姚永龍

(遼寧省第三地質(zhì)大隊有限責(zé)任公司，朝陽 122000)

0 引言

2007年遼寧省化石資源保護管理局在進行“遼寧省化石資源調(diào)查”項目工作時發(fā)現(xiàn)多處化石點，但此后的古生物化石調(diào)查研究工作僅限于當(dāng)?shù)卦瓏临Y源部門對已發(fā)現(xiàn)化石點的保護性挖掘，區(qū)內(nèi)賦存化石的種類、數(shù)量及確切產(chǎn)出層位尚缺乏系統(tǒng)研究。本文通過在區(qū)內(nèi)開展古生物化石地質(zhì)調(diào)查，完成了地層剖面測量及發(fā)掘坑挖掘工作。根據(jù)剖面測量數(shù)據(jù)與大城子凹陷九佛堂組代表性剖面的劃分對比，確定了雙廟地區(qū)古生物化石的特征、產(chǎn)出層位及埋藏環(huán)境。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

大城子凹陷九佛堂組賦存有大量的古生物化石[3]，其代表性剖面為凹陷中部的宋家店—甘招剖面[1]，自下至上分為3個巖性段： 一段主要以灰白—灰綠色凝灰質(zhì)巖石為主，夾膨潤土； 二段以灰黃色礫巖、灰黃—灰綠色粉砂巖、砂巖夾頁巖為主，夾油頁巖、凝灰?guī)r； 三段為灰黃—灰綠色砂質(zhì)泥巖、泥巖。上述3個巖性段均產(chǎn)有恐龍類、鳥類、魚類、葉肢介、介形類、昆蟲等化石[4-6]，與下伏義縣組為平行不整合接觸[7]。根據(jù)朝陽上河首地區(qū)九佛堂組二段樣品同位素年齡分析，九佛堂組最新同位素年齡為120.30 Ma[8]。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置

2 古生物化石特征

研究區(qū)經(jīng)古生物化石地質(zhì)調(diào)查及發(fā)掘坑挖掘工作，共發(fā)現(xiàn)爬行類、鳥類、魚類、植物類共4個門類數(shù)十件古生物化石(圖2)。

2.1 爬行類

爬行類為一發(fā)現(xiàn)于SFJ1發(fā)掘坑的龜類化石，經(jīng)中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所古生物室姬書安研究員鑒定為龜鱉目未定屬種(Testudinesgen. et sp.indet)(圖2(a))?；癫赜诨野咨屹|(zhì)砂巖中，保存有頭骨、尾椎、腹甲等部分，但由于這是一件幼年發(fā)育階段的龜類化石，且未保存清晰的鑒定特征，鑒定難以確切到屬種。

(a) 龜鱉目屬種未定(Testudines gen. et sp. indet) 鑒定人: 姬書安(b) 孔子鳥屬未定種(Confuciusornis sp.) 鑒定人: 姬書安(c) 郭氏渤海鳥(Bohaiornis Guoi) 鑒定人: 姬書安

(d) 戴氏狼鰭魚(Lycoptera Davidi) 鑒定人: 張立君(e) 劉氏原白鱘(Protopsephurus Liui) 鑒定人: 張立君(f) 潘氏北漂鱘(Peipiaosteus Pani) 鑒定人: 張立君

(g) 楔拜拉屬未定種(Shenobaiera sp.) 鑒定人: 鄭少林(h) 側(cè)羽葉屬未定種(Pterophyllum sp.) 鑒定人: 鄭少林

圖2 古生物化石圖版

Fig.2Paleontologicalfossilplate

2.2 鳥類

經(jīng)本次SFJ1發(fā)掘坑的現(xiàn)場挖掘及中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所古生物室姬書安研究員鑒定，發(fā)現(xiàn)孔子鳥屬未定種(Confuciusornissp.)(圖2(b))和郭氏渤海鳥(BohaiornisGuoi)(圖2(c))2大類鳥化石。它們賦存于灰白色凝灰質(zhì)砂頁巖中。

