Cổ sinh - địa tầng

Chia sẻ: Lê Văn Đạt AC_BD2207 | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

348
lượt xem 101
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1.Khái niệm: Cổ sinh vật học là môn học chuyên nghiên cứu về sự phát sinh và phát triển của thế giới sinh vật cổ đã từng sống trên trái đất trong những thời kỳ địa chất xa xưa. Hiện nay không còn tồn tại nữa. Từ những vấn đề tồn tại về vật lý (hóa đá) đến những dấu vết của nó để lại, các nhà cổ sinh vật học cố gắng lập lại bức tranh sự sống của thế giới đã bị biến mất, vạch nên sự biến đổi từ cổ xưa đến ngày nay về những động...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cổ sinh - địa tầng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐĂNG CÔNG NGHIÊP TUY HOA ̉ ̣ ̀ ___________________ ́ ̀ GIAO TRINH CỔ SINH – ĐIA TÂNG ̣ ̀ (SỬ DUNG GIANG DAY CHO CỬ NHÂN CHUYÊN NGANH ĐIA CHÂT) ̣ ̉ ̣ ̀ ̣ ́ Người biên soan: ̣ Thac sĩ TRÂN ĐĂC LAC ̣ ̀ ́ ̣ ̀ TUY HOA 2007 1
MỤC LỤC PHẦN I CỔ SINH VẬT HỌC Chương MỞ ĐẦU: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CỔ SINH VẬT HỌC 1. Khái niệm: 2. Đối tượng và nhiệm vụ môn cổ sinh vật học: 3. Quan hệ các môn học khác: HOÁ ĐÁ (FOSSILE) ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG SỐNG CÁC KIỂU SỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN BẢNG ĐỊA TẦNG VÀ ĐỊA NIÊN BIỂU QUỐC TẾ Chương 1: ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG INVERTEBRATA 1.1. NGÀNH NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT ( PROTOZOA) 1.2. NGÀNH MANG LỖ (PORIFERA) 1.3. NGÀNH DẠNG CHÉN CỔ (ARCHEOCYATHA) 1.4. NGÀNH RUỘT KHOANG (CŒLENTERATA) 1.5. NGÀNH TAY CUỘN (BRACHIOPODA) 1.6. NGÀNH THÂN MỀM MOLLUSCA 1.7. NGÀNH CHÂN ĐỐT (ARTHROPODA) 1.8. NGÀNH DA GAI (ECHINODERMATA) 1.9. NGÀNH NỬA DAY SỐNG HEMICORDATA Chương 2: SƠ NÉT LỊCH SỬ TIẾN HOÁ CỦA ĐỘNG VẬT CÓ XƯƠNG SỐNG CORDATA 2.1. Đặc điểm của động vật có xương sống: 2.2. Phân loại và lịch sử tiến hoá của động vật có xương sống: Chương 3: CỔ THỰC VẬT PALEOBOTANICA 3.1. Thực vật cấp thấp (Thallophyta): 3.2. Thực vật cấp cao (Cormophyta): 3.2.1. NGÀNH THỰC VẬT DẠNG LỘ TRẦN (PSILOPSIDA) 3.2.2. NGÀNH THỰC VẬT THẠCH TÙNG (LYCOPSIDA) 3.2.3. NGÀNH THỰC VẬT THÂN ĐỐT (SPHENOPSIDA) 3.2.4. NGÀNH THỰC VẬT DƯƠNG XỈ ( PTEROPIDA) 2
PHẦN II ĐỊA TẦNG HỌC Chương 4 ĐỊNH NGHĨA, NHIỆM VỤ, CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỊA TẦNG HỌC 4.1. Định nghĩa, nhiệm vụ của địa tầng học: 4.2. Các nguyên lý cơ bản của địa tầng học: Chương 5 KHÁI NIỆM VỀ TUỚNG ĐÁ VÀ CỔ ĐỊA LÝ 5.1. Khái niệm chung về tướng đá và cổ địa lý 5.2. Các phương pháp nghiên cứu tướng đá và cổ địa lý: PHẦN III CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA TẦNG HỌC Chương 6 NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÔNG CỔ SINH 6.1. Phương pháp địa tầng: 6.2. Phương pháp thạch địa tầng: 6.3. Phương pháp địa vật lý: 6.4. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc kiến tạo: Chương 7 PHƯƠNG PHÁP SINH ĐỊA TẦNG 7.1. Khái niệm chung: 7.2. Phương pháp hóa thạch chỉ đạo và phương pháp đới: 7.3. Phương pháp phân tích phức hệ hóa thạch: 7.4. Ý nghĩa và hạn chế của phương pháp sinh địa tầng: Chương 8 SỬ DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ VÀ CỔ TỪ TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG Chương 9 PHÂN LỌAI ĐỊA TẦNG 9.1. Khái niệm: 9.2. Cách phân lọai cũ và nhược điểm: 9.3. Hệ thống phân lọai địa tầng: 9.4. Các đơn vị phân lọai và phép đặt tên: PHẦN IV ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG QUA CÁC GIAI ĐỌAN LỚN CỦA LỊCH SỬ VỎ TRÁI ĐẤT VÀ SƠ NET VỀ ĐIA TÂNG VIÊT NAM ́ ̣ ̀ ̣ TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 3
PHẦN I CỔ SINH VẬT HỌC Chương MỞ ĐẦU: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CỔ SINH VẬT HỌC 1.Khái niệm: Cổ sinh vật học là môn học chuyên nghiên cứu về sự phát sinh và phát triển của thế giới sinh vật cổ đã từng sống trên trái đất trong những th ời kỳ đ ịa chất xa xưa. Hiện nay không còn tồn tại nữa. Từ những vấn đề tồn tại về vật lý (hóa đá) đến những dấu vết của nó để lại, các nhà cổ sinh vật học cố gắng lập lại bức tranh sự sống của thế giới đã bị biến mất, vạch nên sự biến đổi từ cổ xưa đến ngày nay về những động vật và thực vật mà ta thấy ở quanh ta. Paleo=cổ xưa Ontos=thế giới sinh vật Logy=môn học Cổ sinh vật học được phân ra làm nhiều ngành chẳng hạn như nghiên cứu các hoá thạch thực vật giao cho cổ thực vật học (paleobotanica), ngành nghiên cứu các hoá đá sinh vật có tổ chức cơ thể rất nhỏ rất nhỏ được gọi là vi cổ sinh vật (micropaleontology), có một ngành nghiên cứu các hoá đá phấn hoa –bào tử được gọi là phấn hoa bào tử học (palynology), nguyên lý thống nhất cố gắng thiết lập tổ chức đời sống cổ xưa trong môi trường của chúng được gọi là cổ sinh thái học. 2.