德天测区古生物化石门类较多,据不完全统计,寒武系地层中,有三叶虫类、腕足类;泥盆系中除了三叶虫类、腕足类外,还有古植物类、珊瑚类、双壳类、鱼化石类、菊石类、牙形石类、层孔虫类、有孔虫类及石炭系中的䗴类等门类。
为了更好地普及古生物相关门类的基本知识,更好地展现本测区古生物群的面貌,便于读者深入、全面了解德天瀑布,本书对几个既有科学研究价值又可作为旅游纪念的大化石门类的基本构造特征及代表性的属种特征做扼要介绍。
1.三叶虫类化石
(1)三叶虫简介
三叶虫是已绝灭的古生代的海生节肢动物,主要营浅海底栖爬行生活,少数营钻泥(如三瘤虫类)或浮游(如球接子类)生活。由于其背甲可以从前向后分为头、胸、尾三部分,并被两条从头到尾的背沟分为中间的轴部和两侧的肋部,也成三部分,故名三叶虫。虫体一般呈椭球形,长约几厘米,最大可达几十厘米。背甲坚硬,易成为化石。腹面柔软,极难成为化石。三叶虫类一般形态构造示意图见图1-14。
图1-14 三叶虫类一般形态构造示意图
(2)代表性物种
标准和温虫(Hewenia):头鞍切锥形。有三对头鞍沟,前一对极短,中间一对与切锥线平行,后一对向后伸至近颈沟。眼叶呈新月形。固定颊宽度小于头鞍宽度的1/2。前边缘沟具小陷孔。胸部10节。尾部小,呈半椭球形,中轴宽,末端圆钝,尾边缘极窄(图1-15)。产于寒武统。
图1-15 标准和温虫(Hewenia)(×3)(引自周天梅等,1977)
广西盾壳虫(Guangxiensis):头部近半球形。头鞍呈长方形,无头鞍沟,两外侧有一对边叶。固定颊宽度略大于头鞍宽度。眼叶大,呈半圆形,位于头盖中后部。面线前支平行,后支短而斜伸。胸部10节,中轴比肋部窄,肋节平直,第二肋节开始有肋刺。尾部中轴窄,肋部第一肋节大,向外变宽。有一对粗壮的侧刺,尾边缘窄(图1-16)。产于上寒武统上部地层。
图1-16 广西盾壳虫(Guangxiensis)(×3)
舒马德虫(Shumardia):头鞍凸,两侧近平行,至前端向前收缩,呈一尖圆的头鞍前端。头鞍后部有两对极短而弱的鞍沟。颈沟窄而深。颊部凸起,无颊刺。胸部7~8节,肋部第4节有向后弯曲的肋刺。尾部呈半球形,中轴宽,呈锥形,分4~5节,肋部窄,边缘窄而清楚(图1-17)。产于上寒武统下部地层。
图1-17 舒马德虫(Shumardia)(×2)(引自周天梅等,1977)
蝴蝶虫(Blackwelderia):头鞍呈切锥形,前端圆润。有两对头鞍沟,前一对短,后一对深而长,向后斜伸。固定颊宽度大于头鞍宽度的1/2,眼叶中等大小且向外强烈弯曲似“V”形,位于头盖中后部。外边缘窄而翘起。面线前支近于平行,表面具疣点。产于上寒武统下部。(图1-18)
图1-18 蝴蝶虫(Blackwelderia)(×2)(引自周天梅等,1977)
2.腕足类化石
腕足动物是生活在海水中两个钙质壳或少数磷质壳包住腕状足的一类无脊椎动物,自寒武纪出现,至晚古生代最为繁盛,二叠纪之后大量灭绝,仅少量属种延续至今。
(1)腕足动物基本构造
贝体方位:腕足动物具有两个大小不等的外壳,较大的叫腹壳(茎壳),较小的叫背壳(腕壳)。腹壳的一端有一个圆形或三角形的洞孔,供肉茎伸出,叫茎孔。自茎孔到前缘划一中线,可把壳体分成左右对称的两部分,这是腕足动物区别于双壳(瓣鳃)动物的一个主要特征。具茎孔的一端叫后方,相对的一端叫前方。壳可按其长、宽、厚进行度量。腕足动物贝体的观察坐标及贝体测量方位示意图见图1-19。
