古生物地史学——古生物部分 山东科技大学内部资料，仅供参考
古生物地史学
1古生物学是研究地史时期生物界面貌和发展规律的科学，其研究对象为地质历史时期形成于地层中的生物遗体、遗迹以及与生物有关的各种物质记录。
2地史学也称历史地质学，是研究地球发展历史和发展规律的科学，其研究对象为地质历史中形成的地层以及反映地球发展历史的其他物质记录。
3化石是指保存在岩层中地质历史时期的生物遗体与遗迹。
4化石石化作用：地史时期生物遗体和遗迹在被沉积物埋藏后，经历了漫长的地质年代，随着沉积物的成岩作用，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即石化作用。石化作用主要有三种形式：矿物填充作用（生物硬体组织中的一些空隙，通过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密坚实）、置换作用（在石化作用过程中，原来的生物体的组成物质被溶解并逐渐被外来矿物质所填充，如果溶解和填充的速度相当，以分子的形式置换，那么原来生物的微细胞可以被保存下了）、碳化作用（石化作用过程中生物遗体中不稳定的成分经分解和升馏作用而挥发消失，仅留下较稳定的碳质薄膜而保存为化石）
5化石的形成和保存条件：一、生物本身条件，最好有硬体，因为软体部分容易腐烂、分解而消失，而硬体主要是由矿物组成的，能够比较持久抵御各种破坏作用。二、生物死后的环境条件，生物死后尸体所处的物理化学环境直接影响到化石的保存和形成。三、埋藏条件，生物死后，掩埋的沉积物不同，保存为化石的可能性也不同。四、时间条件，只有生物死后迅速被埋藏起来才有可能被保存为化石。五、成岩条件，沉积物在固结成岩作用过程中，其压实和结晶作用都会影响到化石的石化作用和保存。
6 化石的保存类型：实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。 实体化石是指经石化作用保存下来的全部或部分生物遗体的化石。 模铸化石是指生物遗体在岩层中的印模和铸型。（在岩层中保存下来的生物遗体的印模和铸型
印痕化石：生物尸体陷落在细粒碎屑或化学沉积物中留下生物软体的印痕。
印模化石：生物硬体（如贝壳）在围岩表面上的印模。包括外模和内模。外模和内模形成后，生物硬体被溶解，经压实作用内、外模重叠在一起就形成了复合模。
核化石：由生物体结构形成的空间或生物硬体溶解后形成的空间被沉积物充填固结后，形成与原生物体大小和形态类似的实体。包括内核和外核两种。
铸型化石：当贝壳埋在沉积物中已经形成了外模和内核后，壳质全部溶解，并被另一种矿质填充所形成的化石。） 遗迹化石是指保存在岩层中古代生物生活活动遗留下的痕迹和遗物。 化学化石：地史时期生物有机质软体部分虽然遭受破坏未能保存为化石，但分解后的有机成分（脂肪酸、氨基酸等）仍可保留在岩层中。
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7古生物化石的分类等级：界、门、纲、目、科、属、种。
8古生物命名方法及原则
命名方法： 各级分类单元均采用拉丁文或拉丁化的文字来表示。 单名法---属以上单位的学名用一个词来表示，即单名法，其中第一个字母大写； 双名法---种的名称则用两个词来表示，在种本名前加上所归属的属名才构成一个完整的种名，种名第一个字母小写，属名第一个字母仍应大写； 三名法---对于亚种的命名，用三名法，在属和种名后加上亚种名，亚种名第一个字母也小写。
命名原则：优先律----即生物的有效学名是符合国际动物植物和菌类学命名法规所规定的最早正式刊出的名称。
