有完整的骨骼,且有皮膜印痕。异地理藏的化石,保存不佳,个体多破碎或被磨损。2.个体大小的分选性原地埋藏的化石,个体大小极不一致,从中可以观察到从幼年期到老年期个体形态的变化。异地埋藏的化石,因经过水流分选,往往同样大小的个体埋藏在一起,且有磨损现象(图1-6)。但要注意,外来化石可能经过分选又与原来未经搬运的化石混合在一起,个体大小也不相同。腕足碎片灭岩013cm图1-6异地埋藏的腕足动物碎片3.两壳保存的分散性原地埋藏的双瓣壳化石,一般是两壳闭合,即使两瓣分离,同一地点或同一层位中,两瓣数量比例大致是1:1。而异地埋藏则同一属种两瓣比例极不一致,甚至仅见其中的某一瓣,缺失另一瓣。4.观察判断生物的生长位置原地埋藏的化石往往保持生物原来的生活时的位置和方向,或稍有变动。异地埋藏的化石不保持原生活时的位置,例如多数珊瑚萼部向下或珊瑚体全部平卧(图1-7)。3cm0单体四射珊瑚的埋藏位置示意图图1-7左:正常生长位置右:经过搬运.10
5.化石的生态类型与其埋藏环境是否一致原地埋藏的化石群的居群组合与环境是一致的,例如围岩反映浅海沉积特征,化石群也是典型的浅海居群组合。异地埋藏的化石群则在浅海沉积中出现正常浅海生物,同时也有深海或陆生的生物群,如陆生脊椎动物和植物化石,它们可能是近岸河口冲刷搬运来的,这样就构成混合化石群。另外,不同时代的化石保存在一起时,老的化石应该属于异地埋藏。这是由于保存在老地层中的化石被风化剥蚀出来后再次沉积到新地层中所致。生物生命活动过程中留下的痕迹一般为原地埋藏。四、化石记录的不完备性化石的形成和保存需要种种严格的条件,因此各时代地层中保存的化石,只能代表地质历史中生物的一小部分。有人估计,古代生物一万个个体,可能只有一个个体变成了化石。生物门类不同,其现生种和化石种比例各不相同(图1-8)。据统计,在现生生物中,已描述的种约有150万种(Grant,1963),其中动物100万种,植物50万种。如果把现生种全部描述出来,估计有450万种(Grant,1963)。然而,已描述的古生物种只有13万种(Raupetal,1971),约点已描述现生种的8.7%。这一数字说明化石记录的不完备性同时,还有一部分已形成的化石,在地层中尚未被发掘出来,这些有待发现的化石也表明,当前人们所观察到的化石资料是不完备的。原生动物0海绵动物口腔肠动物口蟠虫苔藓动物-腕足动物牙形类二腹足动物双壳动物头足动物>80cm昆虫节肢动物(除昆虫)棘皮动物笔石动物化石种(1mm=1000种)口现生种现生种和化石种数目的大致比例图1-83(LehmannUetal,1980).11:
化石的形成和保存是受多种因素长期控制的一种动力学过程,只要化石在地层内没有被发掘出来,这种过程就没有终止。在地层中没有被发现出来的化石,它们仍然受着变质作用、风化作用等各种地质作用的控制,还可能遭受破坏。因此,严格的化石形成和保存条件,导致了化石记录的不完备性,这是古生物学中的基本事实,所以在研究古生物群面貌及其演化规律时,必须考虑这个事实,避免作出片面的结论。同时,古生物化石是珍品,要爱护来之不易的化石记录,使之发挥其应有的作用。第三节化石的类型化石按其保存特点,大致可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和分子化石4类。一、实体化石古生物遗体保存下来的化石称为实体化石(bodyfossil)。它又可分为不完整实体和完整实体两种类型。1.不完整实体此类实体化石是生物遗体被沉积物掩埋以后,仅由生物硬体部分经历了不同类型、不同程度的石化作用后才形成的化石(图1-9),它占了实体化石的绝大部分。2.完整实体生物的全部遗体(软体和硬体)未经明显变化大体呈原来状态保存下来的化石,称完整实体化石。这类化石不多,而且要在特殊的环境条件下才能形成。特殊的条件第一是密封,典型的例子是我国抚顺古近纪抚顺群琥珀中的蚊、蜂、蜘蛛等昆虫化石(见图1-1之1),古代植物分泌大量黏度强的树脂,昆虫或其他生物飞落其上被沾黏,其后昆虫被继续外流的树脂包裹起来,获得完整地保存:又如密封在矿物晶体格架中有细菌、细胞原生质以及蛋白质等有机物,从硅质矿物析离出来的原生质尚能染色,从石盐晶体内析离出来5亿年前的脱水细菌,这都是密封形成的完整化石。第二是冷冻,著名的例子是1901年在西伯利亚第四纪冻土层(约25×10年前)发现的猛犸象化石(见图1-1之3,4),不仅其骨骼完整,皮、毛、血、肉甚至胃中的食物也都完整地保存下来了。第三是干燥,沙漠地区的生物死后,生物体迅速失去水分,氧化和细菌无法发挥作用,可使生物体完整地保存下来,如北美白垩纪风成沙漠中恐龙皮肤失去水分而:12:
呈木乃伊保存下来。此外,具有防腐作用的泥炭和沥青,也可阻止户体腐烂,如拉布雷亚沥青坑中保存着大量完整的哺乳动物化石Gnnassn4图1-9生物硬体保存形成的实体化石(刘本培等,1996)1~5.笔石动物化石6~8.腕足动物化石9~11.珊瑚动物化石12.三叶虫化石13.鱼化石14.板足鲨化石15,16.头足动物化石17.腹足动物化石18.牙形类化石模铸化石模铸化石(moldandcastfossil)不是生物遗体本身形成的化石,而是生物遗体在底质、围岩、填充物中留下的各种印模和铸型。根据其与围岩的关系,又可分为4种类型。.13
1.印痕化石(impressionfossil)生物户体陷落在细碎屑或化学沉积物中留下生物软体的印痕。经腐蚀作用和成岩作用后,生物户体完全消失,但印痕仍然存在,而且这种印痕常常可反映该生物的主要特征,如水母、蠕虫、植物叶子的印痕化石:又如加拿大大不列颠哥伦比亚中寒武统布尔吉斯动物群和中国云南下寒武统澄江动物群中保存了大量优美的动物软体印痕化石(图1=10)。2.印模化石(moldfossil)5mm生物硬体在围岩表面和内部填充物上留下21印模,包括外模和内模。外模(externalmold)图1-10云南澄江下寒武统是生物硬体的外表印在围岩上的模,它反映原的印痕化石及其软体复原图来生物硬体的外表形态和构造特征;内模(in-(侯先光等,1989)ternalmold)为壳体的内面特征留下的模,反映1.动物软体印痕化石2.动物软体复原图生物硬体的内部构造。外模和内模所表现的纹饰和构造凹凸情况与原生物体的实际情况正好相反(图1-11)。在外模和内模形成以后,生物硬体被溶解,经压实作用使内外模重叠在一起,形成复合模(compositemold)(图1-12)。32腕足类的背壳及其印模化石图1-111.背壳外壳2.外模3.背壳内面4.内模3.核化石(corefossil)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(internalcore)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(externalcore)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(图1-13)。14