孔子鳥化石因肩胛骨遠端未變窄，肱骨近端顯著擴展，且具有發(fā)育的卵圓形孔、掌指骨未愈合、第二指指節(jié)寬大、第一指發(fā)達等典型特征而被確定孔子鳥屬。但因其頭骨前部、胸骨等未保存，因此未能進一步鑒定其種級單元，暫定名為孔子鳥屬未定種。

郭氏渤海鳥化石具V字形的叉骨、支柱狀的烏喙骨、前緣與側(cè)前前部略呈圓弧狀的胸骨、肩胛骨短于肱骨、后肢趾爪較強壯等顯著特征，其胸骨末端具有發(fā)育的外側(cè)突和劍狀突，且向后突出的程度相近。

2.3 魚類

經(jīng)SFJ1發(fā)掘坑的現(xiàn)場挖掘及中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心張立君研究員鑒定，雙廟地區(qū)發(fā)現(xiàn)的魚類化石主要為戴氏狼鰭魚(LycopteraDavidi)(圖2(d))、劉氏原白鱘(ProtopsephurusLiui)(圖2(e))、潘氏北漂鱘(PeipiaosteusPani)(圖2(f))等?；饕x存于灰白色凝灰質(zhì)頁巖及灰白色凝灰質(zhì)砂巖、灰綠色泥質(zhì)頁巖中。狼鰭魚化石一般長5～26 cm，寬1.5～5 cm； 鱘魚化石一般長55～75 cm，寬8～16 cm?；４孑^完整，且化石數(shù)量較多。

2.4 植物類

經(jīng)SFJ1發(fā)掘坑挖掘及中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心鄭少林研究員鑒定，雙廟地區(qū)發(fā)現(xiàn)的植物化石主要有松型枝屬未定種(Pityocladussp.)、薄果穗屬未定種(Leptostrobussp.)、楔拜拉屬未定種(Shenobaierasp.)(圖2(g))、擬茨葵屬未定種(Phoenicopsissp.)、長葉擬茨葵(PhoenicopsisangustifoliaHeer)、 側(cè)羽葉屬未定種(Pterophyllumsp.)(圖2(h))等?；饕癫赜诨野咨屹|(zhì)頁巖及灰色泥質(zhì)粉砂巖中，保存不完整。

3 地層剖面描述

為將雙廟地區(qū)與其他地區(qū)九佛堂組進行對比，確定區(qū)內(nèi)古生物化石產(chǎn)出的確切層位，本次在大城子鎮(zhèn)西雙廟村實測了九佛堂組一段剖面(圖3)。

1.安山巖； 2.礫巖； 3.粉砂質(zhì)頁巖； 4.長石砂巖； 5.泥質(zhì)粉砂巖； 6.凝灰質(zhì)頁巖； 7.凝灰質(zhì)砂巖； 8.泥質(zhì)頁巖； 9.平行不整合； 10.地質(zhì)產(chǎn)狀； 11.古生物化石； 12.巖性編號； K1y.義縣組； K1j.九佛堂組一段

圖3 喀左縣大城子鎮(zhèn)雙廟村九佛堂組一段實測剖面

Fig.3MeasuredsectionofthelowerpartofJiufotangFormatio tShuangmiaoVillageofDachengziTowninKazuoCounty

九佛堂組地層巖性自上而下為：

—————第四系覆蓋，未見頂—————

九佛堂組(K1j)

總厚249.49 m

⑨灰白色凝灰質(zhì)砂巖

36.83 m

⑧灰白色凝灰質(zhì)頁巖夾灰色泥質(zhì)粉砂巖，見LycopteraDavidi、BohaiornisGuoi、EosestheriaOvata、Shenobaierasp.、Pterophyllumsp.

30.54 m

⑦灰綠色凝灰質(zhì)砂巖，局部見較強的綠泥石化

69.27 m

⑥灰綠色粉砂質(zhì)頁巖夾灰綠色泥質(zhì)粉砂巖

8.12 m

⑤灰白色凝灰質(zhì)頁巖，巖石頁理發(fā)育，見LycopteraDavidi、BohaiornisGuoi、Shenobaierasp.