Đối tượng và nhiệm vụ môn cổ sinh vật học: - Đối tượng nghiên cứu của cổ sinh vật học bao gồm những di tích, dấu vếtcủa nhữnh sinh vật còn lưu giữ lại trong các lớp đất đá, bản chất ban đầu của chúng có thể đã bị biến đổi hoặc chưa. - Môn cổ sinh vật có hai nhiệm vụ chính: • Đối với Địa chất học:Những thành quả nghiên cứu của cổ sinh vật học giúp cho Địa chất học xác định tuổi của các lớp đất đá, tuổi của vỏ trái đất nói riêng và tuổi của trái đất nói chung. • Đối với Sinh vật học: cổ sinh vật học giúp cho nhà sinh vật xác l ập lại mối quan hệ huyết thống giữa các nhóm loài của sinh vật ngày nay 3.Quan hệ các môn học khác: Cổ sinh vật học có quan hệ chặc chẽ với nhiều môn học Địa chất như:Trầm tích học, Địa tầng học, Cổ địa lý, Thạch học, Khoáng sàn…các môn Sinh vật học, Giải phẩu học, Cổ địa lý, Cổ sinh thái, Cổ bệnh lý… HOÁ ĐÁ (FOSSILE) i. Định nghĩa: Hoá đá hay còn gọi hoá thạch là những di tích, dấu vết của những sinh vật cổ xưa từng sống trên trái đất vào những thời kỳ địa chất xa xưa, còn lưu giữ trong các lớp đất đá, bản chất có thể bị biến đổi hoặc chưa ii. Điều kiện hoá đá: Không phải tất cả các sinh vật sông khi chết đi đều được lưu giữ trong các lớp đất đá mà phải trải qua quá trình : 4
Sinh vật SINH VẬT SỐNG SV CHẾT ăn xác chết Sing vật ăn thịt sống XÁC CHẾT ĐƯỢC VÙI LẤP Sinh vật đào hang ăn xác chết HOÁ ĐÁ Biến đổi do nhiệt và áp suất ĐÁ LỘ RA TRÊN MẶT Bị tác động của quá trình phong hoá Quá trình trên cho thấy điều kiện cần thiết để một sinh vật được bảo tồn là phải được vùi lấp nhanh chóng và phải có bộ phận cứng dễ được in hình đúc khuôn. iii. Các loại hình hoá đá thường gặp: 5
1. Xác sinh vật được bảo tồn nguyên vẹn bản chất ban đầu vẫn chưa thay đổi: ví dụ sâu bọ trong hổ phách, voi Mamouth trong các lớp băng giá ở Bắc cực …Loại này rất có giá trị đối với các ngành sinh vật học, cổ địa lý… nhưng rất ít giá trị đối với việc xác định tuổi địa chất của các lớp đất đá bỡi vì các di tích loại này rất hiếm và thường chỉ có trong các lớp băng tuyết, các lớp đất đá trẻ… 2. Một bộ phận của sinh vật ( vỏ cứng, bộ xương…) được bảo tồn nguyên vẹn: Trong khi các phần mềm cơ thể bị thối rữa nhanh chóng thì phần cứng như là cốt bộ hay vỏ cứng có thể được lưu giữ lâu hơn, nhất là khi chúng được đất đá vùi lấp nhanh chóng. Tuy nhiên loại hình hoá đá này vẫn ít có giá trị địa chất bỡi vì chúng chỉ có mặt trong các lớp đất đá trẻ, trong khi việc xác định tuổi của các lớp đất đá cổ có một tầm quan trọng đặc biệt hơn vì rất hiếm di tích và các di tích này bị biến đổi rất nhiều làm cho việc xác định chúng găp nhiều khó khăn. 3. Một bộ phận hoặc toàn bộ xác sinh vật hoá thành đá: Sau khi chết đi xác sinh vật hoặc một bộ phận của cơ thể được đất đá vùi lấp và trải qua quá trình hoá thành đá. Loại này rất có giá trị đối với địa chất, chúng giúp cho các nhà đ ịa chất xác định tuổi của các lớp đất đá cổ xưa. 4. Những dấu vết sinh hoạt: ví dụ như những dấu chân chim, vết giun bò, hang trú ẩn…cũng dược coi là những hoá đá có giá trị trong việc xác định các nhóm loài sinh vật hiện diện vào thời kỳ đó. iv. Hoá đá chỉ đạo và hoá đá địa phương: 1. Hoá đá chỉ đạo: là hoá đá ứng với thang địa tầng Quốc tế, có nghĩa là chúng ta có thể sử dụng một hoá đá chỉ đạo để xác định tuổi của các lớp đất đá. Một hoá đá chỉ đạo cần đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn: Phân bố ngắn theo chiều đứng cột địa tầng, có nghĩa là một loài nào đó chúng - chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn rồi bị tiêu diệt hoặc biến đổi sang dạng khác. điều đó giúp chúng ta xác định tuổi của các lớp đất đá một cách chính xác hơn. Phân bố rộng trên khắp thế giới: một loài nào đó được gọi là hoá đá chỉ đạo - chúng phải có tính phổ biến, khu vực nào cũng có thì mới có thể ứng với thang địa tầng Quốc tế. Ngoài ra một hoá đá chỉ đạo cần phải có thêm các tiêu chuẩn khác : Số lượng đông đảo. - Dễ tìm. - Bảo tồn tốt . - 2. Hoá đá địa phương:Trong điều kiện môi trường địa phương có thể tồn tại những nhóm sinh vật đặc trưng riêng của địa phương, những hoá đá của các nhóm sinh vật thuộc dạng 6
