第一作者简介: 秦宇龙(1976—),男,研究员,主要从事区域地质调查与矿产勘查研究工作。Email: 63328712@qq.com。
四川省是我国重要的恐龙化石遗迹产地,长期以来的发掘工作发现了丰富的恐龙化石种属。2021年,在广元市旺苍县中侏罗统沙溪庙组上段发现了一组以蜥脚类恐龙为主,虚骨龙类、肉食龙类、剑龙、龟类等为辅的化石,为目前国内罕见的化石种群丰富、密集度大、分布集中的恐龙化石埋藏点。通过地质填图、剖面揭露、化石统计、微相分析等手段,综合分析了岩性组合、构造特征等因素,认为研究区的碎屑物源来自龙门山、大巴山、米仓山方向,沉积环境为三角洲平原亚相河道微相和河道间微相; 埋藏特征显示研究区内化石为异地埋藏,但未经过远距离搬运。旺苍县恐龙化石的发现再次证实四川盆地具有考察、研究和发掘恐龙化石的优越条件,研究可为深入研究四川盆地古环境与古生态变迁、盆地恐龙的系统演化提供参考。
Sichuan Province is an important producing area of dinosaur fossil sites in China, and a series of dinosaur fossils were discovered in this area for a long time. In 2021, another group of fossils dominated by Sauropods, together with the Coelurosaur, Carnivora, Stegosaurus and turtles, was found in the upper part of Shaximiao Formation of Middle Jurassic in Wangcang County of Guangyuan City. It is a rare dinosaur fossil burial site with rich population, high density and concentrated distribution in China. Through geological mapping, profile disclosure, fossil statistics, microfacies analysis and other means, the authors comprehensively analyzed the lithologic association, structural characteristics and other factors, and concluded that the clastics source is from Longmen Moutain, Daba Mountain and Micang Moutain, and the sedimentary environment belongs to channel and interchannel microfacies of delta plain subfacies. The taphonomy characteristics indicate that these fossils were heterochthonousburial, and had not been transported for long distance. The further discovery of dinosaur fossils in Wangcang County strongly suggest that it has an advantageous condition for investigation, research and excavation of dinosaur fossils, which could provide some references for the in-depth research of pale-environment, paleoecologic change, and systematic evolution of basinal dinosaur in Sichuan Basin.
四川省自1915年首次发现恐龙化石以来, 共发现100处恐龙化石遗迹产地, 已鉴定出的恐龙骨骼化石有35属48种, 占中国恐龙骨骼化石种类的近20%[1, 2, 3]。
广元市旺苍县嘉川镇槐树村恐龙化石点自1976年被发现以来, 先后经过多家单位8次勘查或发掘[4], 已发现蜥脚类恐龙和少量剑龙、肉食龙类等, 但尚未开展埋藏古地理和古环境研究工作。2021年旺苍县委托四川省地质调查院开展“ 四川省旺苍县恐龙地质遗迹调查” 项目, 在槐树村中侏罗统沙溪庙组上段中部的黄褐色钙质粉砂质泥岩中再次发现恐龙化石, 该恐龙动物群是一个以蜥脚类恐龙为主, 虚骨龙类、肉食龙类、剑龙、龟类等为辅的古脊椎动物群。本次工作通过地质填图、剖面揭露、化石统计、微相分析等手段, 综合分析了岩性组合、构造特征等因素, 揭示了恐龙化石的沉积环境和埋藏条件。旺苍县恐龙化石的发现对研究四川盆地古环境与古生态变迁、盆地恐龙的系统演化的研究提供参考。
印支运动末期, 全球各大板块汇聚的构造事件造就了众多中生代盆地。同时期中国各大陆块发生聚合, 并与劳亚大陆和冈瓦纳大陆汇聚成为欧亚大陆, 从而形成了中国陆相盆地群, 四川中生代盆地是其代表[5, 6, 7, 8]。
四川省中生代— 新生代陆相红色盆地为扬子陆块西缘内侧的内陆盆地, 是我国最大的内陆盆地之一。盆地内出露地层主要有侏罗系和白垩系, 在龙门山低山地带、川东、川南、重庆大巴山、华蓥山一带发育三叠系。盆地西部广泛分布有古近系磨拉石建造及第四系冲洪积层, 局部见有新近系分布。