0.39 m

④灰色泥質(zhì)粉砂巖

10.83 m

③黃褐色粗粒長石砂巖，含少量巖屑，粒徑0.5～1 mm

4.35 m

②黃褐色含細(xì)礫粗粒長石砂巖，礫石主要為安山巖、凝灰?guī)r，礫徑0.4～1 cm，呈次圓—次棱角狀，具一定程度分選，具交錯層理

33.36 m

①灰褐色礫巖，底部夾長石砂巖薄層。礫石以灰紫色、杏黃色安山巖為主，砂質(zhì)膠結(jié)，礫徑0.5～4 cm，礫石呈次棱角—次圓狀，分選性較差

55.80 m

----- 平行不整合 -----

下伏地層： 義縣組(K1y)灰紫色安山巖

SFJ1發(fā)掘坑剖面位于雙廟地層剖面NE48°方向40 m處。九佛堂組地層巖性共分為12層，厚7.26 m。地層巖性自上而下為：

196 cm

31 cm

52 cm

⑨灰白色厚層凝灰質(zhì)頁巖(含BohaiornisGuoi、LycopteraDavidi、Pityocladussp.)

24 cm

⑧灰綠色泥質(zhì)頁巖

40 cm

⑦灰綠色中厚層泥質(zhì)粉砂巖(含Pityocladussp.、Shenobaierasp.)

73 cm

⑥灰白色中厚層凝灰質(zhì)砂巖夾灰色泥質(zhì)粉砂巖(含ProtopsephurusLiui、Testudinesgen. et sp. indet、LycopteraDavidi)

64 cm

⑤灰白色厚層凝灰質(zhì)頁巖(含BohaiornisGuoi、LycopteraDavidi、PeipiaosteusPani)

60 cm

④灰綠色泥質(zhì)頁巖

20 cm

③黃褐色硅質(zhì)巖

30 cm

②灰綠色凝灰質(zhì)頁巖(含LycopteraDavidi)

81 cm

①灰白色厚層凝灰質(zhì)頁巖(含LycopteraDavidi、ProtopsephurusLiui)

55 cm

4 剖面地層對比及化石埋藏環(huán)境

4.1 地層對比

喀左縣大城子鎮(zhèn)雙廟地層剖面下部為礫巖，中部為含礫長石砂巖及粗粒長石砂巖，上部為粒度較細(xì)的泥巖及凝灰質(zhì)巖石，自下而上總體呈現(xiàn)由粗變細(xì)的沉積變化規(guī)律。地層所含的LycopteraDavidi、BohaiornisGuoi、EosestheriaOvata、Shenobaierasp.、Pterophyllumsp.等化石在種類上也與喀左宋家店—甘招九佛堂組代表性剖面一段下部相吻合。根據(jù)上述沉積韻律變化、巖性及所采集化石種類對比，雙廟九佛堂組地層剖面相當(dāng)于喀左宋家店—甘招九佛堂組剖面的一段下部(圖4)。

1.礫巖； 2.粉砂質(zhì)頁巖； 3.長石砂巖； 4.泥質(zhì)粉砂巖； 5.凝灰質(zhì)頁巖； 6.凝灰質(zhì)砂巖； 7.泥質(zhì)頁巖； 8.平行不整合； 9.古生物化石

圖4 大城子凹陷九佛堂組地層對比

Fig.4ComparisonofthecolumnarsectionsofJiufotangFormationinDachengziBasin

SFJ1發(fā)掘坑剖面巖性主要為凝灰質(zhì)砂頁巖及泥質(zhì)砂巖、頁巖，其內(nèi)采集到的化石主要有LycopteraDavidi、BohaiornisGuoi、EosestheriaOvata、Shenobaierasp.、Pterophyllumsp.、Pityocladussp.等，從地層巖性及采集化石種類分析，發(fā)掘坑剖面相當(dāng)于喀左縣大城子鎮(zhèn)雙廟剖面的⑤～⑧層。

4.2 剖面沉積相特征分析

沉積相作為物質(zhì)表現(xiàn)，直觀體現(xiàn)了特定時期內(nèi)與之對應(yīng)的沉積環(huán)境[9]。雙廟地區(qū)位于大城子凹陷南緣，其沉積環(huán)境研究見魏恒飛等《喀左盆地九佛堂組沉積特征及演化研究》[10]。本次工作根據(jù)雙廟九佛堂組下部地層剖面巖性變化、巖石組合及產(chǎn)出古生物化石等一系列特征，自下而上劃分為扇三角洲相和湖泊相。

