煤系生物相

煤系岩石中可反映沉積環境的古生物特徵。不同生物組合指示水盆地的含鹽度、古水深和古水溫等沉積環境。根據現代海洋和陸地不同環境其生物群和生態特徵不同的現象，運用將今論古的類比方法，可據以推斷古代地層中生物生活時的環境。絕滅門類的化石所反映的沉積相，通常根據其共生組合、沉積物分布和岩性特徵進行判斷。

基本介紹

• 中文名：煤系生物相
• 外文名：biofacies of coal measures
• 學科：煤田地質學
• 意義：反映沉積環境的古生物特徵
• 判斷方法：將今論古法
• 作用：地質指相作用

生物群的指相作用

古生物化石是區分海相和非海相環境的突出標誌。①高等植物化石的大量出現是陸相的標誌。②沿層面分布的完整的植物葉部化石，指示湖泊等平靜的水體環境。③植物根部化石大量出現，是沼澤相的特徵。④大量植物碎片的出現，則可能是河流邊灘或淺湖沉積。⑤樹幹常見於河床沉積物中。⑥孢子花粉主要見於陸相和過渡相沉積。⑦在藻類化石中，藍綠藻適應能力最強，它可在不同環境中生存; 疊層狀，表明海和鹽湖環境; 而樹枝狀或分離的團塊狀藻類，則是淡水環境的特徵;綠藻中海松科和傘藻科以及紅藻，是海相的，而輪藻則主要是陸相的。⑧脊椎動物化石中除了一部分魚之外，主要指示陸相。⑨無脊椎動物化石中，原生動物門的有孔蟲亞綱、放射蟲亞綱，腔腸動物門，腕足動物門，苔蘚動物門，軟體動物門的掘足綱、原軟體綱、有板類、頭足綱，節肢動物門的三葉蟲綱，甲殼超綱的蔓足亞綱和棘皮動物門等許多門類都指示海相，海綿類主要也是海相的。古杯類、層孔蟲等一些絕滅的門類，是典型的海生生物。含有大量的浮游生物化石的沉積物，主要為深海成因的。某些苔蘚蟲、舌形貝和移動的棘皮類，能夠生活在從正常含鹽度到淡化、鹹化的海水環境中。有孔蟲主要是海相生物，少數屬種也能適應半鹹水條件，但常與非海相的軟體動物、介形蟲和輪藻等共生。類生物主要生活於正常鹽度的淺海環境，少數可適應半鹹水環境。軟體動物、介形蟲在不同環境中都可以生存，可根據它們的形態、種屬和數量等進一步區別海相、陸相或過渡相，腹足綱的後鰓亞網主要生活在海相環境，而有肺亞綱則生活在陸相淡水環境; 瓣鰓綱的節齒目主要生活在海相環境。⑩當陸生和海生軟體動物混雜出現時，往往代表濱海環境。海相與陸相介形蟲混生是濱海環境的特點;在半鹹水環境中生活的介形蟲種屬雖不多，但數量很多。

利用古生態判斷古水盆地的含鹽度

①、古杯類、珊瑚、層孔蟲、有鉸綱腕足動物、棘皮動物、頭足動物、三葉蟲、鈣質紅藻、鈣質綠藻等只能適應正常鹽分的生物，稱為狹鹽性生物。鹽分稍有變化，這些生物就不能生存。②瓣鰓動物、腹足動物以及介形蟲等可適應鹽分變化的生物，稱為廣鹽性生物。③正常鹽分的古海洋中，生物化石門類多，屬種豐富，而淡化海中化石門類大量減少，屬種貧化，而且很多生物往往會失去碳酸鈣硬殼，骨骼成分有所改變。當海水鹽分比正常海稍有增加時，珊瑚、棘皮動物和頭足動物等狹鹽性生物全部死亡;腕足動物、苔蘚動物則大量減少，而瓣鰓動物和介形蟲等廣鹽性生物反而增加。當海水鹽分繼續增加時，狹鹽性生物全部滅絕;腹足動物、瓣鰓動物貧化，只有蠕蟲、特殊的甲殼動物和某些菌藻類等極少數生物能夠適應50‰以上的高鹽分環境中生活。