9成种方式的两个学说：渐变论和简断平衡论。 渐变论-----达尔文认为中形成的主要原因是遗传、变异和自然选择。自然选择作用使微笑的变异在极其漫长的世代遗传中积累出现性状分歧，进而在遗传积累达到种的等级，就形成新的物种！ 间断平衡论-----主要针对线系渐变论而提出。间断平衡论认为生物演化是突变与渐变的辩证统一。他所研究的是生物演化的速度和方式。关于演化方式，间断平衡论认为重要的演变与分支成种事件同时发生，而不是主要通过种系的逐渐转化完成的。关于演化速度，间断平衡论强调以地质时间的观点来看，分支成种事件是地史中的瞬间事件，并且在分支成种事件之后通常有一个较长时间的停滞或渐变演化时期。
10生物进化的一般规律：1. 进步性发展，一切生物都起源于原始的单细胞祖先。2.进化的不可逆性，已经演变的生物类型不可能恢复祖型，已灭绝的类型不可能重新出现3.相关律和重演律，相关律----环境条件变化使生物的某些器官发生变异而产生新的适应时，必然会有其他的器官随之变异，同时产生新的适应。生物每个个体从其生命开始直到自然死亡都要经历一系列发育阶段，这个历程就是个体发育。系统
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发生是指生物类群的起源和进化历史，生物类群不论大小都有他们自己的起源和发展历史，系统发生和个体发育是密切相关的，生物总是在其个体发育的早期体现其祖先的特征，然后猜体现其本身较进步的特征。因此可以说，个体发育是系统发展的简短重演，这就是重演律。4.适应与特化，生物在其形态结构遗迹生理机能诸方面反映其圣湖环境及生活方式的现象，是自然选择保留生物机能的有利变异，淘汰其不利变异的结果，是生物对环境的适应。5.适应辐射与适应趋同 ，如果某一类群的趋异不是两个方向，而是向着各自不同的方向发展，适应不同的生活条件，这种多方向的趋异就叫做适应辐射。适应趋同是指一些类别不同，亲缘疏远的生物，由于适应相似的生活环境而在体形上变得相似，不对等的器官也因适应相同的功能而出了相似的性状。
11生物进化一般特点
生物演替 1.种系代谢和生态代替 种系代谢----在阶段性进化过程中，新种总是在旧种的基础上产生，许多旧种被其子种所代替而衰退灭亡。生态代谢----在这个斗争中，一些生物胜利了，扩大或取得新的生境；一些生物失败了，丧失了生活领域以致退出了历史舞台。
2.背景灭绝和集群灭绝 背景灭绝----地史上任何时期都有一些生物灭绝，使总的平均灭绝率维持在一个低水平上。 集群灭绝-----在一些地史时期，有许多门类的生物近乎同时灭绝，使生物界灭绝率升高 。 生物复苏 生物复苏----大灭绝后的生物群和生态系，通过生物的自组织作用和对新环境的不断适应，逐步回复到起正常发展水平过程，即为生物复苏
12脊椎动物演化中的几件大事
颌的出现：有效捕食（棘鱼、盾皮鱼开始），在进化中 有重要意义；
水生→陆生：进化史上又一里程碑（水陆两栖）；
羊膜卵：它的出现是进化史上的第三件大事，完全脱离水，成为真正的陆生动物；
变温→恒温，卵生→胎生：能适应复杂多变的环境，加快了动物发展的步伐，以致最后产生人类； 13脊椎动物的地史分布：
最早发现于早寒武世澄江动物群中
泥盆纪：鱼类的时代
石炭－二叠纪：两栖类的时代
中生代：爬行动物时代
新生代：哺乳动物、鸟类的时代， 硬骨鱼类全面发展
14人类的演化
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⑴南方古猿 440-100万年前 ；非洲南部和东部；具有粗壮的颌及厚层珐琅质的齿；能够直立行走；具有猿和人的混合特征 ；身高1.3m以上，脑量400-500ml
⑵能人 250-160万年前；头骨壁薄，眉脊不明显；脑容量500-700ml；直立行走 ；拇指和其它四指能对握，但还不够精细；用砾石制成砍砸器，奥杜韦文化
⑶直立人 180-30万年前；我国的云南元谋人、陕西蓝田人、北京猿人、南京汤山人
北京猿人；头盖骨高度比现代人小 ；额向后倾斜,眉脊粗壮前突；平均脑容量1088ml；头骨厚度比现代人几乎大一倍；牙齿比现代人大而粗壮；面部比现代人短而前突；石器主要是砍砸器、刮削器和尖状器；最早的用火者