图1-19 腕足动物贝体的观察坐标及贝体测量方位示意图
轮廓与凹度:腕足动物贝体的轮廓有方形、圆形、梯形、三角形、卵形、椭圆形等。腕足动物贝体的侧视图及两壳凸度的类型见图1-20。
图1-20 腕足动物贝体的侧视图及两壳凸度的类型
壳面纹饰:壳面纹饰有的为放射纹和同心纹,有的为瘤粒和针刺,粗细不一,其类型见图1-21。有的必须借助放大镜才能观察到,叫微细壳饰。
图1-21 腕足动物壳面纹饰类型
贝体后部:两壳后缘相向会聚的区域,叫壳顶。当壳顶向后方伸突显著,并相当膨胀而弯曲时,叫壳喙。小嘴贝与穿孔贝两类中,壳喙分为直伸、近直伸、近垂直、垂直、缓弯和强弯六种类型。
腹、背两壳后方,喙脊与主缘之间,有一个三角形的壳面,在正行贝类、扭月贝类和石燕类上的,叫铰合面(主面或间面);在小嘴贝类、穿孔贝类、五房贝类上的,叫后转面;在无铰纲腕足动物,亚锤形腹壳后方斜坡或两壳后方缓平的加厚壳面,叫假铰合面(假间面)。腹、背壳的铰合面中央,各有一个三角形的孔洞,叫腹、背三角孔(腹、背窗孔)。正形贝类和扭月贝类,覆在腹三角孔上的板状壳质,微细构造与壳体不同,叫假三角板(假窗板)。
腕足动物腹壳的各种器官(图1-22)为中隔板、齿板、顶腔、茎孔、喙脊、后转面、铰齿、三角双板、顶板、铰合面、铰合线。
图1-22 腕足动物腹壳的各种器官
(2)代表性属种
无窗贝(Atris):呈方形,中槽宽而浅,两壳有稀疏同心纹,铰合线短,壳长约3.6厘米,宽约4.2厘米(图1-23)。多产于下泥盆统郁江组中下部的泥质灰岩中。
无洞贝(Atrypa):两壳呈凸平-微双凸型,整体近圆形,长2.5~3.5厘米,宽3.2~4.5厘米,壳面有放射纹及少量同心纹饰(图1-24)。多产于郁江组中下部泥质灰岩中。
兰腕贝(Levenea):两壳呈微双凸型,整体呈较小的扇形,长约1.5厘米,宽约2.1厘米,壳面有细密放射纹,少量同心纹饰,中槽浅(图1-25)。产于郁江组中上部泥灰岩中。
鸮头贝(Stringocephalus):个体较大,最大的长度可超过10厘米。鸮头贝因形体很像鸮类猛禽的头部而得名。背壳、腹壳双凸,呈心形至球形,腹壳壳喙高突、尖锐,向内弯曲呈钩状。当新鲜未风化时,壳外可见细的同心纹,但通常我们所见的壳面光滑,见不到纹饰(图1-26)。主要产于广西中部的中泥盆统泥灰岩、灰岩及白云质灰岩中。
阔石燕(Euryspirifer):石燕形,主端尖,壳面有粗的放射褶纹,长约2.5厘米,宽约4.2厘米(图1-27)。多产于下泥盆统郁江组中下部灰岩中。
喙石燕(Rostrospirifer):石燕形,壳面叠瓦状放射褶纹明显,中槽、中隆明显,长约2.5厘米,宽约4.2厘米(图1-28)。产于下泥盆统郁江组中下部灰岩中。
双腹扭形贝(Dicelotrophia):贝体呈扁平肺叶形,壳面有细密放射纹,长1.5~2.5厘米,宽2~3厘米,铰合线直(图1-29)。产于下泥盆统郁江组中上部泥灰岩中。
弓石燕(Cyratospirfer):常见种,其个体大小及形状与一般菱角相近。两壳双凸,腹壳具有鸟嘴状的壳喙,壳体中央有凸起的中隆和下凹的中槽。在中隆与中槽中发育有细密的放射纹,两侧的放射纹饰较粗(图1-30)。主要产于上泥盆统泥灰岩及钙质泥岩中。
