菊石化石揭秘：探寻远古海洋的秘密

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(来源:三木子夕帅 )

(来源:道寒临雪 )

菊石亚纲是一群已经灭绝的海洋生物总称，生存于中奥陶世至晚白垩世，因它的表面通常具有类似菊花的线纹而得名。。菊石通常分为9目约80个超科，约280个科和约 2000 个属，以及许多种和亚种等，它与鹦鹉螺是近亲。

菊石化石非常适合作为标准化石，地质学家可以使用它们来确定含有菊石化石的地层的年代。菊石亚纲与现存的头足纲关系最接近的可能是蛸亚纲，而不是鹦鹉螺亚纲的鹦鹉螺目。菊石亚纲约在志留纪晚期至泥盆纪初期第一次出现在地球上，最后与恐龙一起于白垩纪晚期灭绝。



菊石的壳体是一个以碳酸钙为主要成分的锥形管。壳管的始端细小，通常呈球形或桶形，称为胎壳。绝大多数菊石的壳体以胎壳为中心在一个平面内旋卷，少数壳体呈直壳、螺卷或其他不规则形状。平面旋卷的壳体的每一个壳圈称为旋环，其外围为腹部，包围内部旋环的一面是背部，腹部和背部之间的壳面为侧面。菊石动物在生长过程中周期性地向前做升阶式的移动，在其后方由外套膜分泌出隔壁,用以支持动物体,增加浮力和加强壳体。因此壳体可以分为两部分：动物体栖居而没有隔壁的部分，称为住室；具有一系列隔壁的部分是气壳,被相邻两个隔壁所分隔的空间叫做气室，隔壁是一个曲面，通常具有复杂的形状，尤其是在近壳壁处褶皱十分强烈。隔壁与壳壁的接触线叫做缝合线，是菊石分类中十分重要的标志。每一个隔壁有一个圆形隔壁孔，为体管所在位置。体管可能起联系软体与壳体和调节浮力使壳体沉浮的作用。它通常位于腹部边缘，但少数类别的体管在背部或近中心位置。



菊石壳体的旋卷程度很不相同，大致可以分为松卷、触卷、外卷、半外卷、半内卷和内卷。壳体外形也多种多样：由薄板状至圆球形，有的呈三角形旋卷，有的呈直杆状或呈环形，腹部尖形，平板状或圆形等。壳体表面有时平滑，有时有不同类型的装饰，常见的装饰有生长线纹、纵旋线纹、横肋、瘤、刺、沟、脊等，这些装饰又因粗细、强弱、密度、方向及相互组合而有许多变化。此外，壳体表面有不同类型的色带，但绝大多数色带都不能在化石上保存下来。菊石的壳口覆以口盖。口盖有的单瓣(单口盖)，有的双瓣（双口盖），也有的由双瓣融合而成(合盖)。通常口盖与菊石壳体分离保存。带有口盖的菊石化石十分稀少。



菊石的系统分类标志有壳体形状、旋卷程度、壳表装饰、体管位置和缝合线的特征等。其中，缝合线的特征具有特别重要的意义。每条缝合线可以分为外缝合线和内缝合线。外缝合线是壳体外表面的一段缝合线，内缝合线是背部表面的一段缝合线。缝合线的基本要素是叶和鞍。叶是缝合线向后弯曲的部分，鞍则是向前弯曲的部分。按照叶和鞍分布的位置，分别称为腹叶（或腹鞍）、背叶（或背鞍）、侧叶（或侧鞍）等。缝合线在侧面未完全变成独立的鞍和叶的一系列褶曲称为肋线系；位于腹叶和第一侧叶之间的一系列次生鞍和叶称为偶生鞍和叶。

叶和鞍的增生有两种方式： ①鞍裂式，由鞍部分裂，形成独立的叶和鞍；②叶裂式,由叶部分裂,产生新的叶和鞍。

按照叶和鞍的形态，可以将菊石缝合线归纳为 4种基本类型：①无棱菊石式：叶和鞍完整，数量少,侧面只有1个宽圆形的叶，见于泥盆纪菊石；②棱菊石式：叶和鞍完整，数量较多，叶较尖，见于泥盆纪至三叠纪菊石；③齿菊石式：鞍完整，叶呈锯齿状，见于石炭纪至三叠纪菊石；④菊石式：叶和鞍强烈分叉或齿化，见于二叠纪至白垩纪菊石。

缝合线的特征是划分目和亚目一级的主要标志，也是划分超科、科、属，以至种的重要标志。胎壳、体管的位置和方向（前向或后向）在划分目和亚目一级上也有意义。壳表装饰对于确定属和种，以及某些科有重要作用。壳体形状和旋卷程度是划分属和种的标志。

菊石化石以形成方解石物质，腔室内填满水晶。其变化多端的花纹和美丽的螺电，特别适合观赏与收藏。欧洲及日本、韩国及台湾将小菊石制成首饰和装饰品相当别致，人们或佩戴或作为礼品赠送特别受欢迎。

菊石化石具有壳饰丰富，壳壁较厚，外观优美等特点。菊石化石是在东源增坑发现的，共有200多块，是目前全国发现数量最多、 品种最丰富、规模最大的菊石化石群，其中有块42厘米的特大型菊石化石，为南国之冠。由于保存完好,外观纹饰奇特,这些化石看上去更象是长在石头里的菊花，形态可爱。

菊石化石均产于浅海沉积的地层中，并与许多海生生物化石共生。通过研究，推测菊石栖居在热带至温带的有一定深度的海域，壳壁较厚和具粗强壳饰的类型是较不活动的类型；壳壁较薄、表面平滑和具尖饼状壳形者是较活动的栖居于较深水体的类型。

我国西藏的珠穆朗玛峰地区有大量的菊石化石，甚至随手可得，因为在2亿多年前，那里曾经是古喜马拉雅海，由于造山运动，地壳上升，海底变成了高山。因此，生活在海洋底层的菊石，就呈现在地面上，成为喜马拉雅山地壳运动变化的见证物，同时也为恢复当地的古生态环境的提供了有利的证据。

长期以来，许多学者推测具有旋卷壳体的菊石是由直壳的杆石类，逐渐弯曲而演变为环形壳的无棱菊石类。但是，地层学的证据表明，最古老的具环形壳的无棱菊石类和弓形的杆石类几乎是同时出现的。因此，也有人设想杆石类和无棱菊石类几乎同时由具卵形胎壳和腹方体管的直角石类演化的。 在中国古生代和中生代地层中含有各种菊石，特别是广西的早泥盆世菊石群，华南二叠纪菊石，广西、青海和西藏三叠纪菊石和西藏侏罗纪及白垩纪菊石都具有重要的意义。

菊石是推算岩石年代、划分和对比地层最有效的标准化石，可划分出颇为精细的菊石带，例如在中生代的三叠纪、侏罗纪和白垩纪，每一个纪均可划分出30个以上的菊石带,平均每个菊石带的延续时限在100～200万年之间,在西欧古生代早石炭世晚期赛尔布霍夫期地层划分出30个菊石带，平均每个菊石带延续时限不超过50万年。应用同位素和其他方法测定地层的绝对年龄，还远远不能达到这个精度。

如果你认为地球的年龄为46亿年，那么50万年就是非常短的时间段。侏罗纪和白垩纪的大部分时期，就是利用菊石以此种方法划分的。菊石化石分布地很广——发现相同种类化石的地点可能相隔数千英里。这是因为在侏罗纪，泛大陆开始分裂，给菊石散布到全世界提供了航道。