này gọi là hoá đá địa phương. Khi xác định tuổi phải dựa vào hoá đá của nhiều nhóm loài hay một phức hệ hoá đá. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG SỐNG Tất cả các sinh vật ngày nay cũng như cổ xưa cũng đều có quan hệ mật thiết với môi trường sống của chúng, chúng bị chi phối mạnh mẽ bỡi các yếu tố môi trường, thậm chí các yếu tố môi trường quyết định hình dạng cấu trúc cơ thể của chúng: ví dụ các loài sống dưới nước chủ yếu là thở bằng mang, có vây bơi…, những loại cá đi ăn vào ban đêm thường có màu trắng bạc, những loại cá đi ăn vào ban ngày thường có màu rêu, những loài sinh vật sống ở độ sâu trên 200m không có ánh sáng cho nên trên thân có bộ phận chứa chất lân tinh phát ra ánh sáng…Điều kiện môi trường có thể chia làm các nhóm yếu tố: v. Các yếu tố vật lý: 1. Nhiệt độ (therme) :Các nhà sinh vật chia làm hai nhóm sinh vật rộng nhiệt(eurytherme) và hẹp nhiệt (stenotherme): - Sinh vật rộng nhiệt: bao gồm những sinh vật có thể sống ở nhiều vùng nhiệt độ khác nhau - Sinh vật hẹp nhiệt: nhiều nhóm sinh vật chỉ thích nghi với một vùng nhiệt, ví dụ như giống Nautilus sinh ra ở vùng biển Ấn Độ dương nóng ấm nhưng khi mùa hè đến nhiệt độ trong nước tăng cao các sinh vật này phải di chuyển lên phía Bắc vùng biển Nhật Bản có khí hậu mát mẻ cho đến mùa Đông biển Bắc lạnh nên phải quay về Ấn Độ dương. Nhóm san hô chỉ sống và phát triển ở những vùng biển trong, nước ấm của các vùng biển lân cận xích đạo (200-300). 2. Ánh sáng : Theo điều kiện ánh sáng có thể chia làm nhiều nhóm sinh vật theo các đới ánh khác nhau: - Đới cường quang: từ 0m đến -50m cường độ ánh sáng mạnh - Đới tán quang:từ 50m đến -200m ánh sáng bị khuếch tán - Đới vô quang: sâu hơn -200m hoàn toàn không có ánh sáng 0m Đới cường quang (Euphotic) 50m Đới tán quang (Disphotic) 200m Đới vô quang (Aphotic) 3. Áp suất (bars): Trong môi trường nước áp suất gia tăng theo chiều sâu, cứ 10m tăng thêm 1atmosphere cho nên càng sâu áp suất càng lớn. Các nhà sinh vật học chia làm hai nhóm 7
sinh vật theo điều kiện áp suất, đó là sinh vật rộng áp (eurybars) và sinh vật hẹp áp (steno bars) Sinh vật rộng áp: bao gồm nhóm sinh vật có thể sống được ở nhiều độ sâu - khác nhau, chẳng hạn như các sinh vật bơi lội tích cực (nhóm chân đầu, cá…) Sinh vật hẹp áp: bao gồm những sinh vật chỉ sống ở một vùng độ sâu nhất - định như các sinh vật đáy (chân rìu, chân bụng…ít di chuyển) vi. Các yếu tố hoá học: 1. Độ mặn (haline): Theo điều kiện độ mặn các nhà sinh vật chia làm hai nhóm : sinh vật rộng mặn (euryhaline) và sinh vậ t hẹ p mặ n (stenohaline): Những sinh vật rộng mặn sống được nhiều môi trường có độ mặn khác nhau - như những sinh vật nước lợ, những sinh vật vũng vịnh điều kiện độ mặn thường xuyên thay đổi. Nhóm sinh vật hẹp mặn chỉ sống được những vùng độ mặn nhất định - 2. Độ pH: Độ acid và baz chi phối rất lớn đến đời sống nhiều nhóm sinh vật , dộ pH trong môi trường nước thay đổi có thể tiêu diệt nhiều nhóm sinh vật. 3. Độ Eh: Trong những nghiên cứu gần đây cho thấy độ Eh cũng có ảnh hưởng nhất định đến sinh vật, sự di chuyển di cư các sinh vật… 4. Các nguyên tố hiếm: trong nước biển có sự hiện diện nhiều nguyên tố hiếm quyết định sự phát sinh, phát triển của nhiều nhóm sinh vật vii. Các yếu tố sinh học: 1. Ký sinh: một số nhóm sinh vật sống bám vào cơ thể của sinh vật khác, hút thức ăn và các chất bổ dưỡng, chính những nhóm này làm lây lan bệnh dịch, đôi khi đến mức gây hại hoặc tiệu diệt cả nhóm loài. 2. Cộng sinh: một số sinh vật sống bám vào cơ thể sinh vật khác nhưng đem lại sự tiện lợi cho cả đôi bên ví dụ các sinh vật bọt biển sông gắn dính ngay trên miệng vỏ của các loài chân rìu sử dụng chất thải của chân rìu và chân rìu có thể sống nhờ vào những xác chết của bọt biển… 3. Quần sinh: một quần thể sinh vật sống và phát triển trên nền tảng liên hệ trong chuỗi thực phẩm, chuyển hoá năng lượng. Một khi có một nhóm sinh vật nào bị tiêu diệt các nhóm khác có thể bị ảnh hưởng theo, thậm chí quần thể sinh vật bị phá vỡ. CÁC KIỂU SỐNG viii. Sinh vật trôi nổi (Planton): Nhóm sinh vật sống trôi nổi bao gồm những phiêu sinh vật, những sinh vật sống trôi nổi nhờ được trang bị một hệ thống phao, nhiều sinh vật khác không có hệ thống phao 8
