古生物化石
⑴ 古生物化石的類型
古生物化石分類有多種不同的標准,按生物級別分為動物化石和植物化石,動物化石又可分為無脊椎動物化石和脊椎動物化石等;根據個體大小分為大化石、微體化石和超微化石;為便於研究,我們常按照古生物化石的保存類型分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石。廣義上的化石還包括化學化石和活化石等。
圖1.1 三葉蟲化石
大化石:泛指一般不需利用顯微鏡,用肉眼可觀察研究的化石,如腕足類、三葉蟲(圖1.1)、頭足類、昆蟲、脊椎動物及植物的莖、葉化石等。
微體化石:指需要利用顯微鏡才能進行研究的微小化石。包括有孔蟲、、介形類、牙形石、輪藻、孢粉(圖1.2)等。微體化石形體微小,數量眾多,可大量採集。
圖1.2 孢粉化石,其大小1,2為40μm,3為70μm,4為50μm
超微化石:指需要在電子顯微鏡下才能進行研究的微小化石的總稱。其大小范圍目前意見尚不一致,一般認為僅限於10μm以下。如細菌和藍藻等。
實體化石:指生物遺體(或其中的一部分)被埋藏,經過石化作用所保存的化石(圖1.3)。
圖1.3 產於萊陽王氏群林家莊組中的鸚鵡嘴龍實體化石
圖1.4 模鑄化石
模鑄化石:是岩層中保存下來的生物遺體的印模或鑄型。模鑄化石是一種常見的化石保存類型,對於研究不具硬體或殼易溶蝕的生物的內部及殼體等構造,都很重要(圖1.4,圖1.5)。
印痕化石:生物在松軟細密沉積物表面留下的印跡,如動物行走、爬行時留下的足跡、行跡、移跡等及植物葉片、鳥類羽毛落下形成的印跡等所形成的化石。
圖1.5 模鑄化石
印模化石:生物硬體在圍岩表面和內部填充物上留下印模,包括外模和內模。外模保留於化石圍岩上的生物遺體外表特徵及表面紋飾的跡痕。外模僅能反映生物遺體的外表形態及紋飾特徵,其凹凸情況與原物相反。內模是保留於內核表面或岩石上的生物遺體內部形態特徵的印痕。常見的多為腕足類、腹足類、雙殼類等外殼和蘆木及新蘆木等髓部的內模。其凹凸情況與原物相反。
核化石:由生物體結構形成的空間或生物硬體溶解後形成的空間,被沉積物充填固結後,形成與原生物體空間大小和形態類似的實體稱核化石。包括內核和外核兩種,內核是充填生物硬體空腔中的沉積物固結,形成與原空腔形態、大小一致的實體,其表面就是內模。外核是埋藏的硬體溶解後在沉積物中留下的空間,此空間經充填而形成與原硬體同形等大的實體,其表面特徵與原硬體表面特徵相同,外表特徵由外模反印到外核上形成。外核和內核內部都是實心的,不具有硬體的內部構造。
鑄型化石:當生物體埋在沉積物中,已經形成外模和內核後,殼質全部被溶解,並被另一種礦物質填充所形成的化石,稱鑄型化石。
圖1.6 諸城皇龍溝恐龍足跡化石
遺跡化石:是指地史時期生物生活活動時產生在底質表面或其內部的各種活動記錄所形成的化石,包括足跡(圖1.6)、移跡、潛穴、鑽孔以及動物的糞便、卵(蛋)、植物根系等形成的化石。由於遺跡化石是活著的生物留下的痕跡,所以它對於岩相和古生態分析研究具有不可替代的非常重要的意義(圖1.7,圖1.8)。
圖1.7 已知非海相遺跡化石的環境分布(據楊式溥等,2004)
圖1.8 按各種生態習性分類的遺跡化石
化學化石:是地史時期的生物有機質軟體部分在遭到破壞後,由分解後殘留在地層中的有機成分所形成的一種特殊的化石,有些可以形成重要的礦產資源,如煤、石油、天然氣等。