图1-23 无窗贝(Atris)(×1)
图1-24 无洞贝(Atrypa)(×1)
图1-25 兰腕贝(Levenea)(×1)
图1-26 鸮头贝(Stringocephalus)(×0.5)
图1-27 阔石燕(Euryspirifer)(×1)
图1-28 喙石燕(Rostrospirifer)(×0.5)
图1-29 双腹扭形贝(Dicelotrophia)(×2)
图1-30 弓石燕(Cyratospirfer)(×2)
网格长身贝(Dictyoclostus):贝体凹凸型,壳面呈放射纹(线)发育。长约2.5厘米,宽约3.5厘米,后部近壳顶具同心纹饰,与放射纹交织成网格状,并以此得名(图1-31)。产于下石炭统泥质灰岩中。
图1-31 网格长身贝(Dictyoclostus)×1
3.珊瑚类化石
珊瑚是指现在已经灭绝的古生代珊瑚,一般可分为四射珊瑚和横板珊瑚(亦称床板珊瑚)两大类。在动物分类学上,它们都归属腔肠动物门。最早见于奥陶纪,二叠纪末灭绝。六射珊瑚最早出现于中生代三叠纪,当代为最盛期。四射珊瑚和横板珊瑚也与现今的六射珊瑚一样营底栖固着生活,珊瑚虫软体具有消化功能的中央腔(体腔),口部外围生有一定数目的触手,珊瑚软体即坐落在其分泌的外骨骼顶部的萼穴之中。现在我们看到的珊瑚化石,是它们的外骨骼部分,软体部分很难保存成化石。由单体珊瑚虫分泌的外骨骼称为单体珊瑚,由群体珊瑚虫分泌的外骨骼称为复体珊瑚。
(1)珊瑚化石的基本构造
以常见的四射珊瑚为例。四射珊瑚和横板珊瑚的形态类型与基本构造见图1-32至图1-37。
图1-32 单体四射珊瑚的外形
图1-33 复体四射珊瑚的外形
图1-34 四射珊瑚的主要构造类型
图1-35 四射珊瑚的基本构造
图1-36 部分鳞板的特殊形态
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图1-37 常见横板珊瑚的基本构造
(2)常见四射珊瑚代表
拖鞋珊瑚(Calceola):外形特别,为尖头拖鞋状,底面平,个体呈立体等腰三角锥形。表面常见生长纹。剖面呈半圆形或近三角形。具半圆形萼盖。其上或见隔壁为棱脊状,体腔内发育泡沫板(图1-38)。多产于下泥盆统郁江组。
图1-38 拖鞋珊瑚(Calceola)(×3)
管内沟珊瑚(Siphonophrentis):单体或松散丛状复体,个体中等大小,体径一般为20~30毫米,外壁较厚,一级隔壁较短。常发育主内沟。部分种的个体发育有周期性的返青现象,其一级隔壁的长短也呈周期变化。横板大多完整,中部平或微凹,两侧外倾,略呈马鞍状,无鳞板。(图1-39)
图1-39 管内沟珊瑚(Siphonophrentis)
小盘珊瑚(Microcyclus):扁平圆盘状单体,底面有同心生长纹,隔壁呈棱脊状,呈两侧对称排列,二级隔壁短,具主内沟。手标本呈平碟状,个体较小,体盘直径一般10~20毫米(图1-40)。产于下泥盆统郁江组中部。
切珊瑚(Temnophyllum):锥状、锥柱状单体,个体小型至中等,体径一般10~20毫米,一级隔壁较长,外端明显加厚,侧向连接构成边缘厚结带。内端变薄,二级隔壁的宽度稍大于厚结带宽度。麟板带较宽,由多列细小半球状、球状麟板构成(图1-41至图1-43)。麟板带大多数被厚结带掩盖。横板不完整,轴部较平或微上凸,两侧内倾。该属分布广泛,其最重要的特征是有明显且较宽的边缘厚结带,宽为半径的1/3~1/2。层位为中泥盆统东岗岭组。