⑷智人 ①早期智 20－10万年前；脑容量与现代人接近；骨骼纤细，前臼齿及臼齿窄，脸平，头骨薄；中国的长阳人、丁村人、马坝人；也称尼安德特人，可能会取火，制作工具水平比前提高，并能守猎，用兽皮制作衣服
②晚期智人 10万年前；前额高，脑壳短、高，骨骼轻薄，已非常像现代人；又称克罗马农人；会制造复杂的工具，能取火，猎兽，捕鱼等，基本上与现代人无多大区别；中国的广西柳江人、四川资阳人、内蒙河套人、周口店山顶洞人
15植物演化的主要阶段
⑴菌藻植物阶段 Ar-S，全部水生，无器官分化；丝状藻→叶状藻
⑵早期维管植物阶段 晚志留世植物开始登陆；以原蕨植物为主，并有原始的石松、节蕨和前裸子植物门植物。仅在滨海暖湿低地生长
⑶蕨类和古老裸子植物阶段 D3 -P2。以蕨类植物（石松、节蕨、真蕨）为主，一些裸子植物的早期类型（种子蕨、科达）也十分常见；D3 -C1就形成了晚古生代植物群面貌；C-P植物极度繁盛，是全球重要聚煤期
⑷裸子植物阶段 P3 -K1，以裸子植物（苏铁、银杏、松柏）最为繁盛，部分真蕨也十分发育；P3 -T2气候干旱，中生代植物开始发育；T3 -K1植物极盛，重要的聚煤期
⑸ 被子植物阶段 K1 -Rec., 被子植物植物界中占绝对统治地位；第三纪是全球成煤期；第四纪冰期后形成当代的植物群面貌
16生物的环境分区和生活方式
环境分区：
滨海生物区 位于海岸附近的高潮线和浪基面之间。
浅海生物区 正常浪基面至200m，从潮汐地带向下至大陆架与大陆斜坡的交界处，海底地形比较平缓，水体不深。
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半深海或次深海生物区 200-1000 m左右，从陆棚边缘至深海盆地的地区，即大陆斜坡地带，海水平静，温度、盐度比较稳定，含氧量稍低，常有浊流沉积。
深海生物区 深度超过1 000 m，指大陆斜坡以下的深海底部，是一个黑暗、寒冷的深渊(2-10℃). 生活方式
底栖生物: 指生活在水层底部，经常离不开基底的生物。底栖生物如果生活在基底表面以上则称为表生生物。有些表生生物营海底爬行或跳跃生活，称为底栖活动型生物，也有一些表生生物营海底固着生活，称为底栖固着生物。生活在基底表面以下的生物称为内生生物。
游泳生物: 游泳生物具有游泳器官，能主动游泳，动物身体常呈流线型，两侧对称，运动、捕食和感觉器官较发达。
浮游生物: 浮游生物没有真正的游泳器官，常随波逐流，被动地漂浮在水中。
17环境的古生物学分析方法
（1）指相化石法
所谓指相化石是指能够反映某种特定的环境条件的化石。如造礁珊瑚只分布在温暖、清澈、正常盐度的浅海环境中，所以如果在地层中发现了大量的造礁珊瑚，就可以用来推断这种特殊的环境条件。再如舌形贝一般生活在浅海潮间带环境。
（2）形态功能分析法
所谓形态功能分析法就是深入地研究化石的基本构造，力求阐明这些构造的功能，并据此重塑古代生物的生活方式。
（3）群落古生态分析方法
群落古生态分析法主要是根据群落的生态组合类型来分析古环境，并根据不同生态类型的群落在纵向上的演替来分析推断古环境的演化过程。
18 沉积环境与沉积相得区别和联系
沉积环境：具有独特的物理、化学和生物条件的自然地理单元（如河流环境、湖泊环境、冰川环境、高原环境、海洋环境等）。
沉积相：特定的沉积环境中形成的岩石特征和生物特征的综合。
沉积相是沉积环境的物质表现。
19 三角洲的分区：以河流作用为主形成的典型三角洲在平面上呈鸟足状，由陆向海分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。 三角洲平原是三角洲的陆上部分，以分支河道砂质沉积为主，也包括泛滥沉积和湖沼沉积的粉砂黏土和泥炭以及天然堤和决口扇沉积。 三角洲前缘为浪基面以上的三角洲水下部分，
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主要包括分流河道沙坝、远沙坝、分流间湾和三角洲前缘席状砂沉积。前三角洲位于三角洲前缘的前方，处于浪基面以下，以富含有机质的泥质沉积为主，水平层理和均质层理发育。（课本P76） 20 纵向堆积作用
