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1、生物地层学是根据生物发展历史及其空间分 布规律，阐明地层的发育顺序，并研究生物 化石在地层划分，和对比中的原理和方法。地层中生物的存在和分布形式客观地反映了地 层的时空结构。基本原理：23 基本原理：著名的英国地层学之父Smith根据自己的长期实践于1815年提出：不同岩层中所含的化石各不相同，可以根据相同的化石来对比地层并证明是同一时代。这就是后来受到一致推崇的化石层序律（Law of faunal succession）。 他开创了生物地层学方法。化石层序律是确定地层层序的主要方法。4W.史密斯（1769 1839），英国测量工程师，在参加 开凿运河的土地测 量工作时热心收集 古生物化石，
2、在此 基础上提出了化石 层序律。地层年代的概念，必须建立在生物地层学的基 础上。地质历史发展过程中，不外乎是无机界和有机 界（即生物界）的演化发展过程，而生物界的 演化比无机界的发展具有更加显著的阶段性和 不可逆性。只要地层所含化石或化石组合相同或相似，它 们的地质时代就相同或大致相当，这就是使用 古生物化石划分对比地层的理论依据。古生物学方法是确定地层相对地质年代的基础 。5在一个地层单位中，选择少数特有的生物化石 ，它们在该地层上下层位中基本上没有，该种 化石只在该段地层里出现，它们是特定地质时 代的产物，这些化石就叫作标准化石。根据标准化石来进行地层划分和对比的方法叫 做标准化石法。所谓
3、标准化石也是相对的，但 它具有明显特征：生物生活时代短；分布范围广；数量多；保存完好，易于鉴定。6标准化石在海相地层划分对比中发挥着重要作 用，化石带往往可以作为洲际对比。 标准化石是最理想、最重要的生物标志。标准化石法是最简单的生物地层学研究方法， 其突出优点是较为经济，简便易行。7陆相地层由于沉积环境复杂，相变急剧，砂砾 岩和红层比较多，化石稀少，比海相地层对比 难度更大。各油田古生物研究人员，特别是微 体古生物研究人员经过四五十年的努力，发现 了大量的各门类标准化石，进行了电子显微镜 扫描并编制成图册，成为陆相中、新生界油气 勘探地层划分对比的重要依据，在油气勘探中 发挥了重要作用。与标
4、准化石法用单一化石属种划分对比地层不同，化 石组合法是用生物群划分对比地层。8在地质历史中，同一生活环境中不 只有一类生物，而是多种生物共生在 一起组成一个生物群。在不同时代不 同环境中，由于各种生物适应能力不 同，产生的组合就不相同。生物群及其演化，在一定程度上， 反映了该地层形成时期生物群的总体 面貌。因此利用生物群组合来划分地 层界线，用来对比地层，也是十分可 靠的。用它来对比地层可以防止个别标准 化石在特殊沉积环境中，由于穿时现 象造成地层对比错误的弊病。 9含不同化石的两地层通过化石混合来 进行对比示意图所谓种系演化是指生物发展演化进程中的演化系 列和彼此间所存在的亲缘关系。若地层中
5、化石丰富，当逐渐详细采集，并经详细 鉴定和研究，则可根据各种生物属、种之间在层 位上和形态、构造上的逐渐过渡关系，找到它们 在发展演化上的内在联系，根据其祖先和后代之 间的亲缘关系将其划分成不同的演化阶段。根据这点，便可以将含这些化石的地层划分开来 。10尽管运用种系发生法划分对比地层，常因 古生物资料的不完备性而遇到困难。但在大 量的古生物学资料的基础上，在长期的生物 地层学的实践中，有许多实例。如寒武纪应 用三叶虫的演化，在奥陶纪、志留纪应用笔 石的演化，以蜓的演化划分石炭、二叠纪地 层，以菊石和哺乳类的演化划分中、新生界 地层等。111213百分比法是生物地层学中常用的最简单的数理 统计
