古生物化石
⑴ 古生物化石的类型
古生物化石分类有多种不同的标准,按生物级别分为动物化石和植物化石,动物化石又可分为无脊椎动物化石和脊椎动物化石等;根据个体大小分为大化石、微体化石和超微化石;为便于研究,我们常按照古生物化石的保存类型分为实体化石、模铸化石、遗迹化石。广义上的化石还包括化学化石和活化石等。
图1.1 三叶虫化石
大化石:泛指一般不需利用显微镜,用肉眼可观察研究的化石,如腕足类、三叶虫(图1.1)、头足类、昆虫、脊椎动物及植物的茎、叶化石等。
微体化石:指需要利用显微镜才能进行研究的微小化石。包括有孔虫、、介形类、牙形石、轮藻、孢粉(图1.2)等。微体化石形体微小,数量众多,可大量采集。
图1.2 孢粉化石,其大小1,2为40μm,3为70μm,4为50μm
超微化石:指需要在电子显微镜下才能进行研究的微小化石的总称。其大小范围目前意见尚不一致,一般认为仅限于10μm以下。如细菌和蓝藻等。
实体化石:指生物遗体(或其中的一部分)被埋藏,经过石化作用所保存的化石(图1.3)。
图1.3 产于莱阳王氏群林家庄组中的鹦鹉嘴龙实体化石
图1.4 模铸化石
模铸化石:是岩层中保存下来的生物遗体的印模或铸型。模铸化石是一种常见的化石保存类型,对于研究不具硬体或壳易溶蚀的生物的内部及壳体等构造,都很重要(图1.4,图1.5)。
印痕化石:生物在松软细密沉积物表面留下的印迹,如动物行走、爬行时留下的足迹、行迹、移迹等及植物叶片、鸟类羽毛落下形成的印迹等所形成的化石。
图1.5 模铸化石
印模化石:生物硬体在围岩表面和内部填充物上留下印模,包括外模和内模。外模保留于化石围岩上的生物遗体外表特征及表面纹饰的迹痕。外模仅能反映生物遗体的外表形态及纹饰特征,其凹凸情况与原物相反。内模是保留于内核表面或岩石上的生物遗体内部形态特征的印痕。常见的多为腕足类、腹足类、双壳类等外壳和芦木及新芦木等髓部的内模。其凹凸情况与原物相反。
核化石:由生物体结构形成的空间或生物硬体溶解后形成的空间,被沉积物充填固结后,形成与原生物体空间大小和形态类似的实体称核化石。包括内核和外核两种,内核是充填生物硬体空腔中的沉积物固结,形成与原空腔形态、大小一致的实体,其表面就是内模。外核是埋藏的硬体溶解后在沉积物中留下的空间,此空间经充填而形成与原硬体同形等大的实体,其表面特征与原硬体表面特征相同,外表特征由外模反印到外核上形成。外核和内核内部都是实心的,不具有硬体的内部构造。
铸型化石:当生物体埋在沉积物中,已经形成外模和内核后,壳质全部被溶解,并被另一种矿物质填充所形成的化石,称铸型化石。
图1.6 诸城皇龙沟恐龙足迹化石
遗迹化石:是指地史时期生物生活活动时产生在底质表面或其内部的各种活动记录所形成的化石,包括足迹(图1.6)、移迹、潜穴、钻孔以及动物的粪便、卵(蛋)、植物根系等形成的化石。由于遗迹化石是活着的生物留下的痕迹,所以它对于岩相和古生态分析研究具有不可替代的非常重要的意义(图1.7,图1.8)。
图1.7 已知非海相遗迹化石的环境分布(据杨式溥等,2004)
图1.8 按各种生态习性分类的遗迹化石
化学化石:是地史时期的生物有机质软体部分在遭到破坏后,由分解后残留在地层中的有机成分所形成的一种特殊的化石,有些可以形成重要的矿产资源,如煤、石油、天然气等。