除上述類型外,還有一種叫作「活化石」,它並非指保存在岩層中的化石,而是現生的生物物種,這種物種曾在某一地史時期繁盛,且種類多、分布廣,已形成了重要的化石類別,該物種在經過漫長的地質時期緩慢進化,則變化不大,至今仍在個別地區殘存,這類殘存的現生生物種就被稱為「活化石」。如銀杏綱(圖1.9),曾繁盛於中生代,白堊紀末衰退,第四紀冰期僅銀杏一個種殘遺於中國,達爾文稱之為「活化石」。其他如皺鰓鯊(圖1.10)、舌形貝、拉蒂邁魚、水杉等,也都是典型的「活化石」。
圖1.9 活化石(銀杏)
圖1.10 活化石(皺鰓鯊)
地質作用是極其復雜的,形成的各種地質現象也是五花八門、千奇百怪的。在與生物作用無關的沉積作用、成岩作用、岩漿作用、構造作用或其他機械、化學作用下,所造成的各種形態的岩石礦物體或構造,時常會與某種化石很相像,如「龜甲石」、「疊錐」、「樹枝石」、「石灰華」等,因為它們與生物作用無關,不具生物結構,所以不是化石,而是類似化石的「假化石」,常見的「樹枝石」,就是一種「假化石」,常見於岩石層面或節理面上,是由於錳的氧化物結晶形成的一種樹枝狀的薄膜,或像苔蘚和藻類的印痕。在第四系岩層中,常見有圓形結核體,外形像恐龍蛋,實際也是「假化石」
⑵ 古生物化石是如何分類的
化石的分類可按照多種標准進行。傳統的分類法是按照化石的保存類型或大小對其進行區分,但對於保護與管理古生物化石來講,應該區分不同化石的價值和重要程度。
按照化石的保存類型可將其劃分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石。實體化石是經過石化作用保存下來的全部或一部分生物遺體化石,如人們熟悉的恐龍骨架(圖-11)和猛獁象牙齒。模鑄化石是岩層中保存下來的生物遺體的印模和鑄型,如在奇石市場上常見的狼鰭魚化石(圖-12)。遺跡化石是保存在岩層中的古生物活動留下的痕跡和遺物,如恐龍蛋、恐龍腳印(圖-13)和糞便。化學化石是地史時期的生物有機質軟體部分在遭到破壞以後,由分解後殘留在地層中的有機成分形成的一種特殊化石,有些可以形成重要的礦產資源,如煤、石油、天然氣。
圖1-1 四川省自貢恐龍博物館中的恐龍骨骼—實體化石(攝影/趙洪山)
圖1-2 狼鰭魚化石——模鑄化石(攝影/趙洪山)
圖1-3 恐龍足跡——遺跡化石(攝影/駱團結)
按照化石的尺寸大小可將其劃分為大化石和微體化石。利用常規方法,肉眼觀察就能直接進行研究的化石稱為大化石。而某些化石是生物的微小部分或微小器官,一般肉眼難以辨認,稱為微體化石。微體化石中,有一種10微米以下,必須藉助電子顯微鏡或掃描電子顯微鏡進行觀察和研究的化石,稱為超微化石。
按照在生物進化和生物分類上的重要程度,將古生物化石劃分為重點保護古生物化石和一般保護古生物化石。具有重要科學研究價值或者數量稀少的古生物化石,應列為重點保護古生物化石,包括:已經命名的古生物化石種屬的模式標本;保存完整或者較完整的古脊椎動物實體化石;大型的或者集中分布的高等植物化石、無脊椎動物化石和古脊椎動物的足跡等遺跡化石;國務院國土資源主管部門確定的其他需要重點保護的古生物化石。重點保護古生物化石還可細分為一級重點保護化石、二級重點保護化石和三級重點保護化石,其分級的依據詳見第五章內容。
⑶ 古生物化石值錢嗎
值不值錢,值多少錢還真不好說。化石就是地球生長史的見證,每塊化石都在向人們講述地球的傳奇。
⑷ 古生物化石值錢嗎
這樣的石頭品種,是典型的「天然沉積石核石」,狀態自然,喜歡就可以當一個品種收藏!