6、法。将所要研究的地层中化石进行全面统 计，与已知时代的剖面中的化石作分层比较， 求其相同的百分含量，以此便可以确定其时代 的方法称百分比法。这是Lyell在研究新近系的 时候提出并利用。百分统计法的优点是直观，在小范围内使用相 当准确，尤其适合于石油、煤田等微体化石统 计研究。141516利用所含化石的百分比对地层进行划分和对比是定量 地研究地层的方法之一，它是标准化石法和化石组合 法的有效补充。但百分比这一简单的数理统计法有明显不足之处。如 作为对比标准的已知剖面各层中，可能因环境变化而 所含化石数量有差异，即与未知剖面相当的层位可能 因环境不适宜恰好含化石稀少；有时，已知剖面各层 位中所含
7、化石的数量与这些化石的标准化不一致，出 现化石虽多，但时间标志较差的情况。这些都会给百 分比法带来困难。17图解对比法（graphic correlation）系Shaw 1964年 建立；该方法采用二维坐标投影的方法，将若干地层剖 面上所有化石的分布点综合起来，形成一个“复合 标准剖面”；借此复合标准剖面，一方面可以判定各个化石分 类单元的总体地质分布时限，另一方面也可以进 行地层对比。18图解对比法的基础是，所有沉积地层 剖面（地层厚度）都是时间的函数， 每一个化石分类单元在剖面上的分布 都处于同样的时间区间内。以时间为对应参照标志，可以在一个二维空间坐标系中 将两个同时形成的地层剖面以地
8、层厚度为标尺对比起来 ，而两剖面上各化石的分布区间成为两剖面时间对比的 参照点。 19建立各研究剖面上各化石分类单元的分布区间；选择两条化石记录比较好的剖面，以这两条剖面 地层厚度分别为纵坐标轴和横坐标轴，将所有化 石的首现点和末现点分别投影到坐标轴上，求出 对比曲线；选择一个坐标轴作为复合剖面，通过对比曲线， 将另一条剖面上的化石首现点和末现点投影到复 合剖面轴上。以该复合剖面为基础，将其与其他剖面进行逐个 对比，将其他剖面上的化石点也逐个投影到该复 合剖面上来。20剖面对比依赖的是各剖面之间所共有化石类别，因 此要求参与对比的剖面应该有较好的生物地层研究 基础，并且各剖面间有一定量的相同化
9、石类型；两条剖面对比时，由化石首现点和末现点产生的坐 标投影往往并不在一条直线上，对比线应该是一条 线性回归线。对比线的形态很好地反映了对比剖面的沉积特征：对比 线的斜率反映了剖面地层的沉积速率与区域平均沉积速 率之间的关系。两条剖面复合对比时，化石首现点总是取较低的点 ，末现点取较高的点。它可能大于该类别在所有实 际剖面上的分布区间，但并不能反映该类别在研究 区外的分布时限。2122运用图解对比法可以更准确有效地对比地层，发 现剖面中的地层缺失和化石保存及采集中的问题 ，得出一个比所有剖面都完全的复合标准剖面， 以及各个化石在该研究区的最大时限范围。该对比法并非以数学取代了生物地层学，而是与
10、 其他方法一样有赖于详细测量、仔细采集和正确 鉴定化石。在确定对比线的位置时，也必须运用地层研究者 的经验来解释年代地层对比的结果。采用图解对比法，可以很快地积累化石的出现和 时限范围资料。当资料数量比较多时，还可以用计算机进行处理 。23地层记录是一部反映地球和生物界形成和发展 的万卷书，沉积作用则是该书的原作者。从沉积作用的特征和机理上查明地层记录的特 征和属性，对正确使用地层学的基本原理和定 律，深刻理解地层特征与其时间属性均具有重 要意义。尽管形成地层记录的沉积作用和机理千差万别 ，但概括起来可归结为四类：24古生物学在地质学中的应用 古生物是地层系统、地质年代表制定的主要 依据 n古
11、生物方法是地层划分和对比的重要方法n古生物是恢复古环境的重要证据 n古生物资料在找矿上的应用 n古生物资料在地球物理学方面的应用 n古生物资料在构造地质学方面的应用3、古生物是恢复古环境的重要证据能恢复古环境的化石必需是原地埋藏的化石 原地埋藏化石的主要标志: 原地埋藏的生物化石往往保存较完整，表面微细 构造往往未遭破坏，表面无磨损现象。 原地埋 藏的化石个体大小往往极不一致，包含有不同生长 发育阶段的个体。异地埋藏的化石由于在搬运过程 中的分选作用，常常个体大小较一致。 生物化 石保持原来生活时状态的为原地埋藏，反之，为异 地埋藏。原地埋藏化石的主要标志（图解 ）n左：正常 右：经搬动3、古