4.2.1 扇三角洲相

扇三角洲是沖積扇前積到穩(wěn)定水體中形成的，多發(fā)育于斷裂盆緣一側(cè)[4]。雙廟地區(qū)九佛堂組扇三角洲相可分為扇三角洲平原亞相和扇三角洲前緣亞相。

扇三角洲平原亞相沉積以雙廟村九佛堂組剖面第①層灰褐色礫巖為代表(圖5)。其礫石成分單一，礫石主要為灰紫色、杏黃色安山巖，礫徑0.5～4 cm，呈次棱角—次圓狀，分選性較差，砂質(zhì)膠結(jié)，底部見有砂巖薄層。根據(jù)礫石以中粗礫為主、呈次棱角—次圓狀、分選性較差且底部發(fā)育有薄層砂巖判斷，該扇三角洲平原亞相為距離盆緣斷裂較近的扇面河道沉積。

圖5 SFJ1發(fā)掘坑地層實測剖面

扇三角洲前緣亞相沉積以雙廟村九佛堂組剖面第②～④層為代表(圖5)。其下部為含細(xì)礫粗粒長石砂巖，礫石成分同扇三角洲平原亞相相近，但礫徑明顯變小且磨圓度稍變好，具交錯層理，為水下分流河道沉積； 上部為不同粒級砂巖，具平行層理，為席狀砂微相沉積。

4.2.2 湖泊相

湖泊相為雙廟地區(qū)九佛堂組的主體，以雙廟村九佛堂組剖面的第⑤～⑨層為代表(圖5)。

巖性主要表現(xiàn)為灰白色凝灰質(zhì)砂頁巖夾泥質(zhì)粉砂巖、灰綠色粉砂質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)粉砂巖，具均勻?qū)永砘蛩綄永?。凝灰質(zhì)頁巖及泥質(zhì)粉砂巖中見LycopteraDavidi、BohaiornisGuoi、EosestheriaOvata、Shenobaierasp.、Pterophyllumsp.等化石。根據(jù)上述巖相及沉積構(gòu)造分析，進一步將其劃歸淺湖亞相沉積。

4.3 化石埋藏環(huán)境分析

通過發(fā)掘坑挖掘工作，采集到的古生物化石種類有龜、鳥、魚及植物等，化石保存較好，且賦存層位相對集中。種類眾多的古代生物大量死亡并集中埋藏于同一地點，說明這些生物均死于古代災(zāi)變事件，即火山活動事件產(chǎn)生的大量火山灰毒化了大氣和湖水，或大量的火山灰使得生物窒息死亡，而后又很快在近乎密閉的環(huán)境中集中埋藏并完整保存為化石。這相對是一個小概率事件，也在一定程度上體現(xiàn)了這些古生物化石的珍貴性。

結(jié)合上述大城子鎮(zhèn)雙廟九佛堂組實測地層巖性特征分析，雙廟地區(qū)古生物化石主要埋藏于九佛堂組一段下部凝灰質(zhì)巖石中。根據(jù)實測剖面沉積相分析，雙廟地區(qū)古生物化石埋藏于湖泊相沉積環(huán)境。

5 結(jié)論

通過本次工作，解決了 “雙廟地區(qū)古生物化石調(diào)查研究工作僅限于針對已發(fā)現(xiàn)化石點的保護性挖掘”這一問題，得出了以下幾點結(jié)論：

(1)喀左雙廟地區(qū)目前挖掘保護的古生物化石主要有爬行類、鳥類、魚類、植物類4大類型。

(2)通過實測地層剖面測量結(jié)果與大城子凹陷九佛堂組代表性剖面對比分析，認(rèn)為雙廟地區(qū)古生物化石層位為下白堊統(tǒng)九佛堂組一段，距今約120.30 Ma。

(3)雙廟地區(qū)古生物化石埋藏環(huán)境為湖泊相沉積。