沉积物在水体中自上而下降落，依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用。多发生于深湖、远洋等环境 。 岩性界面与时间界面完全一致，垂向加积的地层具有等时性。
横向堆积作用
沉积物的颗粒在介质搬运过程中沿水平方向位移，当介质能量衰减时而沉积下来。 岩性界面与时间界面不一致，横向堆积的地层具有穿时性。
生物筑积作用
造架生物原地筑积而形成地层的作用方式。
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21 地层划分：根据岩层具有的不同特征或属性把岩层组织成不同的单位；
地层对比：根据不同地区或不同剖面地层的各种属性进行比较，确定地层单位的地层时代或地层层位的对应关系。
岩层有多少种属性，就有多少种划分方案
22地层划分、对比原则、依据和方法
属性 ： 一、地层的物质属性相当原则。由于地层的属性或划分依据不同，所划分的地层单位也不一样。不同地层单位的对比依据是这些地层单位的物质属性一致性。 二、不同地层单位的地层对比不一致原则。由于地层单位不同，或者说地层对比的属性不同，对比的界线就不可能一致。（课本P89） 依据：（1）岩石学特征 颜色、矿物组分或结构组分、结构、组构、沉积构造
（2）生物学特征 生物化石类别、化石的含量、化石的保存状态、化石之间的关系、化石和围岩之间的关系
（3） 地层结构
（4） 地层的厚度和体态 它包括组成地层的岩层的厚度和体态，也包括底层的单位厚度和体态。
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（5） 地层的接触关系 常见地层接触关系包括两大类：一是不整合接触，二是整合接触。
（6） 其他属性 磁性特征、电阻率、自然电位、矿物特征、地球化学特征、同位素年龄
方法：（1）岩石学方法 （2）生物地层方法 (3)构造运动面方法 (4)同位素年龄测定与划分、对比
(5)磁性地层对比（详见P90）
23表
9-1
24 层型 在地层划分和建立地层单位的过程中，对于新建的地层单位必须才用优先权法则，并为命名
的地层单位指定一个代表该单位的地层模式，该模式即为层型。
25 层型剖面需满足以下条件：
连续出露的剖面； 标志清楚，易于识别；交通方便；全球性的层型需国际合作，国际权威组织认可；不
存在政治限制；最好能建立永久性人工标志，并作为保护对象保护起来。
26层型分类 :
层型有单位层型和界线层型之分 单位
层型-----给一个命名的地层单位下定义和识别一个命名的地层作标准用的一个特殊岩层序列中的特定的间
隔的典型剖面。
界线层型------给两个命名的地层单位之间的地层界线下定义和识别这个界线作标准的特殊岩层序列中的
一个特定的点。
根据生物命名法则中的概念和术语又分为正层型、副层型、选层型、新层型、次层型
正层型----命名人在建立地层单位或地层界线时当时指定的原始层型。
副层型-----为了解释正层型所建立的一个补充层型。
选层型-----命名人命名地层单位或界线时，当时未选定合适的层型而于事后补指的原始层型。 新层型-----为取代已经毁坏而不复存在或失效的旧层型，在层型所在地或地区重新指定的层型；
次层型-----为延伸一个地层单位或地层界线在别的地区或相区指定作为参考用的派生的层型，或叫参考层
型剖面。
27威尔逊旋回：
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胚胎期：在大陆板块内部伸展拉张形成大陆裂谷。东非裂谷
初始洋盆期：陆壳分裂形成狭长的海槽，局部出现洋壳。红海