除上述类型外,还有一种叫作“活化石”,它并非指保存在岩层中的化石,而是现生的生物物种,这种物种曾在某一地史时期繁盛,且种类多、分布广,已形成了重要的化石类别,该物种在经过漫长的地质时期缓慢进化,则变化不大,至今仍在个别地区残存,这类残存的现生生物种就被称为“活化石”。如银杏纲(图1.9),曾繁盛于中生代,白垩纪末衰退,第四纪冰期仅银杏一个种残遗于中国,达尔文称之为“活化石”。其他如皱鳃鲨(图1.10)、舌形贝、拉蒂迈鱼、水杉等,也都是典型的“活化石”。
图1.9 活化石(银杏)
图1.10 活化石(皱鳃鲨)
地质作用是极其复杂的,形成的各种地质现象也是五花八门、千奇百怪的。在与生物作用无关的沉积作用、成岩作用、岩浆作用、构造作用或其他机械、化学作用下,所造成的各种形态的岩石矿物体或构造,时常会与某种化石很相像,如“龟甲石”、“叠锥”、“树枝石”、“石灰华”等,因为它们与生物作用无关,不具生物结构,所以不是化石,而是类似化石的“假化石”,常见的“树枝石”,就是一种“假化石”,常见于岩石层面或节理面上,是由于锰的氧化物结晶形成的一种树枝状的薄膜,或像苔藓和藻类的印痕。在第四系岩层中,常见有圆形结核体,外形像恐龙蛋,实际也是“假化石”
⑵ 古生物化石是如何分类的
化石的分类可按照多种标准进行。传统的分类法是按照化石的保存类型或大小对其进行区分,但对于保护与管理古生物化石来讲,应该区分不同化石的价值和重要程度。
按照化石的保存类型可将其划分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。实体化石是经过石化作用保存下来的全部或一部分生物遗体化石,如人们熟悉的恐龙骨架(图-11)和猛犸象牙齿。模铸化石是岩层中保存下来的生物遗体的印模和铸型,如在奇石市场上常见的狼鳍鱼化石(图-12)。遗迹化石是保存在岩层中的古生物活动留下的痕迹和遗物,如恐龙蛋、恐龙脚印(图-13)和粪便。化学化石是地史时期的生物有机质软体部分在遭到破坏以后,由分解后残留在地层中的有机成分形成的一种特殊化石,有些可以形成重要的矿产资源,如煤、石油、天然气。
图1-1 四川省自贡恐龙博物馆中的恐龙骨骼—实体化石(摄影/赵洪山)
图1-2 狼鳍鱼化石——模铸化石(摄影/赵洪山)
图1-3 恐龙足迹——遗迹化石(摄影/骆团结)
按照化石的尺寸大小可将其划分为大化石和微体化石。利用常规方法,肉眼观察就能直接进行研究的化石称为大化石。而某些化石是生物的微小部分或微小器官,一般肉眼难以辨认,称为微体化石。微体化石中,有一种10微米以下,必须借助电子显微镜或扫描电子显微镜进行观察和研究的化石,称为超微化石。
按照在生物进化和生物分类上的重要程度,将古生物化石划分为重点保护古生物化石和一般保护古生物化石。具有重要科学研究价值或者数量稀少的古生物化石,应列为重点保护古生物化石,包括:已经命名的古生物化石种属的模式标本;保存完整或者较完整的古脊椎动物实体化石;大型的或者集中分布的高等植物化石、无脊椎动物化石和古脊椎动物的足迹等遗迹化石;国务院国土资源主管部门确定的其他需要重点保护的古生物化石。重点保护古生物化石还可细分为一级重点保护化石、二级重点保护化石和三级重点保护化石,其分级的依据详见第五章内容。
⑶ 古生物化石值钱吗
值不值钱,值多少钱还真不好说。化石就是地球生长史的见证,每块化石都在向人们讲述地球的传奇。
⑷ 古生物化石值钱吗
这样的石头品种,是典型的“天然沉积石核石”,状态自然,喜欢就可以当一个品种收藏!
