辽西玲珑塔翼龙动物群和浙江翼龙的同位素年代:兼论中国翼龙化石的地层序列和时代框架

目前中国已经有8个省及自治区发现翼龙化石,时代分布从中侏罗世一直延续到晚白垩世。对近年来大量发现翼龙化石的辽宁玲珑塔和产出浙江翼龙的塘上组两个有争议的化石层位进行了U-Pb同位素测年,得到了最新的年龄数据。在玲珑塔地区含化石沉积地层的碎屑锆石获得了最小150 Ma的同位素年龄,可能代表了化石层位的时代下限,表明含化石层的时代为晚侏罗世。同时,也获得了浙江天台盆地富含恐龙蛋化石层下伏的塘上组和临海上盘浙江翼龙化石地点的塘上组(小雄组)凝灰岩的年龄,分别为113 Ma和90Ma,证实了浙江翼龙产于晚白垩世,而浙江地区不同盆地的塘上组应属于不同时期的沉积。在辽西和浙江这两个重要的有争议的翼龙化石地点的同位素最新年龄数据的基础上,对中国发现的翼龙化石的地层序列和时代框架进行了初步的总结,表明早白垩世翼龙占优势地位。     

中国晚白垩世陆相红层与恐龙蛋化石群序列及其地层学意义

中国的恐龙蛋化石埋藏丰富,分布广泛。迄今为止,已报道有14个省(区)发现恐龙蛋化石。尤其在浙江天台盆地、山东莱阳盆地、广东南雄盆地以及河南西峡和淅川盆地等晚白垩世陆相红层中发现大量的恐龙蛋化石,同时也发现大量共生的恐龙等脊椎动物化石。中国恐龙蛋化石具有数量大、种类多、保存好、分布广、时代跨度大等特点,因此恐龙蛋可以作为中国白垩纪陆相地层划分与对比的重要化石之一。本文在建立天台盆地赖家组和赤城山组的岩石地层、年代地层和恐龙蛋生物地层层序框架的基础上,重点对比讨论了我国几个主要含恐龙蛋沉积盆地的恐龙蛋类群组合序列及其对应的地层关系。同时,对我国周边相邻地区如蒙古、韩国和印度以及其他各个大陆发现的恐龙蛋化石进行了初步对比讨论。天台恐龙蛋化石群与我国其他几个主要的恐龙蛋化石群之间存在一定的差距。相比较而言,天台恐龙蛋化石群和南雄恐龙蛋化石群组合特征鲜明,前者主要以网形蛋类和蜂窝蛋类为主,后者以长形蛋类为优势类群,结合天台盆地陆相红层中多个凝灰岩夹层获得的98～91Ma和南雄盆地67Ma的同位素年龄,据此,天台恐龙蛋化石群代表了晚白垩世早期的恐龙蛋组合,而南雄恐龙蛋化石群则代表了晚白垩世晚期的恐龙蛋组合。天台恐龙蛋化石群与莱阳恐龙蛋化石群明显不同,莱阳盆地的主要蛋化石类型——圆形蛋类和椭圆形蛋类在天台盆地至今没有被发现。但莱阳恐龙蛋化石群与南雄恐龙蛋化石群比较相似,如莱阳盆地金刚口组以椭圆形蛋类为主,含有少量的长形蛋类,而南雄盆地以长形蛋类为主,含有少量的椭圆形蛋类,其中金刚口椭圆形蛋、薄皮椭圆形蛋、长形长形蛋和安氏长形蛋等2属4种蛋化石在两个盆地均有发现。此外,在莱阳盆地王氏群中下部的将军顶组还发现了相对原始的网形蛋类。综合以上分析,莱阳恐龙蛋化石群大致介于晚白垩世早期的天台恐龙蛋化石群和晚白垩世晚期的南雄恐龙蛋化石群之间,更接近于南雄恐龙蛋化石群,时代应为晚白垩世中晚期。天台恐龙蛋化石群与西峡恐龙蛋化石群非常相似,在科一级分类单元中,至少有巨型长形蛋类、蜂窝蛋类和棱柱形蛋类等6个蛋科在两个盆地中均有发现,尤其是巨型长形蛋科仅在天台和西峡两个盆地中有化石记录,其中西峡巨型长形蛋这一蛋种同时产于西峡盆地走马岗组、赵营组和天台盆地的赤城山组。西峡盆地发现的其他一些蛋化石也可以归入到天台盆地新建立的一些蛋化石类型中。据此推断,走马岗组和赵营组与赤城山组的层位可能大致相当。虽然我们对西峡盆地已报道的部分恐龙蛋化石进行了初步厘定,但鉴于西峡盆地大量恐龙蛋化石的形态学和分类学尚存在较多的问题,两盆地的详细对比还有待于进一步的研究。天台恐龙蛋化石群与淅川盆地的恐龙蛋化石组合差别很大,相应的淅川盆地的恐龙蛋类群与相邻的西峡盆地的差别也较大,此外,在淅川盆地高沟组发现有树枝蛋类,这一类蛋化石在天台盆地未发现,据此推测淅川盆地的时代应晚于天台盆地和西峡盆地。相比较而言,淅川盆地的蛋化石组合与莱阳和南雄恐龙蛋化石群有一定的相似性,都含有长形蛋类、圆形蛋类和椭圆形蛋类等,因而,淅川盆地的马家村组和寺沟组的层位被认为可能与莱阳盆地的金刚口组和南雄盆地的坪岭组相当。综上分析,我们可以初步建立我国晚白垩世恐龙蛋化石群的组合序列及其对应的地层层序和时代框架,从下至上至少包含了4个恐龙蛋化石群:1)天台恐龙蛋化石群,赋存层位为天台群中上部的赖家组和赤城山组,时代约为晚白垩世早期(塞诺曼期土伦期);2)西峡恐龙蛋化石群,赋存层位为走马岗组、赵营组和六爷庙组,晚白垩世早中期(土伦期桑顿期);3)莱阳恐龙蛋化石群,赋存层位为王氏群中上部的将军顶组和金刚口组,晚白垩世中晚期(科尼亚克期坎潘期);4)南雄恐龙蛋化石群,赋存层位为南雄群园圃组和坪岭组,晚白垩世晚期(坎潘期马斯特里赫特期)。此外,随着研究工作的继续和深入,有望建立起包括早白垩世恐龙蛋化石群在内的白垩纪恐龙蛋化石群的组合特征序列,为进一步划分与对比我国白垩纪地层提供更多的基础资料。     

