遗迹化石与实体化石的古环境意义

摘 要： 生物的生存发展及演化受环境制约，同时生物活动也在改变环境。当环境改变，生物行为、种类、数量、分布也相应发生改变，因此可将生物的这种变化看做生物对环境的反映。通过对现有生物生理、行为特征的观察统计可以得出现有环境特征及环境变化，而在地质历史时期保存的古生物实体及遗迹化石则可同样起到反映生物所处时代环境特征及较长的地质历史时期的环境变化。

关键词： 遗迹化石；实体化石；古环境

【中图分类号】 Q 11.28 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）24-0042-01

一 实体化石的古环境意义

实体化石是保存在岩层中的地质历史时期的生物遗体（全部或部分）。

1通过特有化石或组合反映沉积环境。生物体的生命活动受到物理（温度、压力、光照强度、深度）化学（PH值、含氧量、盐度）生物（生物间的捕食、竞争、合作）等因素的影响（见图1-1，1-2），因此在不同的环境中常产出不同的生物群落或某一特定生物门类，即特定的实体化石或其组合可反映特定的古环境特征及变化过程。如湖泊沉积环境产出的特有化石——介形虫，笔石页岩代表的深海滞留缺氧环境，珊瑚化石代表的温暖阳光充足富氧的清澈浅海环境。

2通过不同气候下的优势种之间的关系反映气候。例如《西藏台错古生物记录的古环境事件及硅藻、介形虫化石新发现》一文中所描述“蒿属（Artemisia）与藜科（Chenopodiaceae）的比值（Chenopodiaceae/Artemisia）（C/A），首先由El-Moslimany于1990年将其应用于中东干旱地区的研究中。在青藏高原松希错的古气候研究中（Campo et al.，1993），A/C 值成为行之有效的生物气候指标， 因为Artemisia来自草原，Chenopodiaceae则来自山地和高山荒漠植被或当地的湖滨带盐生植物，它们的比值可以指示气候环境。当样品中蒿属含量上升到较高值，而藜科丰度下降时，A/C 值高，指示地方性植被覆盖程度加强，气候转向湿润；如果A/C 值低，则反映气候干旱，植物覆盖程度降低，只有荒漠成分的藜科和麻黄占优势，表明气候转向干旱的环境。” ⑴文中作者通过孢粉化石与介形虫化石的组合关系与变化趋势得出该地区在>32.60～26.15kaBP，在此6.45ka间，气候以湿润和温暖为大背景。在6.15～4.50kaBP，在此21.65ka间，气候以偏干和寒冷为大背景。

3通过化石中的同位素分析大气成分。生物在生命活动过程中从环境中吸收某些元素并在生物体内发生同位素分馏，而生物体不同器官对元素选择性吸收、富集的特性存在差异，因此可通过对实体化石中的同位素进行检测来反映当时的环境乃至气候。目前所见资料中主要是对植物叶片化石进行碳12与碳13同位素分析。

实体化石的形成需要严苛的条件：1生物类别：具有硬体且数量众多。2埋藏条件：迅速埋藏且封闭较好的沉积物。3遗体堆积环境：富氧或缺氧的堆积环境都不利于遗体保存。4时间：漫长的地质历史时期。5成岩作用条件：成岩过程中的压实与结晶作用均会影响石化作用和化石保存。能够形成实体化石就已经反映在形成化石的时期内区域整体环境长期维持某个状态。

二 遗迹化石的古环境意义

遗迹化石是保存在岩层中的生物活动痕迹和遗物。遗迹化石具有原地保存特性；造迹生物的非限定性；延续时限长；相较于实体化石保存不受岩性限制；生物痕迹的多样性、相似性、复合性；一物多迹、异物同迹的特性。遗迹化石一般不与实体化石共生，因此在缺少实体化石的地层中可以作为对实体化石的补充。遗迹化石还原古环境主要通过遗迹相。

鉴于遗迹化石的以上特征遗迹化石在古环境中的应用主要为：

1通过成因相联系的遗迹化石及产出的岩性组合建立遗迹相，来代表不同的造迹环境。如Scoyenia遗迹相所代表的陆相环境中周期性暴露和被水淹哦的低能环境。Skolithos遗迹相所代表的的无障壁海岸沉积体系中滨海高能环境。

2根据遗迹化石判断沉积作用和侵蚀作用的相对速率。遗迹化石中的逃逸构造是对沉積速率的直接反应，当沉积速率加大时生物向层面附近移动，当侵蚀速率加大时，生物则向沉积物深部掘进。

不连续的慢速沉积， 指缓慢沉积过程出现过小的间断， 但并未出现侵蚀冲刷作用。小间断面的上下生物扰动和遗迹的类型并不相同。

连续的快速沉积， 表现为在较短的一段时期内由于突然暴发的事件（ 风暴、滑塌、浊流沉积、洪水） 使大量沉积物快速被搬运到沉积地点形成无侵蚀的厚度巨大的岩层；由于快速的连续沉积使生物无法生存， 形成物理成层同时表现为在沉积物内部遗迹或生物扰动完全缺失或非常贫乏。

当缓慢沉积和快速沉积作用交互出现时， 往往表现为细粒沉积物和含有大量生物构造的岩层同粗粒沉积物不含生物构造的岩层交互出现。⑸

三 结论

化石作为分析古环境的工具具有特征明显指示较为清晰方法多样，发展潜力大的特点。化石相较于一般岩石更具有特定的指向性，可用于还原沉积环境、古气候、古大气、沉积与侵蚀速率、沉积底质性质、代表特定沉积事件。实体化石与遗迹化石互相补充各有特色，但也存在一些不足。如化石记录的不完备性导致在缺乏化石记录的地层无法使用该方法，实体化石保存的完整程度存在差异而导致一些化石难以识别或利用，遗迹化石的研究及分类有待发展，对某些遗迹化石的成因及所代表的环境仍存在争议。这些都是以后研究所要面对的问题。

参考文献

[1] 西藏台错古生物记录的古环境事件及硅藻、介形虫化石新发现 魏乐军1，2），刘建华3），李家英4），庞其清5），童国榜6） 《地质学报》第81卷第9期。2007年9月

⑵ 云南腾冲新近系樟科润楠属两种化石及其古环境意义 吴靖宇1， 2，孙柏年1， 2*，解三平1，林志成1，闫德飞1，肖 良1 《高校地质学报》第14卷第1期90-98页 2008年3月

⑶ 吐哈盆地北缘中侏罗世植物化石稳定碳同位素的古环境意义 肖良1，漆亚玲2，马文忠2，李相传1，3，郭俊锋1，孙楠1，姚肖永1 《沉积学报》第35卷第3期 2017年6月

⑷ 陆生蜗牛化石与中国黄土古环境研究 吴乃琴 李丰江 《第四纪研究》第28卷第5期 2008年9月

⑸ 遗迹化石及其对古环境分析的意义 杨式溥 《沉积学报》第2卷第4期 1984年10月

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