12、生物是恢复古环境的重要证据（续 ） “将今论古”法根据古生物化石可以恢复古地理、古气候、构造 运动等 实证古生物学方法即“将今论古”法 研究现代生物的生活方式，借以判明地史时期同 类古生物的生活方式 研究现代生物与各种外界 环境因素的关系，借以阐明古代生物的生活条件 及其生活环境“将今论古”法的实例现代造礁珊瑚的生活方式与生活环境（ 底栖固着、浅海、海水清沏、热带、亚 热带，纬度、赤道位置）推测古代造礁 珊瑚的生活环境和生活方式3、古生物是恢复古环境的重要证据（续 ）指相化石分析方法指相化石(facies fossil)：能够明确反映某种特定环境条件的化石指相化石分析方法实例植物、动物化石分出
13、海陆边界（古地理） Lingula(海豆芽/舌形贝)-滨海 造礁珊瑚-浅海；热带亚热带 黑色笔石页岩-较深水滞流还原环境植物-可分出不同气候带（古气候），成煤期反 映气候温暖潮湿 笔石是浮游生物化石，生活在远远海的中上层层水域 中。因此，它们们往往指示出深水海洋环环境。在在雅安天全须家河组雅安天全须家河组剖面的上样品中分析出丰富剖面的上样品中分析出丰富 的孢粉化石，的孢粉化石，共计共计5555属属9595种，其中属于在四川种，其中属于在四川 盆地晚三叠世中新发现的有盆地晚三叠世中新发现的有2727属属6363种种。新成果新成果蕨类植物中以真蕨类为主。现代真蕨植物绝大多数生 活在热带、亚热带潮湿
14、气候区，多为林下植物，地质 历史时期的多数真蕨也生活在同样条件下，与喜湿热 的苏铁植物共同组成热带、亚热带植物群落。因此， 上述晚三叠世须家河组中的孢粉化石，反映的古气候 为亚热带热带潮湿炎热气候环境。广元市河西乡中侏罗统沙溪庙组上段面广元市河西乡中侏罗统沙溪庙组上段面 沉积相柱状图（马门溪龙动物群）沉积相柱状图（马门溪龙动物群） 新成果新成果在四川广元河西乡恐龙化石埋藏地的上在四川广元河西乡恐龙化石埋藏地的上 沙溪庙组地层中，采获了丰富的沙溪庙组地层中，采获了丰富的双壳类化石，双壳类化石， 主要包括：主要包括： Psilunio Psilunio globitriangularisglobi
15、triangularis， Cuneopsis Cuneopsis johannisboehmijohannisboehmi，Psilunio Psilunio sinensissinensis， Eolamprotula Eolamprotula guangyuanensis guangyuanensis ，Cuneopsis Cuneopsis sichuanensis sichuanensis ，Psilunio Psilunio chaoichaoi，Eolamprotula Eolamprotula paucinodulosapaucinodulosa等等，属于喜热属于喜热的的Cun
16、eopsis-Cuneopsis- Psilunio-EolamprotulaPsilunio-Eolamprotula淡水双壳类动物群淡水双壳类动物群中中 侏罗统。侏罗统。为广元河西乡为广元河西乡恐龙动物群时代的确定和气恐龙动物群时代的确定和气 候环境提供了新的资料候环境提供了新的资料。新成果新成果新成果新成果共发现4个遗迹属，4个遗迹钟（含未定种）：Macanopsis sp.（节肢 动物的潜穴）。Scoyenia sp.， Palaeophycus sp.，Muensteria sp.等。 从总体上看属于Scoyenia遗迹 相类型,因而这些泥质粉砂岩和粉砂质泥 岩的沉积环境为为陆上暴露或浅水覆盖的泛滥平原广元河西恐龙化埋藏地 沙溪庙组上段地层中的遗迹化石 新成新成 果果广元河西恐龙化石埋藏地岩相及沉积环境 新成果新成果广元河西乡沙溪
