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古生物学
Paleontology
地球生物学系童金南
jntong@cug.edu.cn
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课程安排
z总学时数：48 学时
z讲课：32 学时
z实习：16 学时
z自学：30 学时
z考试：2 学时
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教材
z童金南、殷鸿福，2007，古生物学。高等教育出版社
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参参考考教教材材
z何心一、徐桂荣，何心一、徐桂荣，1993，古生物学教程。，古生物学教程。
地质出版社地质出版社
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参参考考教教材材
z杜远生、童金南，1998，古生物地史学概论。
中国地质大学出版社
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其其它它参参考考教教材材
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古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学
z 其 研究对象 为地质历史时期形成的地层中的生物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物质记录
z 以地质历史时期的生物界为线索，研究地质历史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方面
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古生物学 （ Paleontology）
z 与 现今生物学 (Neotology)相对应，但它的研究内容在许多方面超出了现今生物学的研究范畴：
D生物学方面,生物体的结构、构造、个体发育和系统发生、生物演变和环境适应，乃至生物的生理和生物化学等
D地质学方面,古生物的地质时间含义、古生物的兴衰与迁移、古生物与能源，以及古生物的埋藏与石化作用等
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古生物学 （ Paleontology）
z 古生物学的基础工作包括,
z 化石的采集和发掘
z 化石处理和古生物复原
z 古生物鉴定和描述在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式、生活环境和进化规律
z 古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的古动物学 (Paleozoology)(包括 古脊椎动物学和古无脊椎动物学 )和研究地史时期植物界及其发展的古植物学 (Paleobotany)。
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古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 生物至少已有生物至少已有
37亿年的发展历史，但亿年的发展历史，但有丰富古生物化石记录的历史是显生有丰富古生物化石记录的历史是显生宙不到宙不到
6亿年的地史时间亿年的地史时间
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古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 不过，生物从无到 有进化发展到现在，已经成为地球的主宰
z 当代生物界已知物种 170多万种（估计在 500万种以上），可见生物界多么复杂，生物历史多么深奥
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形形色色的生物界数量
z已知现生生物有170万多种
z每年还要新发现1万多种
z估计现存生物有500-1000万种
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小盗鸟
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形形色色的生物界数量报导数量估计数量类别种数占百分比种数占百分比哺乳类4 170 0.24 4 300 0.09
鸟类8 715 0.50 9 000 0.20
爬行类5 115 0.29 6 000 0.13
两栖类3 125 0.18 3 500 0.08
鱼类21 000 1.21 23 000 0.51
无脊椎动物1 300 000 74.62 4 004 000 88.39
维管植物250 000 14.35 280 000 6.18
非维管植物150 000 8.01 200 000 4.42
合计1 742 000 100 4 529 800 100
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形形色色的生物界数量脊椎动物以脊椎动物中陆栖类型了解较全面,
z 哺乳动物中新发现的种很少
z 鸟类中每年亦只有 2-3个新种
z 鱼类是脊椎动物中了解最差的，估计还有
1/3的种没有识别出来
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形形色色的生物界数量无脊椎动物无脊椎动物的了解就更差,
z 已报道的物种中，昆虫就占了一半以上，
约 75万种，而且每年还有 6000-7000个新种发现
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形形色色的生物界数量微生物、细菌和真菌
z 估计有 50多万种，已报道的仅有 10万种。
它们布满了整个生物圈，在一个人的肠道内的细菌就有 100种左右，达 100亿个以上；每一克土壤中就有几千万到几百亿个微生物，甚至每一撮土壤中都有新种
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形形色色的生物界形体大小
z 动物界中的巨人 动物中的巨人是海生哺乳动物鲸类，以 蓝鲸 最大：
z 有记录以来捕到一条蓝鲸，长 34.6m，重 170t
（ =30头非洲象）
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形形色色的生物界形体大小
z 最小的动物 是单细胞原生动物(原生生物)
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化石的形成
Formation of fossils
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化石的形成化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的定义化石的定义化石化石