⑸ 能够找到古生物化石的是哪种岩石
沉积岩
岩石主要有三大类:沉积岩,火成岩和变质岩。前者是在海回洋湖泊等液态环境中答缓慢形成的,后两者主要是由于火山岩浆作用形成的。
化石的形成需要一个缓慢稳定相对温和的过程来保存生物遗体,沉积岩的形成过程有这个环境,而火成岩和变质岩的形成过程都很剧烈,生物遗体都被烧光光了,自然就不会有化石了。
化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或生活痕迹,最常见的是骨头与贝壳等。
化石,古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头一样的东西。
研究化石可以了解生动物的演化并能帮助确定地层的年代。保存在地壳的岩石中的古动物或古植物的遗体或表明有遗体存在的证据都谓之化石。从太古宙(34亿年前)至全新世(1万年前)之间都有化石出现。
⑹ 古生物化石属于文物吗
部分古生物化石等同于文物。
我国《文物保护法》第二条规定,“具有科学价值的专古脊椎动物化石和古人属类化石同文物一样受国家保护。”由此定义,植物化石、无脊椎动物化石、遗迹化石都不属于文物。
我国《古生物化石保护条例》第二条规定,“古猿、古人类化石以及与人类活动有关的第四纪古脊椎动物化石的保护依照国家文物保护的有关规定执行。”据此,第四纪以前的古脊椎动物化石也不算文物。
但不管是什么时期的古生物化石,都必须按照《古生物化石保护条例》进行发掘、收藏、保护和出境管理。
⑺ 什么是古生物化石
古生物学以化石作为最基本的研究对象。化石指保存于岩层中的,生活在地质历史时期的生物遗体或生命活动的痕迹。化石与一般的岩石的区别在于:它必须与古代生物相联系,必须具有诸如形状、结构、纹饰和有机化学成分等生物学特征,或者由生物活动所产生并保留下来的痕迹。
⑻ 古生物化石的价值
古生物化石是地质历史时期的生物遗体和遗迹形成的。生命是由简单到复杂、由低级到高级、由水生到陆生进化演化的(图1.12)。古生物化石为地球生命、生物阶段性发展提供了佐证。地球已有46亿年的历史,当地球发展到一定阶段,化学作用进化进展到一定水平,生命才随之产生。最初生命大概是36亿年前出现,由于古老生命很难形成一般化石,难以取得可靠证据。地球上发现的最早的具有细胞的可靠化石形成于35亿年前(图1.13),生物处于原核生物(细菌和蓝藻)阶段。化石证明,至少在27亿年前,生物发展就完成了由原核到真核的转变,进而由异养的细菌和自养的蓝藻组成的两极生态系统发展为菌类、植物、动物三极生态系统。这个生态系统是相互依赖、和谐发展的。菌类依靠植物生存,植物又依靠菌类的营养生长,动物是自然界的消费者,虽说没有动物,植物和菌类仍能存在,但是没有动物,生物界不可能像现代这样丰富多彩,而将长期停留在低级水平。
图1.12 地质年代及生物演化(据沙金庚,2009)
图1.13 35亿年前地球最古老生物化石(据陈均远,2004)
据研究,在寒武纪大爆发之前存在着一次全球大冰期,开始于距今7亿多年前,大约到了6亿年前才最后结束。这个时期地表平均温度在零下50℃以下,整个海洋覆盖大约厚2~3km的冰层,地球就像一个大“雪球”,有人将这个地球事件称为“雪球事件”、“雪球地球事件”。
“雪球地球事件”虽然对地球原有的生物及其生态系统带来了巨大的破坏作用,但其后的环境变化却为真核生物的大发展带来了契机。冰期之后温暖的浅海、多样化的生态空间、富含磷和其他无机盐的海水、含氧量的升高,以及生物遗传物质的快速变异,这些都是真核生物多样性发生的必要条件,也就为新元古代和寒武纪时代之交出现的四次生物大辐射(图1.14)提供了背景条件。