成熟大洋期：由于大洋中脊向外扩张，大洋边缘尚未出现俯冲消减，使大洋盆地迅速扩大。大西洋 衰退大洋期：大洋中脊持续扩张，但大洋边缘出现俯冲消减，使洋盆出现萎缩，面积缩小。太平洋 残余洋盆期：随着大陆板块的相互挤压，洋壳快速消减，洋盆急剧萎缩，出现残留的小洋盆。地中海 消亡期：随着大陆板块的碰撞，洋盆最终闭合，海域消失，形成造山带。阿尔卑斯－喜马拉雅造山带 无脊椎动物
1、 原生动物概述
真核单细胞动物；是一个能够独立生活的有机体；个体微小；具有“类器官”；有些种类具有骨架或能分泌外壳；生活于淡水、海水及潮湿的土壤中
2、 蜓壳的基本特征
蜓又名纺锤虫，具钙质壳，一般大如麦粒；大者可达30-60mm，最小者不到1mm；常呈纺锤形、椭圆形，有时呈圆柱形、球形或透镜形
3、 蜓类的生态及地史分布
一般认为蜓类是浅海底栖动物，生活于水深100m左右热带或亚热带的平静正常浅海环境。
蜓类最早出现于早石炭世晚期，至早二叠世达到极盛，晚二叠世开始衰退，至二叠纪末全部绝灭。
标准化石古生物学家把生存时限短、地理分布广、保存好、易于在一定地层中发现的化石，称为标准化石。
蜓类分布时限短，演化迅速，地理分布广泛，是划分对比地层很好的标准化石。
4、 腔肠动物概述
腔肠动物属于低等的二胚层多细胞动物，是真正的后生动物；有明确的组织，但无真正的器官分化；身体多呈辐射对称，少数两侧对称；体壁由外胚层、内胚层和中胶层组成；外胚层细胞可分泌钙质或角质外骨骼，但有的腔肠动物不具造骨能力；中间有一空腔，司消化和吸收，称为腔肠；在消化腔中央有口，既是食物进口，又是废物排泄口，口的周围具一圈或多圈的触手；有些种类具有刺细胞，有御敌作用；上面的口既是食物的进口，又是废物的排泄孔； 大多数为海生，少数生活于淡水；腔肠动物的两种基本形态是水螅型和水母型。水螅型营固着生活，水母型营漂浮生活。本门动物自前寒武纪后期至现代均有产出，种类繁多，化石代表丰富。
5、 珊瑚纲的特征：
海生。单体或群体。珊瑚纲绝大多数具外骨骼，以钙质为主。
根据软体的特点，如触手、隔膜数目与排列、硬体骨骼特征等，一般可分为横板珊瑚亚纲、四射珊瑚亚纲、六射珊瑚亚纲和八射珊瑚亚纲，其中，以四射珊瑚亚纲和横板珊瑚亚纲化石较多，地层意义较大。
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6、
7、 四射珊瑚的基本特征 横板珊瑚的基本特征
横板珊瑚全是复体，也分为块状和丛状两类。块状复体的个体横断面多为多角形、半月形，复体外形有球形、半球形和铁饼形等。 丛状复体的个体为圆柱状，复体外形有笙状、枝状及链状等。横板珊瑚全是复体，它的另一主要特征是具有沟通个体内腔或使个体相互连接的一种特征构造，称为联接构造或共骨，可进一步划分为联接孔、联接管和联接板三种。
8、 四射珊瑚、横板珊瑚的生态及地史分布
大多数复体珊瑚生存范围较窄，生活于温暖的正常浅海中，水深20 m左右、水温25～30℃最为适合。单体珊瑚和少量复体珊瑚生态范围较广，各种深度和低温环境均可有不同类型的珊瑚生存。造礁珊瑚多为群体珊瑚。
四射珊瑚始现于中奥陶世，至二叠纪末全部灭绝。其发展历程中有4个繁盛期，分别是晚奥陶世至中志留世、早－中泥盆世、早石炭世和中二叠世。
横板珊瑚始现于晚寒武世，晚奥陶世至中二叠世繁盛，晚二叠世大量灭绝，仅少数残存至中生代。
9、 软体动物概述
数量多、分布广，是动物界第二大门类；适应能力强，陆上和海上均有代表，如蜗牛、田螺、乌贼等；身体可分为头、足、内脏团和外套膜四部分, 外套膜包裹内脏团并且常分泌钙质硬壳；水生种类鳃呼吸，陆生种类以外套膜当肺呼吸
10、 双壳纲—1.概述
水生、两侧对称，具左右两瓣外壳→双壳纲由两瓣外套膜包围成外套腔，腔内具瓣状鳃→瓣鳃纲足位于身体前腹方，常似斧形→斧足纲有些种类足后伸出一簇丝状足丝，用于附着在外物上，足丝发育的成年个体，其足常退化；背部以铰合构造和韧带相连，壳内以闭肌伸缩司壳体开合；后方以进、出水管司代谢作用
11、 双壳纲————2.双壳类基本特征