fossil
z保存在岩层中保存在岩层中地质历史时期地质历史时期的的生物生物遗体遗体和和生命活动痕迹生命活动痕迹
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化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：形状、结构、
纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等
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怪诞虫怪诞虫
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怪诞虫复原图怪诞虫复原图
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中华微纲虫中华微纲虫
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中华微纲虫复原图中华微纲虫复原图
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爪纲虫爪纲虫
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爪纲虫复原图爪纲虫复原图
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?假化石假化石
pseudofossil
与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等沉积物等
?大化石大化石
macrofossil
用常规方法在肉眼下即能研究的化石用常规方法在肉眼下即能研究的化石
?微化石微化石
microfossil
肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分的生物体或身体的微小部分
z超微化石超微化石
nannofossil
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古生物学的分科古生物学的分科
z古动物学古动物学paleozoology
z古无脊椎动物学古无脊椎动物学invertebrate paleontology
z古脊椎动物学古脊椎动物学vertebrate paleontology
z古人类学古人类学paleoanthropology
z古植物学古植物学paleobotany
z孢粉学孢粉学palynology
z古遗迹学古遗迹学paleoichnology
z微体古生物学微体古生物学micropaleontology
z超微古生物学超微古生物学ultramicropaleontology
z分子古生物学分子古生物学molecular paleontology
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化石的定义中石器时代现生生物文物生物学biology
考古学archaeology
1 万年左右古石器时代古生物化石古生物学
paleontology
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化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物
→死亡死亡
→埋藏埋藏
→石化石化
→发掘发掘
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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生物本身的条件生物本身的条件
z 生物硬体生物硬体
z 矿化硬体矿化硬体
z矿化程度矿化程度
z矿化组分矿化组分
z 比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等
z 不太稳定的是霰石、含镁方解石不太稳定的是霰石、含镁方解石
z 有机质硬体有机质硬体
z如几丁质薄膜、角质层、木质物等如几丁质薄膜、角质层、木质物等
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生物本身的条件生物本身的条件
z 生物软体生物软体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
21/38/57/92 TongJN 45
生物死后的环境条件生物死后的环境条件即生物死后所处的外界环境条件即生物死后所处的外界环境条件
z 物理条件物理条件
z 如高能水动力条件下生物尸体易被破坏如高能水动力条件下生物尸体易被破坏
z 化学条件化学条件
z 如水体如水体 pH值小于值小于 7.8时，时,CaCO
3
易于溶易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂解；氧化环境中有机质易腐烂
z 生物条件生物条件
z 如食腐生物和细菌常破坏生物尸体如食腐生物和细菌常破坏生物尸体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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埋藏条件埋藏条件
z 与埋藏的沉积特性质有关与埋藏的沉积特性质有关
z 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、
生物成因的沉积物生物成因的沉积物
z一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、冰川冻土等
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埋藏条件埋藏条件
z 与埋藏的沉积特性质有关与埋藏的沉积特性质有关
z 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、
生物成因的沉积物生物成因的沉积物
z一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、冰川冻土等
z 具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏
z 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能破坏沉积物内的生物遗体也能破坏沉积物内的生物遗体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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时间条件时间条件
z 埋藏前的暴露时间埋藏前的暴露时间
z 及时埋藏有利于形成化石及时埋藏有利于形成化石
z 埋藏后不被再挖掘出来埋藏后不被再挖掘出来