nổi nhưng bám vào những vật trôi nổi hoặc một số sinh vật khác khi chết xác trôi nổi. ix. Sinh vật bơi lội tích cực (Necton): Một số nhóm có khả năng bơi lội tích cực tiếp cận với nhiều nguồn thực phẩm, cơ thể phát triển, làm khuấy động cuộc sống của nhiều nhóm sinh vật khác. x. Sinh vật đáy (Benton): Nhiều nhóm sống chui rúc dưới nền đáy (giun, một số chân rìu, một số chân đốt…). Một số nhóm bò lê trên mặt đáy như các loài chân bụng, da gai…Một số nhóm gắn dính vào nền đáy như Tay cuộn da gai có cuống…Các sinh vật thuộc nhóm sinh vật đáy cho phép xác định điều kiện môi trường rõ ràng nhất. PHÂN LOẠI VÀ ĐẶT TÊN xi. Khái niệm về phân loại trong cổ sinh vật học: Trong Cổ sinh vật học để tiện lợi cho việc nghiên cứu các hoá đá cũng được tiến hành phân loại đặt tên giống như trong sinh vật học. xii. Cơ sở phân loại: Đối với sinh vật học việc phân loại đặt tên chủ yếu dựa vào đặc điểm cấu trúc, hình dạng và tập quán lối sống của sinh vật. Cổ sinh vật cũng vậy, tuy nhiên chủ yếu là dựa vào hình dạng bỡi vì các hoá đá rất khó khăn cho việc thực hiện giải phẩu xiii. Các đơn vị phân loại: - Đơn vị phân loại nhỏ nhất trong cổ sinh vật là loài (species) ví dụ như loài chó rừng (carnis aureus), chó nhà(canis familiaris), chó sói (carnis lupus)…; mèo rừng (felis bengalensis), mèo nhà (felis familiaris)… - Nhiều loài có hình dạng cấu trúc tương tự nhau và cùng chung huyết thống, cùng nguồn gốc tổ tiên gọp chung thành giống (genus). Ví dụ giống chó gọi là canis, giống mèo gọi là felis … - Nhiều giống tương tự gọp chung thành họ (family) ví dụ họ chó (carnidae), họ mèo (felidae). - Nhiều họ gọp chung thành bộ (ordo) ví dụ như họ chó, họ mèo gọp chung thành bộ có vuốt hoặc bộ ăn thịt sống (carnivora). - Nhiều bộ gọp chung thành lớp (class) ví dụ như bộ có vuốt, bộ nhai lại, bộ ăn tạp .., gọp chung thành lớp có vú (mammalia) - Nhiều lớp gọp chung thành ngành (phyllum) ví dụ lớp có vú, lớp bò sát, lớp chim… gọp chung thành ngành động vật có xương sống (vertebrata) - Nhiều ngành gọp chung thành giới (regnum) ví dụ giới động vật, giới thực vật… Ngoài các đơn vị phân loại trên còn có các đơn vị phân loại trung gian như phụ ngành, phụ lớp, thượng bộ, thượng họ…) xiv. Phương pháp Linné: Người ta còn gọi là phương pháp tên đôi hoặc phương pháp nhị danh (danh pháp đôi) do Carl Linné người Bỉ đưa ra từ thế kỷ thứ 18(1735). Mỗi một loài sinh vật đ ược gọi bằng hai tên: - Tên đầu chỉ giống viết hoa - Tên sau chỉ loài viết thường Ví dụ : Canis aureus 9
xv. Phương pháp đặt tên bỏ ngõ: Trong cổ sinh vật học việc xác định tên của các loài sinh vật có những hạn chế do mức độ bảo tồn của hoá đá. Việc xác định tên còn bỏ ngõ là dấu hiệu cho người nghiên cứu sau lưu ý làm tiếp tục. Ví dụ: - sp : loài không xác định ( Claraia sp ) - af (affirmis): loài tương tự - cf (conformis): loài giống nhau. Ví dụ Calceola cf sandalina Lamark có nghĩa là giống Calceola xác định chắc chắn được rồi, còn loài hãy còn ngi ngờ vì lý do điều kiện mẫu hoá thạch xấu, bảo tồn kém thiếu tài liệu, người ta thấy có một số tính chất phù hợp với loài sandalina nhưng chưa chắc chắn. - interminatum: giống không xác định - paracyclas ? : Không xác định gì BẢNG ĐỊA TẦNG VÀ ĐỊA NIÊN BIỂU QUỐC TẾ xvi. Bảng địa tầng:là bảng thể hiện khối lượng đất đá được hìng thành trong không gian và thời gian của quá trìng địa chất theo thứ tự từ già đến trẻ. xvii. Bảng địa niên biểu (bảng tuổi địa chất): là bảng thể hiện thời gian thành tạo các đất đá từ nguyên thuỷ đến ngày nay. xviii. Cơ sở thành lập bảng địa tầng và địa niên biểu: Quá trình tiến hoá của thế giới sinh vật - Các chu kỳ trầm tích - Các chu kỳ hoạt động kiến tạo - Các chu kỳ hoạt động macma xâm nhập - Các hiện tượng biến chất… - Liên đại Đại Kỷ Thế Năm QUARTERNARY HOLOCENE PLESTOCENE 2 TERTIARY NEOGENE PLIOCENE 7 CAENOZOIC MIOCENE 26 OLIGOCENE 38 PALEOGENE EOCENE 63 PALEOCENE 65 CRETACEOUS UPPER CRETACEOUS 135 LOWER CRETACEOUS UPPER JURASSIC JURASSIC MIDDLE JURASSIC MESOZOIC 190 LOWER JURASSIC RHAETIC TRIASSIC KEUPER MUSCHELKALK 235 BUNTER ZECHSTEIN PERMIAN UPPER ROTHLIEGENDES 280 LOWER ROTHLIEGENDES UPPER CARBONIFEROUS CARBONIFEROUS (SILESIAN/PENNSYLVALNYAN) 345 LOWER CARBONIFEROUS (DINANTIAN/MISSISSIPPIAN) 10