⑸ 能夠找到古生物化石的是哪種岩石
沉積岩
岩石主要有三大類:沉積岩,火成岩和變質岩。前者是在海回洋湖泊等液態環境中答緩慢形成的,後兩者主要是由於火山岩漿作用形成的。
化石的形成需要一個緩慢穩定相對溫和的過程來保存生物遺體,沉積岩的形成過程有這個環境,而火成岩和變質岩的形成過程都很劇烈,生物遺體都被燒光光了,自然就不會有化石了。
化石是存留在岩石中的古生物遺體、遺物或生活痕跡,最常見的是骨頭與貝殼等。
化石,古代生物的遺體、遺物或遺跡埋藏在地下變成的跟石頭一樣的東西。
研究化石可以了解生動物的演化並能幫助確定地層的年代。保存在地殼的岩石中的古動物或古植物的遺體或表明有遺體存在的證據都謂之化石。從太古宙(34億年前)至全新世(1萬年前)之間都有化石出現。
⑹ 古生物化石屬於文物嗎
部分古生物化石等同於文物。
我國《文物保護法》第二條規定,「具有科學價值的專古脊椎動物化石和古人屬類化石同文物一樣受國家保護。」由此定義,植物化石、無脊椎動物化石、遺跡化石都不屬於文物。
我國《古生物化石保護條例》第二條規定,「古猿、古人類化石以及與人類活動有關的第四紀古脊椎動物化石的保護依照國家文物保護的有關規定執行。」據此,第四紀以前的古脊椎動物化石也不算文物。
但不管是什麼時期的古生物化石,都必須按照《古生物化石保護條例》進行發掘、收藏、保護和出境管理。
⑺ 什麼是古生物化石
古生物學以化石作為最基本的研究對象。化石指保存於岩層中的,生活在地質歷史時期的生物遺體或生命活動的痕跡。化石與一般的岩石的區別在於:它必須與古代生物相聯系,必須具有諸如形狀、結構、紋飾和有機化學成分等生物學特徵,或者由生物活動所產生並保留下來的痕跡。
⑻ 古生物化石的價值
古生物化石是地質歷史時期的生物遺體和遺跡形成的。生命是由簡單到復雜、由低級到高級、由水生到陸生進化演化的(圖1.12)。古生物化石為地球生命、生物階段性發展提供了佐證。地球已有46億年的歷史,當地球發展到一定階段,化學作用進化進展到一定水平,生命才隨之產生。最初生命大概是36億年前出現,由於古老生命很難形成一般化石,難以取得可靠證據。地球上發現的最早的具有細胞的可靠化石形成於35億年前(圖1.13),生物處於原核生物(細菌和藍藻)階段。化石證明,至少在27億年前,生物發展就完成了由原核到真核的轉變,進而由異養的細菌和自養的藍藻組成的兩極生態系統發展為菌類、植物、動物三極生態系統。這個生態系統是相互依賴、和諧發展的。菌類依靠植物生存,植物又依靠菌類的營養生長,動物是自然界的消費者,雖說沒有動物,植物和菌類仍能存在,但是沒有動物,生物界不可能像現代這樣豐富多彩,而將長期停留在低級水平。
圖1.12 地質年代及生物演化(據沙金庚,2009)
圖1.13 35億年前地球最古老生物化石(據陳均遠,2004)
據研究,在寒武紀大爆發之前存在著一次全球大冰期,開始於距今7億多年前,大約到了6億年前才最後結束。這個時期地表平均溫度在零下50℃以下,整個海洋覆蓋大約厚2~3km的冰層,地球就像一個大「雪球」,有人將這個地球事件稱為「雪球事件」、「雪球地球事件」。
「雪球地球事件」雖然對地球原有的生物及其生態系統帶來了巨大的破壞作用,但其後的環境變化卻為真核生物的大發展帶來了契機。冰期之後溫暖的淺海、多樣化的生態空間、富含磷和其他無機鹽的海水、含氧量的升高,以及生物遺傳物質的快速變異,這些都是真核生物多樣性發生的必要條件,也就為新元古代和寒武紀時代之交出現的四次生物大輻射(圖1.14)提供了背景條件。