z 石化作用时间石化作用时间
z 经过地质历史时间的成岩石化作用经过地质历史时间的成岩石化作用
z 短暂、近期内的生物埋藏不成为化石短暂、近期内的生物埋藏不成为化石
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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成岩石化条件成岩石化条件埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分石化作用石化作用
petrifaction
z 埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中经过物理化学作用的改造而成为化石中经过物理化学作用的改造而成为化石的过程的过程沉积物固结成岩过程中的沉积物固结成岩过程中的压实作用压实作用和和结晶结晶作用作用都会影响化石的石化作用和化石的保存都会影响化石的石化作用和化石的保存
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬致密和坚硬
z充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 置换作用置换作用
z 在石化作用过程中，原来生物体组分被溶在石化作用过程中，原来生物体组分被溶解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等化、黄铁矿化等
z如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结构可以保存下来构可以保存下来
z如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以再现难以再现
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 置换作用置换作用
z 碳化作用碳化作用
z 石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石保存为化石
z通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等叶化石、笔石枝化石等
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化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物
→死亡死亡
→埋藏埋藏
→石化石化
→发掘发掘
21/38/57/92 TongJN 57
化石的形成条件化石的形成条件
（小结）
（小结）
化石记录的不完备性化石记录的不完备性
z 现今我们能够在地层中观察到的化石仅是现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一部各地史时期生存过的生物群中极小的一部分分
z现生生物现生生物
：
：
已记录已记录
170多万种，估计有多万种，估计有
500-
1000多万种多万种
z古生物古生物
：
：
已记录已记录
13万多种，大量未知万多种，大量未知
21/38/57/92 TongJN 58
化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 60
实体化石实体化石
body fossil
全部生物遗体或部分生物遗全部生物遗体或部分生物遗体的化石体的化石
21/38/57/92 TongJN 61
实体化石实体化石全部生物遗体的实体化石全部生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 62
实体化石实体化石部分生物遗体的实体化石部分生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 63
实体化石实体化石部分生物遗体的实体化石部分生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 64
化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 65
模铸化石模铸化石
mode and cast fossil
保存在岩层中生物体的印模保存在岩层中生物体的印模和铸型和铸型
21/38/57/92 TongJN 66
模铸化石模铸化石根据化石与围岩的关系分成根据化石与围岩的关系分成
4类：
类：
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 67
印痕化石印痕化石
impression fossil
生物生物软体软体在围岩上留下的在围岩上留下的印痕印痕
21/38/57/92 TongJN 68
怪诞虫怪诞虫
21/38/57/92 TongJN 69
中华微纲虫中华微纲虫
21/38/57/92 TongJN 70
模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 71
印模化石印模化石
mold fossil
生物生物硬体硬体在围岩表面上的在围岩表面上的印模印模包括：
包括：
外模、内模、复合模外模、内模、复合模
21/38/57/92 TongJN 72
印模化石印模化石外模外模
external mold
生物生物硬体外表面硬体外表面在围岩上的印模在围岩上的印模
21/38/57/92 TongJN 73
印模化石印模化石内模内模
internal mold
生物生物硬体内表面硬体内表面在围岩上的印模在围岩上的印模
21/38/57/92 TongJN 74
印模化石印模化石复合模复合模
composite mold
内模和外模重叠在一起的化石内模和外模重叠在一起的化石
21/38/57/92 TongJN 75
印模化石印模化石
z 注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际情况，正好凸凹方向相反。
际情况，正好凸凹方向相反。
21/38/57/92 TongJN 76
模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 77
核化石核化石
core fossil
生物硬体所包围的内部空间或生物生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石充填固结形成的化石内核内核
internal core
外核外核
external core
21/38/57/92 TongJN 78
21/38/57/92 TongJN 79
模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 80
铸型化石铸型化石
cast fossil
原壳体被全部溶解后，沉原壳体被全部溶解后，沉积物在原空间再次充填形成积物在原空间再次充填形成的化石的化石
21/38/57/92 TongJN 81
铸型化石铸型化石铸型化石的形成过程铸型化石的形成过程
21/38/57/92 TongJN 82
