不整合接觸、角度不整合的形成過程和地層接觸關系：地層運動的反映。地層的不整合接觸關系；4.地質年齡；1.相對地質時代：根據地層古生物的演化，將地質歷史劃分為不同的時間間隔，并按順序確定。兩種方法的相對地質年齡

13、和絕對地質年齡以下列單位表示：時代、時代、時代、時間、地質年齡與生物進化發(fā)育階段對照表、元、地質年齡、2、絕對地質年齡：通過測量巖石中放射性元素的衰變規(guī)律以年為單位確定的巖石的絕對年齡。1.相對地質時代：根據地層中古生物的演化，將地質歷史劃分為不同的時間間隔，并根據序列確定早期和晚期的關系。單位：絕對地質年代測定的常用方法，87Rb 87Sr的半衰期為486億年，232年208 Pb 64 he 139億年，238U 206Pb 8 4He 45億年，40k 40 ar 13億年，235u207pb74he71億年，常用于確定古巖石的地質年齡。14C 14N，半衰期僅為5730年。它主要用于確

14、定最新地質事件和考古材料的年代，誤差為百分之幾。1973年在格陵蘭島發(fā)現，距今38億年。1983年，幾種礦物顆粒最古老的巖石，占據一定空間的巖石。b、有一定的巖性和巖相特征；具有一定的古生物化石特征。5.地層單位。據此，可以劃分出三個地層單位：1 .年代地層單位。巖石地層單位。生物地層單位1。年代地層單位。注：時間單位為早、中、晚，如早三疊世、中三疊世和晚三疊世。地層單位為上、中、下三疊統(tǒng)，包括下三疊統(tǒng)、中三疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)。根據地層的地質年齡，該單元的頂部和底部等時線。地質年，記??！2.根據地層的巖性和巖相特征劃分巖石地層單元。從大到小的單位是組、組、段和層。本單元未考慮地質時代和地層化石，因此沒有嚴格的時間概念，即巖性界面不是完全等時的。濟陽坳陷新生代巖石地層單位：根據地層中的化石類型和化石組合劃分。單元：生物帶組合帶、嶺帶峰帶等帶；3.生物地層單位：1。古生物化石數據