图1.14 生物四次大辐射(据陈均远,2004)
动物世界从多样性的黎明到寒武纪大爆发的5000多万年时间内,先后共发生了四次辐射,分别为:发生于前寒武纪的瓮安大辐射、伊迪卡拉大辐射,组成寒武纪大爆发的梅树村大辐射和帽天山大辐射。
我国贵州省贵阳市东北的瓮安,因瓮安动物群的发现成为动物黎明之乡。在瓮安陡山沱组含磷段岩层中,保存了不计其数的动物卵和胚胎化石(图1.15)。这些化石表明瓮安一带浅海海域在5.8亿年前曾经是充满着无限生机的生命乐园,这个乐园成为以后将近6亿年生命长河的伟大源头。
图1.15 产自贵州瓮安陡山沱组瓮安含磷段线虫状早期卵裂阶段胚胎化石(据陈均远,2004)
发生于5.8亿年前的瓮安大辐射,导致了生物多样性的诞生,迎来了动物世界黎明的曙光,揭开了动物世界崛起的序幕。
澳大利亚距今5.5亿年前的伊迪卡拉动物化石群中发现有水母、水螅、珊瑚、环节动物、节肢动物等化石,它证明了动物是地球上最后出现的一类生物。
图1.16 梅树村大辐射的“小壳动物”化石(据陈均远,2004)
云南晋宁地区梅树村,大量毫米级小型片状或刺状骨骼化石组成的“小壳动物化石群”的发现(图1.16),揭示了云南晋宁地区梅树村距今5.41亿年寒武纪生物大爆发序幕的奥秘。梅树村动物群的特点是,没有三叶虫化石,全部为小壳的化石类型,主要包括归入软体动物门原始类群的软舌螺、腹足、单板、双壳、喙壳类以及分类位置不明的管壳类、骨片类、齿形类、球形类、开腔骨类等,共计10多个类别57属98种。
梅树村大辐射与寒武纪初全球海平面上升有关。海域漫布,菌藻迅速扩张,为草食性和腐食性生物提供了充足的食源,草、腐食生物开始了辐射演化和多样化。进而又诱发了捕食者的复苏和多样化的实现,捕食者和猎物之间互为对立“互动”的关系,构成了无处不在的生物辐射演化力量之环。
图1.17 澄江动物群复原图(据陈均远,2004)
云南澄江地区帽天山,5.3亿年前地层中澄江动物群化石(图1.17),见证了寒武纪生物大爆发主幕——帽天山大幅射,不仅导致了动物各门类和亚门生物分类系统的全面建立,为现代生物多样性的形成构建了框架,而且也为包括人类在内的具有脊梁骨的神奇动物世界的出现开启了窗口。
澄江动物群是寒武纪生命大爆发主幕产物的代表,其保存十分精美的多门类、软驱体构造化石,既包含了较低等的海绵动物、栉水母动物、刺腔动物,更有各种各样的三叶形动物、甲壳形动物、叶足动物、腕足动物,虫类原口动物类群,还产出了棘皮动物的始祖类群古囊类、半索动物、尾索动物、头索动物、真脊椎动物等高等动物类型。
山东古生物化石
由于生物演化的阶段性、进化性、继承性和变异性,特别是不可逆性,故利用古生物化石划分地层、确定地层形成的时代,重塑地球历史,具有十分重要的意义。
有的化石具备时代分布短、特征明显、数量众多、地理分布广泛等条件,极利于地层划分对比,这类能据以确定地质年代的化石,则称为“标准化石”。其中有些重要的标准化石,分布时限更短,可据其在地层中延伸范围或极盛范围,作为生物带的划分依据,这样的化石称为带化石。山东省寒武纪地层以往研究程度比较高,其划分了21个生物带,都是以三叶虫化石为划分依据。
不同的自然地理环境,生活着不同的生物组合或不同特征生物体,也沉积着不同的沉积物,形成不同的沉积相,生物对其生活环境变化的反映较沉积物更为明显,是自然地理环境的最好指示者,如珊瑚化石的存在,指示当时为海洋沉积环境。这些能指示生物生活环境特征的化石,就称为指相化石。