铸型化石铸型化石
z 铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原生物体一致，但内部构造完全不同。
与原生物体一致，但内部构造完全不同。
z 它是在内核（或内模）和外模形成后，壳它是在内核（或内模）和外模形成后，壳体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填而成。
而成。
21/38/57/92 TongJN 83
化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 84
遗迹化石遗迹化石
ichnofossil
保存在岩层中古代生物活动保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物留下的痕迹和遗物
21/38/57/92 TongJN 85
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 86
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 87
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 88
遗迹化石遗迹化石
z 遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。
21/38/57/92 TongJN 89
化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 90
化学化石化学化石
chemical fossil
分子化石分子化石
molecular fossil
分解后的古生物有机组分残留分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石在地层中形成的化石
21/38/57/92 TongJN 91
化学化石化学化石
z 古生物有机质软体虽在石化作用过程中遭受破坏，未能形成化石，但分解后的有机组分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中。
z 这些残留物质仍具有一定的有机化学分子结这些残留物质仍具有一定的有机化学分子结构，利用一些现代化的手段和分析设备，可以构，利用一些现代化的手段和分析设备，可以从岩层中将其鉴别和分离出来。
从岩层中将其鉴别和分离出来。
分子古生物学分子古生物学
molecular paleontology
古生物化学古生物化学
paleobiochemistry
生物成矿作用生物成矿作用
biometallogenesis
z 对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要意义。
探寻和开发具有重要意义。
21/38/57/92 TongJN 92
化石的保存类型化石的保存类型
z 实体化石实体化石
z 硬体硬体
z 软体软体
z 模铸化石模铸化石
z 印痕化石印痕化石
z 印模化石印模化石
z 内模内模
z 外模外模
z 复合模复合模
z 核化石核化石
z 内核内核
z 外核外核
z 铸型化石铸型化石
z 遗迹化石遗迹化石
z 痕迹痕迹
z 遗物遗物
z 化学化石化学化石
z 分子化石分子化石
古生物学
Paleontology
地球生物学系童金南
jntong@cug.edu.cn
21/38/57/92 TongJN 2
课程安排
z总学时数：48 学时
z讲课：32 学时
z实习：16 学时
z自学：30 学时
z考试：2 学时
21/38/57/92 TongJN 3
教材
z童金南、殷鸿福，2007，古生物学。高等教育出版社
21/38/57/92 TongJN 4
参参考考教教材材
z何心一、徐桂荣，何心一、徐桂荣，1993，古生物学教程。，古生物学教程。
地质出版社地质出版社
21/38/57/92 TongJN 5
参参考考教教材材
z杜远生、童金南，1998，古生物地史学概论。
中国地质大学出版社
21/38/57/92 TongJN 6
其其它它参参考考教教材材
21/38/57/92 TongJN 7
古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学
z 其 研究对象 为地质历史时期形成的地层中的生物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物质记录
z 以地质历史时期的生物界为线索，研究地质历史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方面
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古生物学 （ Paleontology）
z 与 现今生物学 (Neotology)相对应，但它的研究内容在许多方面超出了现今生物学的研究范畴：
D生物学方面,生物体的结构、构造、个体发育和系统发生、生物演变和环境适应，乃至生物的生理和生物化学等
D地质学方面,古生物的地质时间含义、古生物的兴衰与迁移、古生物与能源，以及古生物的埋藏与石化作用等
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古生物学 （ Paleontology）
z 古生物学的基础工作包括,
z 化石的采集和发掘
z 化石处理和古生物复原
z 古生物鉴定和描述在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式、生活环境和进化规律
z 古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的古动物学 (Paleozoology)(包括 古脊椎动物学和古无脊椎动物学 )和研究地史时期植物界及其发展的古植物学 (Paleobotany)。
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古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 生物至少已有生物至少已有
37亿年的发展历史，但亿年的发展历史，但有丰富古生物化石记录的历史是显生有丰富古生物化石记录的历史是显生宙不到宙不到
6亿年的地史时间亿年的地史时间
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古生物学古生物学
（
（
Paleontology）
）
z 不过，生物从无到 有进化发展到现在，已经成为地球的主宰
z 当代生物界已知物种 170多万种（估计在 500万种以上），可见生物界多么复杂，生物历史多么深奥
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形形色色的生物界数量
z已知现生生物有170万多种
z每年还要新发现1万多种
z估计现存生物有500-1000万种
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小盗鸟