旺苍县槐树村恐龙化石产于中侏罗统沙溪庙组上段[11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18], 以产于自贡大山铺该组下部的李氏蜀龙动物群和上部的马门溪龙动物群为代表。研究区侏罗系总体向南倾斜, 倾角总体西陡东缓, 从老到新为白田坝组、千佛崖组、沙溪庙组、遂宁组及莲花口组(图1), 地层岩性组合如表1所示。
结合已有地质资料和本次清理工作, 发现旺苍县槐树村化石遗迹点的化石储层厚2~3 m, 产状向南倾, 倾角约30° 。恐龙化石以骨架残片为主, 含量较丰富(图2, 图3), 本次工作发现股骨、肋骨(图4(a))、尾椎、背椎、脉弧、掌骨、坐骨、耻骨等部位的骨骼化石百余件, 大部分骨胳化石长约为0.02~0.51 m, 最大的股骨化石长1.5 m(图4(b)), 据此推断恐龙成体最大长约20 m。此外, 还发现一枚龟鳖类化石和一枚恐龙牙齿化石。
本次区域调查发现, 旺苍地区侏罗系的岩相古地理演化存在由河湖相向湖相变迁, 之后水体变浅, 再向河流相、山前冲积相变化的过程(图1)[19]。
中侏罗统沙溪庙组为研究区重要的恐龙化石埋藏层位, 相对中侏罗统千佛岩组沉积时期, 沙溪庙组沉积时水体继续变深, 并有曲流河三角洲伸入湖泊。沙溪庙组岩性总体为泥岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、粉砂岩, 以水平层理、块状层理为主, 见压扁层理、浪成砂纹交错层理及波痕, 出露透镜状河道砂体, 延伸不稳定, 发育中型和大型板状、楔状交错层, 偶见滑塌构造。反映了浅湖、三角洲平原、三角洲前缘等沉积环境。
沙溪庙组上段的岩性与厚度变化均较大, 主体由10余套砂岩与泥岩的韵律互层组合叠加而成, 研究区内厚度约394 m。岩层层序上表现为泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩与粉砂岩的交替变化, 泥岩、泥质粉砂岩较厚, 细砂岩与粉砂岩较薄, 泥岩段发育块状或水平层理, 砂岩段发育砂纹层理、少量楔状交错层理, 局部见泥砾, 泥岩和粉砂岩中常见生物钻穴或水平虫迹。剖面沉积物粒度总体较细, 以泥、泥质粉砂为主, 细砂、粉砂为辅, 未见中粗粒砂岩, 仅局部见泥砾, 说明水动力较弱, 且变化不均, 可能有生物驻留生活并形成钙质结核, 反映了亚热带半干旱— 干旱气候下的河口缓流或滨浅湖环境。综合剖面上下层位及面上调查认识成果, 将旺苍县沙溪庙组含恐龙化石段的沉积相划归三角洲平原亚相, 砂岩段为河道微相, 泥岩段为河道间微相。
3.1.1 河道微相
三角洲平原河道微相沉积由灰黄色、浅灰色中厚层细粒长石石英砂岩、细粒长石岩屑砂岩夹泥质粉砂岩组成, 厚度一般在数米至10余米之间(图5)。河道砂岩与下伏紫红色泥岩底冲刷不明显, 砂岩发育爬升砂纹层理(图6(a))、楔状交错层理, 反映三角洲平原河道水流特征, 粉砂岩中见生物潜穴(图6(b)), 说明水体较为平静, 适于底栖生物活动。
在化石点南侧的沙溪庙组上段, 多处发育三角洲前缘水下河道大砂体, 厚度可达10 m, 常见大型板状交错层理和平行层理(图6(c), (d))。
3.1.2 河道间微相
河道间微相由紫红色、灰绿色中厚层状泥岩, 灰绿色、浅灰色粉砂质泥岩, 紫红色、灰白色钙质泥岩, 含钙质结核层等细碎屑岩构成(图5)。泥岩发育块状层理、水平层理, 普遍见有姜状的钙质结核(图6(e))及泥灰岩层, 多数钙质结核呈层分布, 直径一般2~10 cm。此外, 遗迹化石及生物扰动构造(图6(f))在泥岩、泥质粉砂粉岩中也较为发育。这些泥岩和泥质粉砂岩发育于三角洲平原浅水覆盖的河道间洪泛平原沉积环境。
前人对四川盆地恐龙化石的埋藏特征和埋藏环境已作了一些研究, 并根据恐龙化石的数量和完整性划分为低能湖滨砂质浅滩、经过搬运后异地埋藏于高能或低能环境、异常死亡后原地埋藏于高能或低能环境等5种类型的埋藏环境[20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]。
从旺苍地区的沉积相分析可以看出, 该处恐龙化石埋藏地的沉积环境总体上为曲流河三角洲平原, 恐龙化石埋藏于三角洲平原之上的河道和河道间沉积微相。造成该处恐龙集中埋藏的原因可能是: 恐龙生活于广阔的三角洲平原之上, 由于温暖半干旱的气候、现代大气5~8倍的CO2浓度[21, 22, 23, 24, 25], 导致植物生长不利, 恐龙由于旱季食物供给不足死亡。恐龙死亡后, 尸体在未完全腐烂之前, 被季节性越岸洪水搬运至河道间环境, 来自龙门山、大巴山、米仓山方向[1, 22]的粉砂质泥岩等细粒沉积物将其掩埋。由于经过一定距离的搬运, 导致恐龙化石呈分散的形式保存。从恐龙化石的保存情况看, 未见完整恐龙个体, 同时骨骼有压扁现象, 但埋藏较集中且保存有较完整的脊椎、胫骨和腓骨, 说明化石未经过远距离搬运。
(1)恐龙化石发育于中侏罗统沙溪庙组上段中部的黄褐色钙质粉砂质泥岩中, 该恐龙动物群是一个以蜥脚类恐龙为主, 以虚骨龙类、肉食龙类、剑龙、龟类等为辅的古脊椎动物群, 大部分骨胳化石长约0.02~0.5 m, 最大股骨化石, 达1.5 m, 推断恐龙成体最大应长于20 m。
(2)旺苍地区侏罗系的岩相古地理演化存在由河湖相向湖相变迁, 之后水体变浅, 再向河流相、山前冲积相变化的过程。
(3)旺苍县恐龙化石埋藏地的沉积环境总体上为曲流河三角洲平原, 恐龙化石埋藏于三角洲平原之上的河道和河道间沉积微相, 化石虽非原地埋藏, 但未经远距离搬运。
致谢: 在工作过程中, 得到了旺苍县县委、县政府、自然局、文化旅游局相关领导, 以及彭光照研究馆员、罗勇研究员、江山副研究馆员等专家的指导与帮助。
(责任编辑: 魏昊明, 王晗)
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