UPPER DEVONIAN DEVONIAN MIDDLE DEVONIAN 395 LOWER DEVONIAN PRIDOLI(DOWNTONIAN) LUDLOW SILURIAN WENLOCK 430 LLANDOVERY BALA LLANDEILO PHANEROZOIC ORDOVICIAN LLANVRIN ARENIG 500 TREMADOC PALEOZOIC UPPER CAMBRIAN CAMBRIAN MIDDLE CAMBRIAN 570 LOWER CAMBRIAN PROTEROZOIC PRECAMBRIAN ? 3000 AZOIC ? 4600 Chương 1: ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG INVERTEBRATA 1.1. NGÀNH NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT ( PROTOZOA) 1.1.1. Lịch sử phát triển Có lẽ đây là những động vật đầu tiên xuất hiện đầu tiên trên trái đất vào thời tiền cambri cách đây khoảng hơn 2 tỉ năm ở môi trường nước và phát triển cực kỳ phong phú trong Paleozoi, Mesozoi, Kainozoi. Ngày nay chúng có mặt hầu hết các môi trường : dưới nước trong đất, trên không… 1.1.2. Hình dạng cấu tạo chung Những giống thuộc ngành nguyên sinh động vật là những động vật đơn bào, cơ thể chỉ một tế bào duy nhất có khả năng đảm nhận chức năng dinh dưỡng và sinh sản. Về cấu tạo gồm một khối nguyên sinh chất có chứa các ấn thể như nhân, bộ golgi, ty thể, không bào, du bào lạp bào…bao bọc chung quanh là một màng tế bào có thể biến đổi để thành chân giả di chuyển. Một số có vỏ cứng bằng chất vôi hoặc silic thì chân giả thò qua những lỗ nhỏ Về kích thước nói chungkhoảng từ 0,1-1mm, vài loài có kích thước khổng lồ 1-2cm. Hô hấp bằng oxy hoà tan trong nước, sinh sản bằng phân bào hoặc nẩy mầm. 1.1.3. Phân loại Ngành nguyên sinh động vật gồm 4 lớp: - Trùng thịt (Saccodina) - Trùng roi (Flagellata) - Trùng lông tơ (Ifusoria) - Trùng bào tử (Sporozoa) Trùng thịt để lại nhiều hoá đá có giá trị định tầng. Lớp Trùng thịt gồm hai phụ lớp 11
A. phụ lớp trùng lỗ (Foramminifera): Những giống thuộc bộ này có hình dạng rất khác nhau, vỏ bằng chất vôi, silic, kitin…Kích thước khoảng 0,5-1cm để lại nhiều hoá đá có giá trị định tầng cho các trầm tích C,P và K-Paleogen. a. Bộ Trùng thoi (Fusulida): Nhìn chung có hình dạng giống như một con thoi có kích thước từ 0,1-1cm. gồm nhiều vòng cuộn lại với nhau theo một trục, mỗi vòng cuộn chia làm nhiều ngăn bỡi những septa (vách ngăn).Bộ trùng thoi chủ yếu phát triển trong Carbon-Permi. Vách được cấu tạo bỡi nhiều lớp: - Vách chỉ là một lớp tectum - Vách hai lớp : bên trong là keriotheca, bên ngoài là tectum - Vách ba lớp: từ ngoài vào trong tectorium-tectum-tectorium. - Vách bốn lớp: từ ngoài vào trong tectorium-tectum-diaphanotheca-tectorium Một số giống đặt trưng: *giống Fusulina (C-P) Đồng mỏ-Lạng sơn: vỏ có dạng hình thoi, giống như hạt gạo, tô điểm bên mặt ngoài là những khía dọc, bên trong có những septa dày. Kích thước trùng thoi dài khoảng 0,5cm , đường kính 3mm *giống schwageria (C-P): Vỏ có dạng gần hình cầu đường kính 8-10mm, tô điểm ngoài giống như Fusulina, số lượng vách ít hơn. b. Bộ Trùng tiền (Nummulitida): Vỏ có hình dạng giống như đồng xu, nhìn nghiêng có dạng thấu kính, bên trong gồm nhiều vòng cuộn tròn (7-8 vòng), mỗi vòng chia làm nhiều ngăn bỡi những vách ngăn cong. Đường kính vỏ 1-2cm B. Phụ lớp trùng tia (Radiolaria): Vỏ ngoài có nhiều gai xương bằng si lic. Tạo những đá Radiolarit ở nơi lạnh sâu hơn 3000-4000m. 2.1.5. Điều kiện sống; Trùng lỗ chủ yếu sống ở Biển mặn nhiệt đới và trôi nổi với độ sâu từ 0-100m đôi khi 1000m. Những dạng sống trôi nổi sau khi chết rơi xuống đáy tạo thành bùn giống như bùn bão cầu trùng (globigerina). Những dạng sống cố định thích hợp với đáy cát bùn và đất chứa vôi có tính chất tạo đá. 2.1.6. Phương pháp nghiên cứu Trùng lỗ: Nghiên cứu những hoá thạch cần phải: - Chọn mẫu từ vết lộ, mẫu lõi khoan - Tách hoá thạch ra khỏi mẫu rồi mài m3ng theo trục - Nghiên cứu lát mỏng qua kính hiển vi - Xác định giống loài qua atlas chuyên khảo 1.2. NGÀNH MANG LỖ (PORIFERA) 1.2.1. Lịch sử phát triển Sinh vật ngành mang lỗ xuất hiện từ Cambri phát triển trong suốt Paleozoi sang Mesozoi bộc phát mạnh mẽ, ngày ay vẫn còn tồn tại. 12
1.2.2. Hình dạng cấu tạo Những giống thuộc ngành mang lỗ hoàn toàn sống ở biển là những động vật đa bào nguyên thuỷ xuất phát từ động vật đơn bào. Chủ yếu sống cố định bằng cách bám vào đáy. Nhìn chung hình dạng giống như một cái túi hay dạng cốc, xung quanh có nhiều l ỗ hút nước, trên cùng có miệng để thải nước ra. Cấu trúc thành túi gồm hai lớp tế bào: - Lớp tế bào nội bì phủ mặt bên trong của xoang là những tế bào có dạng phễu, có những long nhỏ luôn khuấy động nước để hấp thụ thức ăn. - lớp ngoại bì có nhiệm vụ bảo vệ con vật Toàn bộ cơ thể được nâng đỡ bằng những gai xương, có thể là những gai một trục, hai trục, ba trục… bằng chất vôi hoặc silic. 