图1-40 小盘珊瑚(Microcyclus)(×1)
图1-41 切珊瑚(Temnophyllum)(×1)
图1-42 切珊瑚(Temnophyllum)(×1.5)
图1-43 切珊瑚(Temnophyllum)(×2)
六方珊瑚(Hexagonaria):属四射复体块状珊瑚。一般块体长度为10~30厘米,由多角柱状的个体组成。萼部表面具有蜂巢状的凹穴,横切面上可见到个体直径为6~15毫米的不规则六边形,故名六方珊瑚;纵切面上可见长柱状个体呈扇形排列(图1-44)。主要产于中泥盆统灰岩、泥灰岩中。
图1-44 六方珊瑚(Hexagonaria)切面图
假乌拉珊瑚(Pseudouralinia):属大型单体角锥状四射珊瑚,角体长15~20厘米,萼部直径4~7厘米,横断面边缘部有泡沫板,主部隔壁加厚,显得短厚(图1-45)。产于下石炭统泥质灰岩中。
图1-45 假乌拉珊瑚(Pseudouralinia)切面图
袁氏珊瑚(Yuanophyllum):属大型角锥状单体四射珊瑚,角体长20厘米左右,萼部直径5厘米左右,横断面鳞板带宽,鳞板呈“人”字形排列,主部隔壁内半部加厚,主内沟明显(图1-46)。产于下石炭统上部。
贵州珊瑚(Kueichophyllum):属四射珊瑚。其特征为大型单体,一般体长15~30厘米,体径4~7厘米,呈曲角锥状,颇似牛角,当地人称其为“牛角石”。珊瑚体外壁上常分布有密集的横向环状生长纹,在和平行于隔壁竖纹横切面上可见有较多呈放射状排列的隔壁及隔壁间的鳞板,而且主部内端加厚,鳞板带宽(图1-47)。产于下石炭统上部。
图1-46 袁氏珊瑚(Yuanophyllum)切面图
图1-47 贵州珊瑚(Kueichophyllum)切面图
(3)常见横板珊瑚(床板珊瑚)代表
蜂巢珊瑚(Favosites):块状群体,外形多样,大小不一,有饼状、半球状、圆筒状等。个体多呈角柱状,体壁薄。连接孔分布在个体体壁上,呈纵列分布。横板(床板)完整,大多数水平,少数或倾斜或微弯曲。常具隔壁刺,呈隔壁刺状或瘤状,呈纵列分布或不发育。该属个体体径一般1~4毫米(图1-48)。产于早泥盆世至中泥盆世早期。
通孔珊瑚(Thamnopora):树枝状群体,个体细小多呈角柱状,由枝体轴部呈放射状向上向外分散排列,近开口部一段与枝体表面垂直,复体横切面上个体在轴部附近呈棱角形。体壁一般较薄。灰质加厚,其厚度由轴部向边缘逐渐增大,边缘部分个体切面呈浑圆多角形,体壁一般较厚。连接孔大,多呈一列分布于个体体壁。横板(床板)完整,平、斜或微弯,较稀疏。隔壁刺一般不发育(图1-49)。产于中泥盆统。
图1-48 蜂巢珊瑚(Favosites)(×0.2)
图1-49 通孔珊瑚(Thamnopora)
枝孔珊瑚(Cladopora):构造特征与通孔珊瑚相似。一般枝体较细小,常见大小为5~7毫米。与通孔珊瑚的最大差别是其个体近口部与枝体表面斜交(锐角相交)(图1-50)。产于中泥盆统。
图1-50 枝孔珊瑚(Cladopora)
4.双壳类化石
(1)双壳类简介