圖1.14 生物四次大輻射(據陳均遠,2004)
動物世界從多樣性的黎明到寒武紀大爆發的5000多萬年時間內,先後共發生了四次輻射,分別為:發生於前寒武紀的甕安大輻射、伊迪卡拉大輻射,組成寒武紀大爆發的梅樹村大輻射和帽天山大輻射。
我國貴州省貴陽市東北的甕安,因甕安動物群的發現成為動物黎明之鄉。在甕安陡山沱組含磷段岩層中,保存了不計其數的動物卵和胚胎化石(圖1.15)。這些化石表明甕安一帶淺海海域在5.8億年前曾經是充滿著無限生機的生命樂園,這個樂園成為以後將近6億年生命長河的偉大源頭。
圖1.15 產自貴州甕安陡山沱組甕安含磷段線蟲狀早期卵裂階段胚胎化石(據陳均遠,2004)
發生於5.8億年前的甕安大輻射,導致了生物多樣性的誕生,迎來了動物世界黎明的曙光,揭開了動物世界崛起的序幕。
澳大利亞距今5.5億年前的伊迪卡拉動物化石群中發現有水母、水螅、珊瑚、環節動物、節肢動物等化石,它證明了動物是地球上最後出現的一類生物。
圖1.16 梅樹村大輻射的「小殼動物」化石(據陳均遠,2004)
雲南晉寧地區梅樹村,大量毫米級小型片狀或刺狀骨骼化石組成的「小殼動物化石群」的發現(圖1.16),揭示了雲南晉寧地區梅樹村距今5.41億年寒武紀生物大爆發序幕的奧秘。梅樹村動物群的特點是,沒有三葉蟲化石,全部為小殼的化石類型,主要包括歸入軟體動物門原始類群的軟舌螺、腹足、單板、雙殼、喙殼類以及分類位置不明的管殼類、骨片類、齒形類、球形類、開腔骨類等,共計10多個類別57屬98種。
梅樹村大輻射與寒武紀初全球海平面上升有關。海域漫布,菌藻迅速擴張,為草食性和腐食性生物提供了充足的食源,草、腐食生物開始了輻射演化和多樣化。進而又誘發了捕食者的復甦和多樣化的實現,捕食者和獵物之間互為對立「互動」的關系,構成了無處不在的生物輻射演化力量之環。
圖1.17 澄江動物群復原圖(據陳均遠,2004)
雲南澄江地區帽天山,5.3億年前地層中澄江動物群化石(圖1.17),見證了寒武紀生物大爆發主幕——帽天山大幅射,不僅導致了動物各門類和亞門生物分類系統的全面建立,為現代生物多樣性的形成構建了框架,而且也為包括人類在內的具有脊樑骨的神奇動物世界的出現開啟了窗口。
澄江動物群是寒武紀生命大爆發主幕產物的代表,其保存十分精美的多門類、軟碟機體構造化石,既包含了較低等的海綿動物、櫛水母動物、刺腔動物,更有各種各樣的三葉形動物、甲殼形動物、葉足動物、腕足動物,蟲類原口動物類群,還產出了棘皮動物的始祖類群古囊類、半索動物、尾索動物、頭索動物、真脊椎動物等高等動物類型。
山東古生物化石
由於生物演化的階段性、進化性、繼承性和變異性,特別是不可逆性,故利用古生物化石劃分地層、確定地層形成的時代,重塑地球歷史,具有十分重要的意義。
有的化石具備時代分布短、特徵明顯、數量眾多、地理分布廣泛等條件,極利於地層劃分對比,這類能據以確定地質年代的化石,則稱為「標准化石」。其中有些重要的標准化石,分布時限更短,可據其在地層中延伸范圍或極盛范圍,作為生物帶的劃分依據,這樣的化石稱為帶化石。山東省寒武紀地層以往研究程度比較高,其劃分了21個生物帶,都是以三葉蟲化石為劃分依據。
不同的自然地理環境,生活著不同的生物組合或不同特徵生物體,也沉積著不同的沉積物,形成不同的沉積相,生物對其生活環境變化的反映較沉積物更為明顯,是自然地理環境的最好指示者,如珊瑚化石的存在,指示當時為海洋沉積環境。這些能指示生物生活環境特徵的化石,就稱為指相化石。