1.2.3. Môi trường sống và sinh sản Ngành mang lỗ sống chủ yếu bằng những phần tử nhỏ trong nước hoặc bằng những vi sinh. Hô hấp bằng cách thẩm thấu, thu oxy và thải bã. Sinh sản vô tính bằng cách nẩy mầm trong hoặc ngoài, hữu tính bằng cách thụ tinh ngoài nước sinh ra những ấu trùng bơi lội. Đa số mang lỗ hiện tại đều sống ở biển ấm và một số ít sống ở nước ngọt. Phân bố rộng rãi và sống cố định ở độ sâu từ 150-300m. Những di tích hoá thạch của chúng thời kỳ cổ sinh gặp rải rác trong các tầng cát kết, trong sét vôi n ước nông. Sang trung sinh rất phong phú nhất là Creta. Hiện nay đa số là Hải miên sáu tia sống ở độ sâu 4000m 1.2.4. Các giống loài đặc trưng 1. Giống Ventriculites (K): Có hình dạng chóp nón. Phần trên lỗ thoát nước loe ra, dưới cùng thu vào và phân nhánh thành rễ bám vào đáy. Xung quanh thành có những lỗ thoát nước xếp thành dãy. Kích thước rất biến thiên. 2. Giống Siphonia (K): Có hình dạng quả cầu, miệng thoát nước là những lỗ nhỏ giống như tấm lưới, các lỗ hút nước có dạng rãnh kéo dài theo chiều đứng. 1.3. NGÀNH DẠNG CHÉN CỔ (ARCHEOCYATHA) 1.3.1. Lịch sử phát triển và giá trị định tầng Có lẽ dạng chén cổ xuất hiện từ trước Cambri. Chúng phát triển mạnh mẽ trong Cambri đến cuối Cambri hoàn toàn tiêu diệt. Hoá đá của sinh vật dạng chén cổ rất có giá trị định tầng ch Cambri. 1.3.2. Hình dạng cấu tạo 13
Cơ thể giống như một cái chén, cốc… trên miệng lo era, ở dưới thu nhỏ và - phân nhánh biến thành rễ bám vào đáy, xunh quanh có những lỗ nhỏ để hút nước vào Cấu tạo bộ xương giống như hai cái cốc lồng vào nhau và được cố định bỡi - những vách ngăn đứng và vách ngăn ngang, chia thành ra làm nhiều ngăn, các ngăn liên hệ nhau bằng những lỗ liên thông 1.3.3. Môi trường sống và sinh sản Sống tộc đoàn hoặc đơn thể, kích thước rất biến thiên. Phát triển chủ yếu ở môi trường biển nóng ấm, nước trong…Sinh sản vô tính bằng cách nây mầm. 1.3.4. Giống đặc trưng Giống Archeocyathus (Cambri): Vỏ có dạng cốc, phễu, trụ… gồm hai lớp lồng vào nhau. Vách ngoài có những lỗ nhỏ hơn vách trong, vách đứng chạy dọc than chia thành vỏ làm nhiều phòng, không có vách ngăn ngang. 1.4. NGÀNH RUỘT KHOANG (CŒLENTERATA) 1.4.1. Lịch sử phát triển Các sinh vật ngành ruột khoang có mặt từ đầu Cambri phát triển phong phú trong suốt Paleozoi để lại nhiều hoá đá rất có giá trị định tầng nhất là trong O, S, D, C . Đến cuối Permi các nhóm cũ bị tiêu diệt và xuất hiện những mầm móng mới bộc phát mạnh mẽ trong Mesozoi. ngày nay vẫn còn tồn tại nhóm này rất còn có giá tri tạo đá quan trọng 1.4.2. Đặc điểm chung: Các giống thuộc ngành Ruột khoang hoàn toàn sống ở môi trường nước cố định hoặc bơi loại tự do. Đa số ở biển, chỉ một số ít nước ngọt. Cơ thể có dạng túi, phía trên cùng là lỗ miệng để hút thức ăn vào và thải ch ất bã ra. Bao quanh lỗ miệng có những xúc tu để bắt nắm thức ăn. Cấu tạo của than mềm: - Phía ngoài cùng là một lớp tế bào ngoại bì có nhiệm vụ bảo vệ, lác đác có những tế bào châm chích có dạng tròn hay bầu dục phía trong có một tr ục kim , góc của trục kim gắn liền với một lò xo quấn quanh trục. Khi tấn công kẻ thù trục kim tung ra châm vào kẻ thù và đồng thời tiết ra một chất acid làm tê liệt đối phương. 14
Lớp tế bào trung gian ở giữa có lác đác những tế bào thần kinh, tế bao sinh - dục… - Lớp tế bào nội bì bên trong cùng có chức năng hấp thu các chất b ổ d ưỡng nên còn gọi là xoang tiêu hoá. Nhìn chung những giống loài thuộc ngành này đều có đối xứng toả tia qua một tr ục ở giữa, còn những giống có vỏ cứng bằng chất vôi ta còn thấy có vỏ bao quanh than mềm, có những vách đứng và vách ngăn ngang chia vỏ thành nhiều buồng. Ngành Ruột khoang gồm những giống sinh sản vô tính bằng cách nẩy mầm tạo thành những quần thể, hoặc sinh sản hữu tính do từ các cá thể phóng vào môi trường nước những gamet âm và dương, các gamet này kết hợp lại thành những ấu trùng sống tự do trong nước đến khi trưởng thành thì bám vào đáy (đôi khi có loại sống đơn độc). Ngoài ra còn có hiện tượng chen kẽ thế hệ vô tính và hữu tính. Ấu trùng bơi lội tự do sau một thời gian bám vào đáy, lúc đó lớp tế bào ngoại bì tiết ra một chất vôi tạo hành một cái đĩa, đĩa vôi phát triển cao dần có dạng chén hay cốc. Đĩa vôi càng ngày càng phát triển thì phần than mềm càng được nâng cao bằng những vách đáy. Ngoài ra chúng có thể tạo những vách đứng toả tia, trụ cột ở giữa, mô bọt để đệm thêm vào cho cấu trúc vũng chắc 1.4.3. Phân loại Ngành Ruột khoang có thể chia làm ba lớp chính: - Lớp Hydrozoa ( Thuỷ tức): gồm những giống nhỏ bé đơn giản. Sống đơn thể hoặc quần thể, thường