双壳类(图1-51)是具有两瓣左右对称外壳的水生软体动物,单瓣壳无对称中心,此亦为其与腕足类的重要区别。腕足类壳体分腹壳和背壳,两壳均有通过其喙部的对称面,这也是识别腕足类和双壳类的重要依据。双壳类生态类型多样,在海水、半咸水、淡水中均可以生活,俗称蚌壳类。其外观形态亦种类繁多,大小差别巨大。
图1-51 双壳类化石外观形态
双壳类(Bivalvia):在广西,双壳类化石的分布十分广泛,从古生代至中、新生代的海、陆相地层各种相带中均有分布。而大多数双壳类演化较慢,其分层、分带大多不明显。因此,在地层划分中多引用其他分带较明显的化石门类作为地层划分对比的依据。由于双壳类生态适应性强,在一些不适合其他门类生物生活的环境也可生存和发展,因此在某些地层层段,双壳类化石对地层划分对比仍有重要价值。在广西,如在早泥盆世早期和三叠纪中期划分对比中,尤其在三叠纪地层中,双壳类化石分布广泛,数量丰富,分带较明显,在野外条件下采集方便,且有相当部分属种易于识别,是二叠纪地层划分对比的重要化石门类之一。
(2)双壳类的基本构造
双壳类的基本构造见图1-52。
图1-52 双壳类的基本构造
(3)泥盆纪的双壳类化石
广西泥盆纪双壳类化石主要分布在下泥盆统的莲花山组、郁江组和那高岭组的浅海相岩石中。
小类粟蛤(Nuculoidea):壳小,壳长小于1厘米,壳顶最高端位于近壳体中央(图1-53)。壳面具同心纹饰,保存较差。产于下泥盆统那高岭组。
图1-53 小类粟蛤(Nuculoidea)
里毛翼蛤(Limperia):壳体后耳发达,前耳不明显,壳面具放射线纹和同心纹(图1-54)。产于下泥盆统郁江组泥灰岩中。
图1-54 里毛翼蛤(Limperia)(×3)
赛米特蛤(Cimilaria):壳体呈长卵形,壳面从壳顶向后腹部有凸起隆脊,壳面近光滑或分布具微弱同心纹饰(图1-55)。产于下泥盆统那高岭组生物灰岩中。
拟斯克拉蛤(Paracyclus):壳体近扁圆形,直径1~2厘米,无耳,壳面具同心纹饰(图1-56)。产于下泥盆统那高岭组中。
拉卡壳菜蛤(Mytilarca):壳体呈竖卵形,铰合线短,壳面光滑或分布有微弱同心纹饰(图1-57)。产于下泥盆统那高岭组生物灰岩中。
图1-55 赛米特蛤(Cimilaria)(×3)
图1-56 拟斯克拉蛤(Paracyclus)(×3)
图1-57 拉卡壳菜蛤(Mytilarca)(×3)
裂齿蛤(Schiaodus):壳近扁圆形,近前部自壳顶向腹部有一条微凸起隆脊(图1-58)。产于下泥盆统那高岭组生物灰岩中。
假麦克蛤(Pseudomuculona):壳体呈长卵形,壳顶突出,壳面光滑(图1-59)。产于下泥盆统郁江组泥灰岩中。
褶翼蛤(Ptychopteria):壳前耳发达,后耳次之,壳面具放射褶纹及少量同心纹饰(图1-60)。产于下泥盆统郁江组灰岩中。
射翼蛤(Actinopteria):壳体前耳小,后耳大,壳面具放射纹和同心纹饰(图1-61)。产于下泥盆统郁江组灰岩中。
图1-58 裂齿蛤(Schiaodus)(×2)
图1-59 假麦克蛤(Pseudomuculona)(×2)
图1-60 褶翼蛤(Ptychopteria)(×1.5)
图1-61 射翼蛤(Actinopteria)(×2)
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