微体古生物:看不见的化石

上面我们介绍的化石,多为肉眼可以观察到的化石。同现代生物界一样,地质时期的生物界也有无数种类的微小生物,这些小生物保存在岩石中的化石,称为微体古生物化石,需要我们借助显微镜、电子显微镜才能观察到。我们不可忽视这些微古化石,其虽然肉眼看不到,但在显微镜下,造型复杂,千姿百态,经详细分类研究后,对地层时代的确定和沉积环境的研究很有意义。通常个体大的化石需要良好的保存环境,分布密度也很有限。而微古化石数量庞大,易于保存。例如,在钻孔中,很难有得到大化石的概率,但从岩心的岩石中可以用分析手段获取大量微古化石,从而可以解决钻井地层的时代问题。

古生物学中研究较为详细、对地层划分意义较大的微体化石主要有牙形石、有孔虫、放射虫和属古植物范畴的孢粉化石。其他一些如、介形虫、叶肢介、小壳个体略大一些,肉眼可勉强看到,目前也归入微体化石范畴,但其分布特点与大化石更接近一些,前面也有简单介绍,这里就不再多说。微体化石的壳体成分或外壁成分与保存它的岩石成分不同,这使得我们可以用有效的化学溶剂浸泡溶化岩石而得到完整的化石个体。

1.牙形石

也叫牙形刺,是一种分类位置目前不明的海相微体化石,有认为其属鱼牙、头足类的器官或单独一种生物的器官几种不同认识。其个体一般小于1毫米,最大不超过5毫米,形状呈单锥状、齿状、梳状,复杂多样。这类化石从寒武纪到三叠纪多层系分布,演化迅速,数量多,结构特征明显,地理分布广,与头足类的鹦鹉螺和菊石常伴生,是一种良好的标准化石,在石油钻探中非常重要,目前国际上研究各纪海相地层的年代界线主要依据牙形刺为统一标准。新疆牙形刺化石非常丰富,寒武纪到三叠纪都有发现,主要由石油系统和地质部门进行采集和研究,在塔里木石油勘探中对确定井下地层时代起着重要作用。

2.有孔虫

有孔虫为一种原始的原生动物,具有坚实的几丁质、硅质或钙质的壳,形态多种多样。个体一般很小,但也有个别属种可达2厘米以上,如货币虫(闻名世界的埃及金字塔为含货币虫的石灰岩建成的),前面我们介绍过的也是一种个体较大的有孔虫类。此类生物从奥陶纪出现,石炭纪以后演化迅速,数量明显增多,现代海洋及半咸水的河口地带仍大量生存。新疆的有孔虫主要产于石炭纪、二叠纪和南疆的海相中新生代地层中,为地层研究及石油钻井中确定地层时代采集研究的常见微体化石。

3.放射虫

一种原始的微小原生动物,全为海生,漂浮生活,数量大,分布广。放射虫可以生活在不同深度的海水中,甚至4000米以上深还可生存。其骨骼形态多样,能保存为化石,同时也是组成深海岩石的主要成分,现代海洋深海海底有大面积红色放射虫软泥。由于深海中其他化石很少保存,因此地质时期深海相岩石时代的确定主要依靠放射虫化石来研究解决。

地质时期的放射虫多保存在质地很细的硅质岩石中,代表半深海、深海和大洋沉积,这些硅质岩常覆于洋底的玄武岩和橄榄岩之上并与之***同组成洋壳。今天的地表如见到这类岩石***生体则反映地质时期大洋的存在,对研究板块的演化有重要意义。新疆放射虫化石最初于1984年发现于乌苏南部的巴音沟,近20余年各板块接触带硅质岩中均有见及。

4.孢粉化石

孢粉,即孢子和花粉,都是植物繁殖器官的一个组成部分。菌藻植物、苔藓植物和蕨类植物统称孢子植物,是以孢子进行繁殖的,裸子植物和被子植物具有花粉。不同植物门类和不同属种的孢子和花粉形态各不相同,它们在孢子囊和花粉囊中成熟后,借风力飞离植物体,绝大部分散落在土壤或其他沉积物中。由于其外壁含有一种叫孢粉素的物质,质地十分坚固,能耐酸碱(今天我们食用花粉需要破壁缘出于此),所以可保存为化石,也使得我们可以利用酸碱溶液浸泡岩石获取它。

孢粉化石数量巨大,种类繁多,因随风漂移分布广泛,不仅存在于陆地而且可以保存在浅海环境的沉积岩中。由于陆相大化石保存通常较少,所以孢粉化石用于鉴定地层时代,分析古地理环境、古气候的优越性十分明显。孢粉虽然可以迁移,但也有一定的距离和范围,所以通过数理统计研究孢粉化石,我们可以知道地质时期不同区域的植被状态、植物类型、气候等多种信息。

新疆从晚泥盆世到第四纪孢粉化石均很丰富,主要由石油部门采集研究为多。由于准噶尔、吐鲁番和塔里木三大盆地石油开发的需要,多年来新疆的孢粉化石研究一直处在国内前列,并总结出一套新疆独特的孢粉组合序列,可以较准确地鉴定不同时期海陆相地层的时代。