中国早白垩世翼龙动物群及其多样性对比

中国西北和东北地区发育中生代河湖相沉积的陆相盆地,其中赋存丰富的脊椎动物化石群,包括天山北部准噶尔盆地的乌尔禾翼龙动物群、天山南部吐哈盆地的哈密翼龙动物群和辽西热河生物群富含翼龙化石。乌尔禾和哈密翼龙动物群都发现于下白垩统吐谷鲁群中,两者的繁盛时间大致相当,这两个动物群的翼龙个体数量巨大,但是物种多样性很低。乌尔禾翼龙动物群的化石多保存在半深湖环境沉积的细砂岩和粉砂岩中,化石保存较为完整,主要为正常死亡;哈密翼龙动物群的化石富集保存在滨浅湖环境事件沉积的风暴岩中,大都经过了大型风暴的短距离搬运和快速埋藏,骨架分散,但几乎所有单个骨骼完整。东北地区的热河生物群翼龙种类众多,共生包括鱼类、两栖类、恐龙等其他爬行类、鸟类和哺乳类等脊椎动物,生物多样性极为丰富,大多保存在半深湖-深湖环境形成的页岩中,骨架多为完整保存,是火山爆发事件导致其集群死亡,并被火山灰快速埋藏,与新疆的动物群面貌明显不同。根据天山南北的翼龙动物群初步对比,乌尔禾翼龙动物群的主要优势类群准噶尔翼龙类,在天山北部的准噶尔盆地及相邻的蒙古西部地区都有分布,与天山南部的哈密翼龙动物群中已知唯一翼龙类群哈密翼龙完全不同,两者亲缘关系很远。因此认为在中生代,天山的隆升就已经达到了一定的高度,并对翼龙的南北迁徙交流形成了有效的地理阻隔。依据中国东北和西北地区早白垩世翼龙动物群对比,认为辽西及相邻周边地区由于华北克拉通破坏,导致大量火山活动,造成了生态环境的多样性和生物种类的快速更替,从而形成了热河生物群独有的极高的生物多样性,而缺少火山活动、环境相对单一的西北陆相盆地,虽然翼龙类具有数以千万计的庞大居群,但是物种多样性很低。华北克拉通破坏导致的辽西地区频繁而强烈的火山活动,是形成中国西北和东北早白垩世生物多样性差异的重要原因。