除利用古生物化石劃分對比地層、確定地層時代、指示找礦外,有些礦產的形成與生物有直接關系,如煤、石油、天然氣等重要能源,實際上就是一類古生物化石。
化石不僅有著重要的科研科普意義,還有著重要的美學意義。山東萊蕪市寒武紀地層中的三葉蟲化石,尤其是崮山組的蝙蝠蟲化石,有的像翱翔的海燕,有的像穿柳的春燕,所以人們便形象地將這種三葉蟲化石稱為「燕子石」。該化石石質細膩,呈暗綠色,溫潤如玉。燕子形體清晰,狀如浮雕,栩栩如生。人們便選此石為材,借飛燕施以巧技,精雕成硯台、筆筒、印章、石瓶、座屏、壁掛、盆景等工藝品,古樸典雅,獨具風趣,倍受當代藝術名流推崇,暢銷海內外。山東特別是萊蕪的燕子石工藝品在國內外非常有名,獨具特色。
⑼ 古生物化石是如何形成的幾率有多大
地史時期的生物遺體及其生命活動痕跡在被沉積物掩埋後,經歷漫長的地質年代版,伴隨沉積物的成岩權作用,埋藏在沉積物中的生物遺體或遺跡經過物理、化學作用的改造(往往有礦物質的交代和充填),最終形成化石。
化石的形成條件苛刻,第一,生物本身必須具有容易保存化石的硬體部分,而且組成硬體的礦物質在成岩和石化作用中比較穩定,不易分解。第二,生物死後的環境條件也影響化石的保存,只有在生物死亡後被迅速掩埋,屍體不被其他動物吞食,不被外力作用破壞的情況下,才有可能形成化石。第三,有後期的保存條件,埋藏在沉積物中的生物遺體或遺跡,在漫長的地質歷史過程中要經受各種地質作用的改造,包括上覆巨厚沉積物的壓實和固結成岩作用、地熱作用下的結晶和變質作用、構造變形和地下水交代等。在如此復雜的地質作用過程中,絕大多數生物體及其遺跡被破壞,只有極少量能夠最後保存下來成為化石。由此可見,完整發掘出來的古生物化石只是曾經在地球上生存過的生物界中極小的一部分。雖然目前的技術還不能十分精確計算化石的形成幾率,但是用「萬分之一」來形容是一點也不過分的。
⑽ 古生物化石是怎樣產生的
大約5.5億年前,前寒武紀結束,古生代開始。海洋中的生命不斷繁殖增加著。非常低等的生命形式進化成更高等的種類豐富的生物,這是進化史上的一次重大的飛躍。許多年來,地質學家一直對這一現象迷惑不解,他們在化石記錄中尋找其間缺失的聯系。到1964年,地質學家R.C.Sprigg在澳大利亞南部的埃迪卡拉山的古代海灘沙中,發現了一種奇特的軟地球表面積的70.8%,是由浩瀚的海洋組成。遼闊的海洋是生命的搖籃。體動物遺跡化石。
地球表面積的 70.8%, 是由浩瀚的海洋組成。 遼闊的海洋是生命的搖籃。
埃迪卡拉動物群落顯著地說明了在古代海洋研究中采樣所存在的問題。許多年來,地質學家們都是假定,在古生代以前,地球上根本沒有生命存在,這並不是因為有證據表明確實沒有生命,而是因為我們找不到生命存在的證據。在古生代以前,海洋中的生命基本上都是軟體動物,既沒有骨骼,也沒有殼體,要成為化石保存下來,從地質角度來看,是不可思議的。因為大部分的軟體海洋動物死亡後將沉入海底並很快腐爛。如果它們的遺體由於某種原因被軟泥或沙快速埋藏,那麼,它們能保存下來的幾率就大大提高了。如果周圍的沉積物受到富含硅鈣等礦物的水的沖刷作用,可能會形成含有完整軟體動物遺跡的岩層。如果一種生物具有殼體或骨骼,將更可能形成化石,這就是為什麼我們對晚些時候的生命更加了解的原因。一旦由於純粹的運氣或推斷發現了化石,我們想要知道化石是什麼,以及它的生活方式,就得依賴於化石保存的完整程度。而且我們對現代生物種類的了解也會影響我們對化石的解釋,而那些成為化石的生物,實際上一點也不像生活在現代海洋中的生物。