có dạng túi, phía trên là miệng đồng thời cũng là hậu môn, bao quanh miệng có xúc tu, than có cấu tạo ba lớp tế bào như nêu trên, lớp tế bào trung gian phát trển rất yếu ớt. Nhóm này chủ yếu sống ở biển, đa số là quần thể để lại nhiều hoá thạch. Ví dụ: Stromatopora (S_D) - Lớp Schyphozoa (Thuỷ mẫu) Những giống thuộc lớp này không có cấu tạo bộ xương, là dạng sứa bơi l ội tự do, một số rất ít sống cố định do rất hiếm để lại hoá thạch. - Lớp Anthozoa (San hô hình hoa): Những giống thuộc phụ lớp này đặc biệt sống ở môi trường biển, theo kiểu quần thể đôi khicũng có dạng đơn độc có hình dạng cấu tạo rất phức tạp. Dựa vào đặc điểm hình dạng cấu tạo người ta chia làm 4 phụ lớp: A. Phụ lớp Tabulata Phụ lớp này gồm những san hô quần thể đã bị tuyệt diệt. Bộ xương quần thể gồm nhiều ổ nhỏ có hình ống đa dạng. vách ổ gồm hai lớp, vách trong dày, vách ngoài mỏng. Khi vách của hai ổ tiếp giáp nhau thì ở giữa chúng có đ ường gian vách. Ph ần trên của mỗi ổ trũng xuống gọi là đài, là nơi chứa polyp, do đó hình dạng của đài phản ảnh cấu tạo bên dưới thân của polyp. Các quần thể san hô vách đáy có bộ vách ngăn đứng (septa) kém phát triển, chủ yếu chỉ ở dạng gai mấu, vảy …số lượng không ổn định. Dấu hiệu quan trọng đối với sanhô vách đáy là sự có mặt của các vách đáy (tabula) là những phiến xương nằm ngang chia ổ bụng thành nhiều ngăn xếp chồng lên nhau, các vách này có thể phẳng, cong, uốn lượn, có thể hoàn chỉnh hoặc không hoàn chỉnh… 15
Bộ xương của san hô vách đáy là xương ngoài hình thành từ ngoại bì của polyp. Chất dạng keo do các polyp tiết ra để tạo xương bảo hoà carbonat calci. yếu tố cấu tạo cơ bản của bộ xương là các sơi xương có đường kính không quá 2µM, sắp xếp theo những kiểu khác nhau tạo các kiểu vi cấu trúc. Dựa vào đặc điểm cấu trúc bộ xương, hệ thống liên thông, vi cấu trúc vách ổ, cách sắp xếp các ổ trong quần thể… Người ta chia vách đáy thành một số bộ sau: Bộ San hô hình còi (Auloporida): Quần thể dạng bò lan, dạng mạng lưới, dạng bụi cây, cấu thành từ các ổ dạng sừng, dạng tù và, ổ nọ mọc tiếp nối từ bên sườn ổ kia. Vách đáy phẳng hoặc lõm, vách ngăn đứng dạng gai, dạng mấu hoặc vắng mặt. Không có hệ thống liên thông. Giống đặc trưng Aulopora (O-P). Bộ San hô hình chuỗi (Halysitida): Quần thể dạng bụi cây. Các ổ hình trụ dài với tiết diện ngang hình bầu dục hoặc gần tròn, nối với nhau thành chuỗi. Vách đáy hơi cong, vách ngăn đ ứng dạng gai nhỏ, liên thông nơi chỗ nối. Giống đặc trưng Halysitida (S). Bộ San hô hình tổ ong (Favoisitida): Bộ xương quần thể có dạng khối hoặc dạng cành cây. Các ổ có tiết diện hình đa giác, trên vách phát triển các lỗ thông hoặc máng thông, vách đáy phẳng nằm ngang, vách ngăng đứng dạng gai, dạng mấu, dạng vảy hoặc dạng tấm. Giống đặc trưng : Favoisites, Thamnopora, Alveolites. Bộ San hô hình ống (Syringoporida): Bộ xương quần thể có dạng bụi cây, cấu tạo từ những ổ hình trụ không áp sát vào nhau. Các ổ liên hệ với nhau nhờ các ống thông hoặc tấm thông. Vách đáy lõm dạng phễu, vách ngăn đứng dạng gai. Giống đặc trưng : Syringopora (O-P) Các di tích cổ nhất của San hô vách đáy (Auloporida, Lichennariida) được phát hiện trong đá tuổi Cambri. Trong Ordovic, silur, Devon các bộ khác của san hô vách đáy đã phát triển rộng rãi. Tới Carbon, Permi thì số loài cũng như số lượng cá thể đã giảm đi rất nhiều, có lẽ vào cuối Paleozoi chúng đã tuyệt diệt. hoá thạch san hô vách đáy có ý nghĩa lớn trong phân chia địa tầng Ordovic, Silur và Devon trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Khi nghiên cứu hoá thạch San hô vách đáy ở Devon Việt Nam. GS Tống Duy Thanh đã phát hiện một kiễu vi cấu trúc vách mới (kiểu paratrabecula), đặc trưng cho giống Echyropora Tong-dzuy, 1967 và một số giống khác. B. Phụ lớp Tetracoralla Phụ lớp này gồm những san hô sống quần thể hoặc đơn lẻ. Cấu tạo thân mềm của chúng chưa được biết rõ, chỉ có thể đoán biết qua cấu tạo bộ xương của chúng hay so sánh chúng với các động vật Quỳ cứng hiện còn sống. Nhiều san hô 4 tia tuổi Carbon, Permi có cấu tạo trục ở trung tâm của ổ, đó là những cột nhỏ có cấu trúc đơn giản hoặc phức tạp. Trụ cột đơn giản thường được tạo thành do sự quấn lại của phần rìa phía trong của một hay nhiều vách ngăn. Trụ cột phức tạp thì tạo thành do sự kết bện của các vách đáy ở vùng trục với rìa trong của các tấm vách ngăn toả tia. Bộ xương của san hô 4 tia đơn lẻ có dạng sừng cong, dạng nón, dạng trụ hay lăng trụ. San hô quần thể có hai dạng chính là dạng bụi cây và dạng khối. Những quần thể dạng khối có các vách chung cho tất cả các ổ. lớp vỏ nhăn nheo bọc ngoài bộ 16