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形形色色的生物界数量报导数量估计数量类别种数占百分比种数占百分比哺乳类4 170 0.24 4 300 0.09
鸟类8 715 0.50 9 000 0.20
爬行类5 115 0.29 6 000 0.13
两栖类3 125 0.18 3 500 0.08
鱼类21 000 1.21 23 000 0.51
无脊椎动物1 300 000 74.62 4 004 000 88.39
维管植物250 000 14.35 280 000 6.18
非维管植物150 000 8.01 200 000 4.42
合计1 742 000 100 4 529 800 100
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形形色色的生物界数量脊椎动物以脊椎动物中陆栖类型了解较全面,
z 哺乳动物中新发现的种很少
z 鸟类中每年亦只有 2-3个新种
z 鱼类是脊椎动物中了解最差的，估计还有
1/3的种没有识别出来
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形形色色的生物界数量无脊椎动物无脊椎动物的了解就更差,
z 已报道的物种中，昆虫就占了一半以上，
约 75万种，而且每年还有 6000-7000个新种发现
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形形色色的生物界数量微生物、细菌和真菌
z 估计有 50多万种，已报道的仅有 10万种。
它们布满了整个生物圈，在一个人的肠道内的细菌就有 100种左右，达 100亿个以上；每一克土壤中就有几千万到几百亿个微生物，甚至每一撮土壤中都有新种
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形形色色的生物界形体大小
z 动物界中的巨人 动物中的巨人是海生哺乳动物鲸类，以 蓝鲸 最大：
z 有记录以来捕到一条蓝鲸，长 34.6m，重 170t
（ =30头非洲象）
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形形色色的生物界形体大小
z 最小的动物 是单细胞原生动物(原生生物)
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化石的形成
Formation of fossils
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化石的形成化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的定义化石的定义化石化石
fossil
z保存在岩层中保存在岩层中地质历史时期地质历史时期的的生物生物遗体遗体和和生命活动痕迹生命活动痕迹
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化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：形状、结构、
纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等
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怪诞虫怪诞虫
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怪诞虫复原图怪诞虫复原图
21/38/57/92 TongJN 32
中华微纲虫中华微纲虫
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中华微纲虫复原图中华微纲虫复原图
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爪纲虫爪纲虫
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爪纲虫复原图爪纲虫复原图
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?假化石假化石
pseudofossil
与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等沉积物等
?大化石大化石
macrofossil
用常规方法在肉眼下即能研究的化石用常规方法在肉眼下即能研究的化石
?微化石微化石
microfossil
肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分的生物体或身体的微小部分
z超微化石超微化石
nannofossil
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古生物学的分科古生物学的分科
z古动物学古动物学paleozoology
z古无脊椎动物学古无脊椎动物学invertebrate paleontology
z古脊椎动物学古脊椎动物学vertebrate paleontology
z古人类学古人类学paleoanthropology
z古植物学古植物学paleobotany
z孢粉学孢粉学palynology
z古遗迹学古遗迹学paleoichnology
z微体古生物学微体古生物学micropaleontology
z超微古生物学超微古生物学ultramicropaleontology
z分子古生物学分子古生物学molecular paleontology
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化石的定义中石器时代现生生物文物生物学biology
考古学archaeology
1 万年左右古石器时代古生物化石古生物学
paleontology
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化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物
→死亡死亡
→埋藏埋藏
→石化石化
→发掘发掘
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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生物本身的条件生物本身的条件
z 生物硬体生物硬体
z 矿化硬体矿化硬体
z矿化程度矿化程度
z矿化组分矿化组分
z 比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等
z 不太稳定的是霰石、含镁方解石不太稳定的是霰石、含镁方解石
z 有机质硬体有机质硬体
z如几丁质薄膜、角质层、木质物等如几丁质薄膜、角质层、木质物等
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生物本身的条件生物本身的条件
