超微古生物學的研究對象是個體直徑僅數(shù)微米至十多微米的一些鈣質(zhì)小片，人們通常稱為鈣質(zhì)超微化石，由于研究這些鈣質(zhì)小片必須借助于高倍偏光顯微鏡、相差顯微鏡和電子掃描顯微鏡，它與傳統(tǒng)的微體古生物學的研究方法不盡相同。加之它在生物地層、古環(huán)境、古海洋學研究中的獨特作用，現(xiàn)已發(fā)展成一門新的分支學科。
金藻植物門的顆石綱是一類營漂浮生活的海生藻類，至今還生存于世界各大洋中，它是海洋生物鏈中的一個重要成份。每一個顆石細胞可以產(chǎn)生數(shù)十個以至幾百個鈣質(zhì)小片，在細胞死亡后，這些鈣質(zhì)小片就脫離母體，散落于海底下，成為海洋沉積物的組成部分，有的就形成海洋沉積中的鈣質(zhì)超微化石軟泥。到目前為止，最早的可靠的鈣質(zhì)超微化石記錄為晚三疊世，故鈣質(zhì)超微化石是研究晚三疊世以來海相地層的一門重要生物類別。
鈣質(zhì)超微化石在地質(zhì)歷史中的演化極為迅速。據(jù)研究，鈣質(zhì)超微化石屬種的演化速度平均是30000～50000年左右，這在所有生物類別中是最快的一種，研究人員還發(fā)現(xiàn)，鈣質(zhì)超微化石中相當一批屬種在地層中的始現(xiàn)面或末現(xiàn)面在全球具有相當?shù)耐瑫r性，依據(jù)它們可以進行全球性的等時面的對比。
超微化石和微體古生物群的綜合研究在古海洋學和古環(huán)境恢復(fù)的研究中起著十分重要的作用。古海洋學的研究涉及古海洋物理、海洋化學、古生產(chǎn)率、古洋流、海平面升降歷史的恢復(fù)等研究內(nèi)容。研究第四紀以前的古海洋的變遷，再造白堊紀和第三紀各地質(zhì)時期的古海洋環(huán)境，對于了解那一時期的生油環(huán)境和有機巖的埋藏條件有著極其重要的意義。而對第四紀以來的海洋進行綜合研究，探索海洋的演變，可以了解和預(yù)測未來海洋對人類生存環(huán)境的影響。
不同的古海洋環(huán)境（邊緣海、陸架區(qū)、陸坡以及遠洋環(huán)境）生存著不同類型和特征的微體及超微生物，而且不同地質(zhì)時期的不同緯度又存在不同的微體及超微生物群。在微體及超微生物類別中，有廣溫性種與窄溫性種之別，還有生存于不同溫度條件下的暖水種、涼水種、冷水種。在鹽度適應(yīng)上亦存在廣鹽性種和窄鹽性種。人們可利用生物殼體的鎘/鈣比值和硼含量等微量元素的測定對海水的古鹽度進行恢復(fù)。因此，通過超微及微體化石生物群的綜合研究以及氧、碳穩(wěn)定同位素值和某些微量元素的測定可以恢復(fù)海水的古溫度、古鹽度、古深度等海洋物理、海洋化學狀況。
石油資源的形成物質(zhì)主要是生存于海洋和湖泊中的藻類，它們的豐富程度和藻類的類型，亦即干酷根的類型對判別油氣田的工業(yè)價值是一個重要依據(jù)。通過螢光分析或常規(guī)顯微鏡手段對沉積物中的孢子花粉、溝鞭藻以及其它不溶于有機溶劑的植物類別進行分類和數(shù)理統(tǒng)計可以確定沉積地層的干酷根類型，進而確定油氣形成的類型。另外，在油氣勘探中恢復(fù)地層的古地溫和熱變質(zhì)作用的強度是評價油氣形成和保存的重要依據(jù)，微體古生物中的孢子花粉、溝鞭藻的壁部是一種稱為孢粉素的碳氫化合物，人們可以根據(jù)孢粉壁顏色的分級（通常分五級或七級）計算出孢粉的色變系數(shù)，并進而判別該地層的古地溫和確定油氣形成條件和保存狀況，這些數(shù)據(jù)可以為評價一個油氣區(qū)的遠景提供有用信息。
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