xương được gọi là vách ngoài, trên đó có nhiều gờ dọc (rugae), cũng chính vì thế mà người ta còn gọi là san hô gờ ráp. Các vách ngăn đứng được hình thành theo một trình tự nhất đ ịnh: Đầu tiên khoang ổ bị một vách ngăn chia đôi, sau đó từ hai bên vách ngăn này mọc thêm hai cặp vách ngăn bên. Tiếp theo vách ngăn đầu tiên bị tách đôi thành vách ngăn chính và vách ngăm đối. Sáu vách ngăn kể trên được hình thành trong giai đoạn đầu được gọi là vách ngăn bậc một. Giai đoạn tiếp theo các vách ngăn đứng chỉ mọc ở 4 khoang, mỗi khoang một vách (hai khoang gần vách đối không mọc) gọi là vách ngăn bậc hai và về sau mỗi lần mọc thêm 4 vách, vách lần sau tựa vào vách lần trước, khi ổ mở r ộng thì các vách hướng về trung tâm. Vách đáy ở san hô 4 tia rất đa dạng. nhiều loại san hô 4 tia có mô bọt phát triển. Mô bọt là những phiến vôi phòng , cái nọ dựa trên cái kia, chúng phân bố giữa các vách ngăn hay theo rìa của các vách ngăn, phân cách vách ổ khỏi các vách ngăn, có khi còn choán hoàn toàn trong khoang ổ. Một số san hô 4 tia có nắp đậy trên đài của ổ, chúng được gọi là san hô 4 tia có nắp. San hô 4 tia có khả năng sinh sản hữu tính hoặc vô tính. Trong tr ường hợp đ ầu các ấu trùng được phát triển từ trứng đã thụ tinh như ở san hô vách đáy. Trường hợp sau các chồi được mọc lên ở phần trung tâm hay rìa của polyp. rất it trường hợp san hô 4 tia sinh sản bằng cách tự phân chia. Lịch sử phát triển: Có lẽ vào giữa Ordovic san hô 4 tia đã được tách ra từ san hô vách đáy (loại không có hệ thống liên thông). Những san hô đầu tiên chỉ có vách ngăn đứng và vách đáy gọi là san hô một đới. Vào đầu Silur, bộ xương san hô phức tạp thêm, trong các ổ ngoài các vách ngăn đứng, vách đáy còn có mô bọt ở vùng ngoại vi. Nh ững san hô 4 tia như thế gọi là san hô hai đới. C. Phụ lớp Hexacoralla D. Phụ lớp Octocoralla Những giống thuộc lớp này đều sống quần thể, mỗi cá thể có 8 xúc tu và 8 vách trong xoang tiêu hoá. Mỗi cá thể có dạng ống sít nhau. 17
18
1.5. NGÀNH TAY CUỘN (BRACHIOPODA) 1.5.1. Lịch sử phát triển Các đại biểu của ngành Tay cuộn có lẽ xuất hiện từ trước Cambri đến đầu Cambri bắt đầu phát triển phong phú suốt trong Paleozoi để lại nhiều hoá đá quan trọng cho việc định tầng các đất đá Paleozoi, nhất là Devon. Sang Mesozoi giảm thoái cho đến ngày nay. 1.5.2. Hình dạng cấu tạo chung - Hình dạng rất đa dạng có thể hình trái đào, trái lê, cánh chim,.. - Cấu tạo thân mềm: Nếu đem bổ dọc ta thấy có hai xoang được ngăn cách bỡi một vách. Xoang ngoài (xoang áo) có hai dãi áo tác dụng như xúc tu, khi mở vỏ (bằng hệ cơ) thì hai dãi áo đó dùng để bắt thức ăn. Thức ăn được đưa vào miệng qua hầu đến dạ dày và hậu môn. Ngoài ra trong xoang trong còn có tim dạng túi (chưa phân tâm thất, tâm nhĩ), có thận dạng phễu và dây cơ đóng mở vỏ. 19
Cấu tạo vỏ:Thân mềm hoàn toàn nằm trong hai mảnh vỏ không bằng nhau - gọi là mảnh bụng và mảnh lưng. Mảnh bụng thường phồng to và chờm cao hơn mảnh lưng, mảnh lưng thường nhỏ và dẹt hơn + mành bụng: Về phía đỉnh hay bờ sau có một lỗ nhỏ tròn hay bầu dục, ở những giống nguyên thuỷ lỗ có dạng khe, rãnh được gọi là lỗ cuống hay lỗ foramen, lỗ cuống thông với bên trong vỏ bằng một rãnh đậy bỡi hai phiến vôi gọi là phiến delta, mở rộng về hai bên của phiến delta là diện area. Bên dưới của diện area là hai phiến răng có tác dụng như một cái bản lề. + mảnh lưng: Đối diện với mảnh bụng là mảnh lưng có kích thước nhỏ và det hơn, cấu trúc bên trong gồm có hốc răng và cơ quan tay cuộn, có tác dụng giữ hai dãi áo. - Tô điểm ngoài: vỏ tay cuộn có thể được tô điểm bỡi những gờ toả tia ho ặc những gờ đồng tâm hoặc gờ đồng tâm và toả tia đan xen nhau hoặc trơn nhẵn. các gờ tô điểm có thể thô hoặc mịn đôi khi có những gai, mấu. - Định hướng vỏ: Để tránh nhầm lẫn với hai mảnh vỏ của chân rìu ta có thể xác định các yếu tố cấu trúc vỏ như sau: Kích thước có chiều dài chạy từ đỉnh ra bờ trước, chiều rộng thẳng góc với chiều dài ở phần rộng nhất hai bên bờ bên. Chiều dày là phần phồng nhất của hai mảnh vỏ. Dựa vào tính chất đối xứng của hai mảnh vỏ mà ta có mặt phẳng đối xứng của vỏ tay cuộn là mặt phẳng chạy từ đỉnh ra tới bờ trước chi mỗi mảnh vỏ ra làm hai phần bằng nhau. 1.5.3. Môi trường sống và sinh sản 20