3章化石与地质年代.ppt

3 章 化石与地质年代 3．1 化石 3．1．1 化石(fossil)的概念 化石是经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。 化石是生物进化的直接证据，是古生物学研究的对象。 迄今为止，已有记录的化石种估计有25万个。 1）化石大多生物体的是坚硬部分，如动物的骨骼、贝壳，植物的茎、叶等。经过矿物质的填充和交替作用，形成了仅保持原来形状、结构以至印模的石化了的遗体、遗物和遗迹。 (钙化、碳化、硅化、矿化) 2）少量是指未经改变的完整的古生物遗体，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。 3．1．2化石的形成 取决于以下几种因素。 1、生物死亡的数量 一般生物死得多形成化石的机会就多；反之机会就少。 海洋环境形成的地层中，容易发现动物化石，特别是珊瑚一类的化石； 含煤的地层中，容易得到植物的化石。 陆地环境形成的地层里，难以找到化石，尤其是哺乳动物化石。 2、生物体组成部分的坚硬程度 凡软体部分，如皮肤、肌肉以及各种器官，则易腐烂而消失。 凡硬体如介壳、骨骼、牙齿、角、树干、孢子、花粉等，不易被毁灭； 所以常见的化石，大多由生物体硬体部分所形成。如： 恐龙化石， 多为骨架； 象的化石， 多为牙齿与骨骼； 河蚌化石， 多为介壳； 三叶虫化石，多为甲壳。 3．生物尸体掩埋的速度 生物尸体如果暴露于空气中，则会被氧化或遭受其他生物吞噬和破坏，即使是硬体部分，年长日久，也会被风化、毁坏。 因此，生物死亡后，需要有某种沉积作用将其迅速掩埋，才能较好的保存。 凡生物繁盛而地质沉积作用急剧进行的地区，一般化石就较多。 如我国甘肃东部、山西西北部、河南西部、陕西等地，底层多数是河湖中形成的。由于动物遗体掩埋在水底，盆地周围的沉积物不断覆盖，经过几番沧桑变迁，湖沼干涸，沉积物变成坚硬的岩石，并且暴露到地表。是哺乳动物化石较多的产地。我国著名的黄河剑齿象就是在那里发现的。 4．石化的程度和快慢 石化就是古生物体的遗体、遗物和遗迹通过物理、化学作用，使它们变成坚硬如石的过程。 物理作用：指生物体的外形印烙在岩石上的过程；或者是壳体、骨骼等空隙被泥沙或其他矿物质所填充使之变硬的过程。 化学作用：指化学溶液对古生物硬体部分的作用过程。 即碳酸钙溶液、二氧化硅溶液和黄铁矿等溶液，在地层中流动时，不断接触古生物硬体部分，其溶液的矿物质成分不断与生物体进行化学置换，久而久之，这些生物体的物质成分几乎全部被矿物成分所取代，而形态则保持原样。 如常见的硅化木(silicified trees)(图3—2)， 虽然它的细胞、年轮都保持下来，但物质成分却是二氧化硅。 钙化：有机体因钙盐沉着而变硬。 碳化：指生物质在缺氧或贫氧条件下分解为碳和其他产物（气体）的过程。 硅化：生物硬体原来的成分被二氧化硅所交代的作用。交代物质为石英、玉髓或蛋白石等； 矿化:在一定的物理化学条件下，在生物有机物质转变为固相矿物的过程。 3.1.3 化石的分类与假化石 按保存的特点和大小程度来区分。 3.1.3.1 按保存的特点分类 1．遗体化石 指保存在岩层里的古生物体本身。 其中有的内部物质成分基本不变，是在特殊自然条件下被封闭的。 例如 距今20万年——100万年的猛犸和披毛犀，是在天然的冷库中被保存了下来。 又如 琥珀中的昆虫，是由树胶的突然包合而死亡的(P 36 图3—3)。 有的遗体化石的物质成分有较大的变化，例如 前面提到的硅化木。 也有的遗体化石不仅物质成分变了，组织构造也起了明显的变化。 例如 有的植物叶子、鱼鳞等埋入地下后，其中所含的氧、氢、氮等都挥发掉了，只留下了碳质薄膜。 2．模铸化石 指生物体在底层或围岩中留下的各种印模和复铸物。 分2类：印痕化石 印模化石 1）印痕化石(impression fossil) 即生物体陷落在底层，留下了印迹，而其遗体则往往遭到破坏分解、腐烂。但印迹上却保留下该生物体的主要特征。 常见：植物的根、茎、叶、花、果； 动物的触须、附肢、羽毛等。 2）印模化石(model fossil)： 当生物体的坚硬部分(多是贝壳)最初完整地保留在围岩，后来被地下水溶解，留下一个空洞，但在空洞的四壁留下了该生物体的外形，称为“外模”； 相反，保留壳瓣的内部模样的印痕