除利用古生物化石划分对比地层、确定地层时代、指示找矿外,有些矿产的形成与生物有直接关系,如煤、石油、天然气等重要能源,实际上就是一类古生物化石。
化石不仅有着重要的科研科普意义,还有着重要的美学意义。山东莱芜市寒武纪地层中的三叶虫化石,尤其是崮山组的蝙蝠虫化石,有的像翱翔的海燕,有的像穿柳的春燕,所以人们便形象地将这种三叶虫化石称为“燕子石”。该化石石质细腻,呈暗绿色,温润如玉。燕子形体清晰,状如浮雕,栩栩如生。人们便选此石为材,借飞燕施以巧技,精雕成砚台、笔筒、印章、石瓶、座屏、壁挂、盆景等工艺品,古朴典雅,独具风趣,倍受当代艺术名流推崇,畅销海内外。山东特别是莱芜的燕子石工艺品在国内外非常有名,独具特色。
⑼ 古生物化石是如何形成的几率有多大
地史时期的生物遗体及其生命活动痕迹在被沉积物掩埋后,经历漫长的地质年代版,伴随沉积物的成岩权作用,埋藏在沉积物中的生物遗体或遗迹经过物理、化学作用的改造(往往有矿物质的交代和充填),最终形成化石。
化石的形成条件苛刻,第一,生物本身必须具有容易保存化石的硬体部分,而且组成硬体的矿物质在成岩和石化作用中比较稳定,不易分解。第二,生物死后的环境条件也影响化石的保存,只有在生物死亡后被迅速掩埋,尸体不被其他动物吞食,不被外力作用破坏的情况下,才有可能形成化石。第三,有后期的保存条件,埋藏在沉积物中的生物遗体或遗迹,在漫长的地质历史过程中要经受各种地质作用的改造,包括上覆巨厚沉积物的压实和固结成岩作用、地热作用下的结晶和变质作用、构造变形和地下水交代等。在如此复杂的地质作用过程中,绝大多数生物体及其遗迹被破坏,只有极少量能够最后保存下来成为化石。由此可见,完整发掘出来的古生物化石只是曾经在地球上生存过的生物界中极小的一部分。虽然目前的技术还不能十分精确计算化石的形成几率,但是用“万分之一”来形容是一点也不过分的。
⑽ 古生物化石是怎样产生的
大约5.5亿年前,前寒武纪结束,古生代开始。海洋中的生命不断繁殖增加着。非常低等的生命形式进化成更高等的种类丰富的生物,这是进化史上的一次重大的飞跃。许多年来,地质学家一直对这一现象迷惑不解,他们在化石记录中寻找其间缺失的联系。到1964年,地质学家R.C.Sprigg在澳大利亚南部的埃迪卡拉山的古代海滩沙中,发现了一种奇特的软地球表面积的70.8%,是由浩瀚的海洋组成。辽阔的海洋是生命的摇篮。体动物遗迹化石。
地球表面积的 70.8%, 是由浩瀚的海洋组成。 辽阔的海洋是生命的摇篮。
埃迪卡拉动物群落显著地说明了在古代海洋研究中采样所存在的问题。许多年来,地质学家们都是假定,在古生代以前,地球上根本没有生命存在,这并不是因为有证据表明确实没有生命,而是因为我们找不到生命存在的证据。在古生代以前,海洋中的生命基本上都是软体动物,既没有骨骼,也没有壳体,要成为化石保存下来,从地质角度来看,是不可思议的。因为大部分的软体海洋动物死亡后将沉入海底并很快腐烂。如果它们的遗体由于某种原因被软泥或沙快速埋藏,那么,它们能保存下来的几率就大大提高了。如果周围的沉积物受到富含硅钙等矿物的水的冲刷作用,可能会形成含有完整软体动物遗迹的岩层。如果一种生物具有壳体或骨骼,将更可能形成化石,这就是为什么我们对晚些时候的生命更加了解的原因。一旦由于纯粹的运气或推断发现了化石,我们想要知道化石是什么,以及它的生活方式,就得依赖于化石保存的完整程度。而且我们对现代生物种类的了解也会影响我们对化石的解释,而那些成为化石的生物,实际上一点也不像生活在现代海洋中的生物。