利用生態判斷古海洋的深度

目前能利用生態判斷深度的還只限於陸棚區，因為在現代海洋深度小於200m的範圍內，海生生物比較繁盛，便於古今對比。現代底棲藻類的分布以15～50m左右最豐富，估計古代藻類的生存環境應是近岸的淺水帶。現代其它海洋生物則絕大多數集中在陸棚上部，大致在100m的深度範圍內，特別是0～50m範圍內有大量底棲有孔蟲、瓣鰓類、腹足類、造礁珊瑚、鈣質海綿和無鉸綱腕足動物。100～200m深度之間，生物逐漸減少，但仍有很多苔蘚蟲、有鉸綱腕足動物、海綿和海膽等。200m以下深處的底棲生物主要是矽質海綿、少數薄殼腕足動物，也可出現海百合。據此，通過古今類比，可判斷古海洋深度。

古水盆地基底的堅硬程度，可通過研究底棲動物固著或移動的生活方式來加以判別，堅硬光滑的海岸和水底往往被波浪沖刷侵蝕得缺少沉積物，除了牡蠣等少數能粘附固著的生物外，大多數是營鑽孔生活的生物。海岸附近的流砂不適於動物固著，卻適應活動性大的生物採取埋藏方式營潛穴生活。靜水區鬆軟的泥質基底，往往適應薄殼小動物生活，只有泥、砂混合的基底，同時適於居住固著、移動和潛穴生物生活。

確定古氣候和古海洋溫度

亞熱帶、熱帶的植物化石群可指示古陸地上的溫暖、炎熱氣候。古生代的節蕨植物、石松植物，中生代的真蕨植物、蘇鐵植物，新生代的棕櫚和樟樹，都是熱帶氣候的指示性植物。氣候在地表上的分帶，對於海洋生物的分布同樣具有重要意義。它決定著不同生物區系的生物種類和數量。一般情況下，熱帶海洋中可以大量繁殖造礁生物和許多厚殼無脊椎動物。因此，巨厚的石灰岩沉積和礁相石灰岩通常是溫暖淺海的產物。根據寒帶古脊椎動物化石確定寒冷氣候，特別是對新生代冰期地層，往往得到準確的判斷。由於水中氧同位素比值O/O和碳同位素比值C/C隨溫度降低而減小，因而有的學者利用化石介殼碳酸鈣中的O/O比值和沉積碳的C/C比值來測定古水溫。

遺蹟化石

保存在沉積岩中的生物活動和生存的遺蹟、主要有足跡、爬跡、潛穴和根痕等。①足跡。是脊椎動物的行跡。②爬跡。包括無脊椎動物爬行的痕跡和覓食行跡。③潛穴。是生物棲息時在沉積物中挖掘的蟲孔。按其形態，可分為管狀潛穴、U形潛穴、枝狀潛穴和蛇形潛穴等;按其與層面的關係，可分為水平潛穴、斜交潛穴和直立潛穴。④根痕。是植物生長的遺蹟，它是煤系地層特有的遺蹟化石。遺蹟化石是判別沉積相的良好標誌。足跡多見於乾旱的湖泊、河漫灘和潮上帶。深的直立的潛穴在濱海、潮間帶最常見，因為那裡波浪、潮汐作用強，溫度、鹽度變化大，生物要生存必須挖掘直穴。淺海區，環境因素變化小，底棲生物潛穴較淺而平。在陸棚、中深海區，由於環境相對安定，食泥生物在層面上留下各種彎曲狀、網狀或螺旋狀的覓食跡和爬跡。缺乏遺蹟化石則是深靜水的證據(下圖)。

利用古生物群和生態特點來推斷沉積相和古水盆地的性質，雖有效卻又並非萬能。首先，現代某些生物屬於海相或陸相，並非絕對，因為有些海魚往往回遊到河流中產卵。其次，某些生物古今生活環境有所差異，現代主要屬陸相的輪藻，在古生代曾是海相生物。再次，化石群的埋葬群和反映環境的生物群之間有時並不一致，陸相生物的遺骸可以被河流帶入海洋;海生生物也有可能被潮汐水流帶上陸地，所以生物相的確定也有一定的局限性。