z 生物软体生物软体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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生物死后的环境条件生物死后的环境条件即生物死后所处的外界环境条件即生物死后所处的外界环境条件
z 物理条件物理条件
z 如高能水动力条件下生物尸体易被破坏如高能水动力条件下生物尸体易被破坏
z 化学条件化学条件
z 如水体如水体 pH值小于值小于 7.8时，时,CaCO
3
易于溶易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂解；氧化环境中有机质易腐烂
z 生物条件生物条件
z 如食腐生物和细菌常破坏生物尸体如食腐生物和细菌常破坏生物尸体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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埋藏条件埋藏条件
z 与埋藏的沉积特性质有关与埋藏的沉积特性质有关
z 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、
生物成因的沉积物生物成因的沉积物
z一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、冰川冻土等
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埋藏条件埋藏条件
z 与埋藏的沉积特性质有关与埋藏的沉积特性质有关
z 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、
生物成因的沉积物生物成因的沉积物
z一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松一些特殊的沉积 物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等脂、冰川冻土等
z 具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏
z 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能破坏沉积物内的生物遗体也能破坏沉积物内的生物遗体
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
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时间条件时间条件
z 埋藏前的暴露时间埋藏前的暴露时间
z 及时埋藏有利于形成化石及时埋藏有利于形成化石
z 埋藏后不被再挖掘出来埋藏后不被再挖掘出来
z 石化作用时间石化作用时间
z 经过地质历史时间的成岩石化作用经过地质历史时间的成岩石化作用
z 短暂、近期内的生物埋藏不成为化石短暂、近期内的生物埋藏不成为化石
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化石的形成条件化石的形成条件
z生物本身的条件生物本身的条件
z生物死后的环境条件生物死后的环境条件
z埋藏条件埋藏条件
z时间条件时间条件
z成岩石化条件成岩石化条件
21/38/57/92 TongJN 52
成岩石化条件成岩石化条件埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分石化作用石化作用
petrifaction
z 埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中经过物理化学作用的改造而成为化石中经过物理化学作用的改造而成为化石的过程的过程沉积物固结成岩过程中的沉积物固结成岩过程中的压实作用压实作用和和结晶结晶作用作用都会影响化石的石化作用和化石的保存都会影响化石的石化作用和化石的保存
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬致密和坚硬
z充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 置换作用置换作用
z 在石化作用过程中，原来生物体组分被溶在石化作用过程中，原来生物体组分被溶解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等化、黄铁矿化等
z如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结构可以保存下来构可以保存下来
z如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以再现难以再现
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化石的石化作用方式化石的石化作用方式
z 矿质充填作用矿质充填作用
z 置换作用置换作用
z 碳化作用碳化作用
z 石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石保存为化石
z通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等叶化石、笔石枝化石等
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化石的形成条件化石的形成条件古生物古生物
→死亡死亡
→埋藏埋藏
→石化石化
→发掘发掘
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化石的形成条件化石的形成条件
（小结）
（小结）
化石记录的不完备性化石记录的不完备性
z 现今我们能够在地层中观察到的化石仅是现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一部各地史时期生存过的生物群中极小的一部分分
z现生生物现生生物
：
：
已记录已记录
170多万种，估计有多万种，估计有
500-
1000多万种多万种
z古生物古生物
：
：
已记录已记录
13万多种，大量未知万多种，大量未知
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化石的形成化石的形成
z化石的定义化石的定义
z化石的形成条件化石的形成条件
z化石的保存类型化石的保存类型
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化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 60
实体化石实体化石
body fossil
全部生物遗体或部分生物遗全部生物遗体或部分生物遗体的化石体的化石
21/38/57/92 TongJN 61
实体化石实体化石全部生物遗体的实体化石全部生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 62