两辫壳一般相互对称、大小相等每瓣壳本身前后一般不对称固着、躺卧、漂游生活者壳形变异
12、 双壳纲————3.壳的定向
壳分前、后、背、腹、左、右
两壳铰合的一方称背方，相对壳开闭的一方为腹方；一般喙指向前方；壳前后不对称者，一般后部较前部长；放射及同心纹饰一般由喙向后扩散；有耳的种类，后耳常大于前耳；外套湾位于后部；肌痕，单个位于中偏后，两个则前小后大； 当壳的前后确定以后，将壳顶向上，前端指向观察者的前方，左侧壳瓣为左壳，右侧壳瓣为右壳。
13、 双壳纲————5.双壳类地史分布
始现于∈，Ｏ为辐射分化期，S-D进一步分化新类别、并出现淡水类型，Mz迅速发展，Rec.达全盛
14、 头足纲————1.概述
是软体动物门中发育最完善、最高级的一个纲
全部海生、食肉动物、海底爬行或水中游泳
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两侧对称，头、眼发育、位于前方，中央有口。腕的一部分环列于口周围，用于捕食；另一部分则靠近头部的腹侧，构成排水漏斗，是独特的运动器官。
头足类的神经系统、循环系统和感觉器官都较其它软体动物发达
鳃呼吸 四鳃：具外壳 二鳃：具内壳或无壳
15、 头足纲生态及地史分布
地史分布：始现于晚寒武世，早古生代全为鹦鹉螺类，晚古生代到中生代菊石较为繁盛，尤其中生代被称为菊石的时代，白垩纪末菊石绝灭，新生代以内壳类繁盛为特征
16、 节肢动物概述
门类最庞大，占现生动物的85%，如虾、蜘蛛、蚊子、苍蝇等；生态领域极广，几乎遍布所有生态领域，部分寄生；体节愈合成头、胸、腹或头、胸、尾三部分；每一体节通常具一对附肢，附肢又分成若干节；体披甲壳或厚皮，几丁质或磷酸钙质，脱壳生长；三叶虫纲是节肢动物门中已绝灭的一个纲，也是节肢动物门中化石最多的一类。
17、 三叶虫的生态及地史分布
分布时限：寒武纪至二叠纪；最繁盛期：寒武纪，占统治地位；退居次要：奥陶纪，不占统治地位；急剧衰退：志留纪至二叠纪，只留少数类别；灭 绝：二叠纪末；
18、 腕足动物们概述
海生、底栖、单体群居、不分节、具真体腔、两侧对称的无脊椎动物；两瓣壳，大小不等；壳质主要为钙质或几丁磷灰质；滤食性生物，摄食器官是纤毛腕；
19、 腕足动物的生态及地史分布
现代腕足动物一般生活在近35‰的正常盐度、避光、安定的浅海环境中。各种水深均能生存，但在水深200m左右最多。古生代的腕足类大多数生活在温暖、盐度正常的浅海环境中，但中生代以来发现它们与某些深水生物共生。
始现于早寒武世；三次大繁盛：奥陶纪、泥盆纪、石炭－二叠纪；二叠纪末急剧衰退；进入中生代，数量虽然还较多，但已明显进入衰退期，而软体动物大发展；新生代，腕足动物面貌已接近现代。
20、 半索动物概述
口索：口腔背面向前伸出的一条短盲管。
笔石纲：海生，个体小，群体动物，绝灭生物，经石化蒸馏作用而保存为碳质薄膜化石。
21、 笔石的生态及地史分布
从滨海至陆棚边缘以及陆棚斜坡等海域；树形笔石固着生活，正笔石浮游生活；主要保存于黑色页岩；
始现于中寒武世；晚寒武世主要是树形笔石；奥陶纪正笔石繁盛；志留纪开始衰退；早泥盆世末正笔石类灭绝；树形笔石类少数分子延续到早石炭世全部灭绝。
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1浊积岩的鲍马序列
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鱼类尾鳍类型
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3、 三叶虫背甲构造
注：三叶虫背甲构造中左下角的颈刺应改为颊刺
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4、 三叶虫面线类型
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