实体化石实体化石部分生物遗体的实体化石部分生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 63
实体化石实体化石部分生物遗体的实体化石部分生物遗体的实体化石
21/38/57/92 TongJN 64
化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 65
模铸化石模铸化石
mode and cast fossil
保存在岩层中生物体的印模保存在岩层中生物体的印模和铸型和铸型
21/38/57/92 TongJN 66
模铸化石模铸化石根据化石与围岩的关系分成根据化石与围岩的关系分成
4类：
类：
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 67
印痕化石印痕化石
impression fossil
生物生物软体软体在围岩上留下的在围岩上留下的印痕印痕
21/38/57/92 TongJN 68
怪诞虫怪诞虫
21/38/57/92 TongJN 69
中华微纲虫中华微纲虫
21/38/57/92 TongJN 70
模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 71
印模化石印模化石
mold fossil
生物生物硬体硬体在围岩表面上的在围岩表面上的印模印模包括：
包括：
外模、内模、复合模外模、内模、复合模
21/38/57/92 TongJN 72
印模化石印模化石外模外模
external mold
生物生物硬体外表面硬体外表面在围岩上的印模在围岩上的印模
21/38/57/92 TongJN 73
印模化石印模化石内模内模
internal mold
生物生物硬体内表面硬体内表面在围岩上的印模在围岩上的印模
21/38/57/92 TongJN 74
印模化石印模化石复合模复合模
composite mold
内模和外模重叠在一起的化石内模和外模重叠在一起的化石
21/38/57/92 TongJN 75
印模化石印模化石
z 注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际情况，正好凸凹方向相反。
际情况，正好凸凹方向相反。
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模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 77
核化石核化石
core fossil
生物硬体所包围的内部空间或生物生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石充填固结形成的化石内核内核
internal core
外核外核
external core
21/38/57/92 TongJN 78
21/38/57/92 TongJN 79
模铸化石模铸化石
z印痕化石印痕化石
z印模化石印模化石
z核化石核化石
z铸型化石铸型化石
21/38/57/92 TongJN 80
铸型化石铸型化石
cast fossil
原壳体被全部溶解后，沉原壳体被全部溶解后，沉积物在原空间再次充填形成积物在原空间再次充填形成的化石的化石
21/38/57/92 TongJN 81
铸型化石铸型化石铸型化石的形成过程铸型化石的形成过程
21/38/57/92 TongJN 82
铸型化石铸型化石
z 铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原生物体一致，但内部构造完全不同。
与原生物体一致，但内部构造完全不同。
z 它是在内核（或内模）和外模形成后，壳它是在内核（或内模）和外模形成后，壳体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填而成。
而成。
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化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 84
遗迹化石遗迹化石
ichnofossil
保存在岩层中古代生物活动保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物留下的痕迹和遗物
21/38/57/92 TongJN 85
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 86
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 87
遗迹化石遗迹化石
21/38/57/92 TongJN 88
遗迹化石遗迹化石
z 遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。
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化石的保存类型化石的保存类型
z实体化石实体化石
z模铸化石模铸化石
z遗迹化石遗迹化石
z化学化石化学化石
21/38/57/92 TongJN 90
化学化石化学化石
chemical fossil
分子化石分子化石
molecular fossil
分解后的古生物有机组分残留分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石在地层中形成的化石
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化学化石化学化石
z 古生物有机质软体虽在石化作用过程中遭受破坏，未能形成化石，但分解后的有机组分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中。
z 这些残留物质仍具有一定的有机化学分子结这些残留物质仍具有一定的有机化学分子结构，利用一些现代化的手段和分析设备，可以构，利用一些现代化的手段和分析设备，可以从岩层中将其鉴别和分离出来。
从岩层中将其鉴别和分离出来。
分子古生物学分子古生物学
molecular paleontology
古生物化学古生物化学
paleobiochemistry
生物成矿作用生物成矿作用
biometallogenesis
z 对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产对探索生命起源、生物演化及生物成因的矿产探寻和开发具有重要意义。
探寻和开发具有重要意义。
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化石的保存类型化石的保存类型
z 实体化石实体化石
z 硬体硬体
z 软体软体
z 模铸化石模铸化石
z 印痕化石印痕化石
z 印模化石印模化石
z 内模内模
z 外模外模
z 复合模复合模
z 核化石核化石
z 内核内核
z 外核外核
z 铸型化石铸型化石
z 遗迹化石遗迹化石
z 痕迹痕迹
z 遗物遗物
z 化学化石化学化石
z 分子化石分子化石
