姚華舟,李炎桂*,Junaid Khan,Asma Tahir,安志輝,趙 赫, 張 磊,呂政藝,王向東,趙來時(shí),王建雄,何垚硯,安顯銀,張仁杰
(1.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,武漢 430205;2.地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國地質(zhì)大學(xué)),武漢 430074;3.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院,武漢 430074;4.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,成都 610081)
受印支運(yùn)動(dòng)影響,西藏東部地區(qū)在晚三疊世末結(jié)束古特提斯海侵而進(jìn)入內(nèi)陸盆地演化階段,侏羅紀(jì)沉積了巨厚的陸相地層,其中以昌都、察雅地區(qū)最為發(fā)育,侏羅系累計(jì)最大厚度超過4 800 m(圖1).侏羅系自下而上劃分為早侏羅世汪布組(大野組)、中侏羅世達(dá)布卡組、晚侏羅世肯做尕組[1-4],或籠統(tǒng)稱為察雅群[5].汪布組巖性為灰、灰綠色紫色石英細(xì)砂巖與泥頁巖互層,與下伏晚三疊世地層巖性連續(xù)過渡或不整合接觸,厚度1 574 m.達(dá)布卡組為紫紅色砂巖、粉砂巖夾少量灰綠色泥頁巖,局部泥巖厚度較大,下部夾多層礫巖,厚度達(dá)1 713 m.本文報(bào)道的恐龍足跡化石群即產(chǎn)于達(dá)布卡組.肯做尕組下部為暗紫、紫褐色泥巖與紫褐、黃綠色砂巖、粉砂巖、夾灰黑色頁巖及礫巖,上部以灰綠、灰紫、褐紅色泥巖為主夾粉砂巖、砂巖、礫巖及砂礫巖凸鏡體,厚度1 437 m.侏羅紀(jì)末藏東地區(qū)發(fā)生整體性褶皺隆升,昌都地區(qū)處于剝蝕狀態(tài),白堊紀(jì)沉積主要龜縮于研究區(qū)以南的芒康地區(qū).
進(jìn)入新生代,藏東地區(qū)沿貢覺—青尼洞一線形成斷陷盆地,古近紀(jì)沉積了巨厚的山麓—河湖相地層,主要為紫紅色砂泥巖沉積,夾多層礫巖,局部地區(qū)有中酸性火山巖,稱貢覺組[6]或貢覺群[5],最大厚度達(dá)3 638 m[1].本文報(bào)道的大象足跡化石群即產(chǎn)于古近紀(jì)貢覺組砂泥巖沉積中.
新近紀(jì)—第四紀(jì),研究區(qū)總體處于隆升剝蝕狀態(tài),最終形成今天的高原和深切河谷地貌.
西藏昌都地區(qū)的蜥腳類恐龍足跡化石曾為邢立達(dá)等所報(bào)道,分別為昌都至邦達(dá)機(jī)場約40 km處公路邊侏羅紀(jì)紅層中的蜥腳類足跡化石,共8個(gè)足跡,但受后期風(fēng)化影響破損嚴(yán)重[7];以及昌都市察雅的蜥腳類足跡化石,從發(fā)表的圖片看,化石也遭受明顯風(fēng)化作用,保存狀態(tài)不佳[8].
新近調(diào)查中,在昌都市卡若區(qū)發(fā)現(xiàn)10個(gè)恐龍足跡化石點(diǎn),化石點(diǎn)沿瀾滄江(圖1-III)及其兩個(gè)主要支流扎曲(圖1-I)和昂曲(圖1-II)切割的公路邊中侏羅世地層出露,已發(fā)現(xiàn)373個(gè)不同類型的足跡化石,其中不僅新發(fā)現(xiàn)了整體保存完好、趾痕結(jié)構(gòu)清晰的蜥腳類足跡(圖2E),還首次于研究區(qū)發(fā)現(xiàn)了多種類型的獸腳類足跡和鳥腳類足跡(圖2B~2G),獸腳類和鳥腳類足跡均為西藏地區(qū)首次發(fā)現(xiàn),歸為Wildeichnus遺跡屬的小型獸腳類足跡(圖2A右上部)則為中國首次發(fā)現(xiàn).
圖1 藏東地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖[1]并示化石發(fā)現(xiàn)位置Fig.1 East Tibet geological map[1] and the fossil locality
卡若區(qū)日通鄉(xiāng)溫達(dá)村的足跡化石點(diǎn)(I)堪稱恐龍足跡化石組合的“寶典”(圖2),即在出露面積不足60 m2、厚度僅2.45 m的地層范圍內(nèi),共發(fā)現(xiàn)8層不同類型的恐龍足跡化石,巖層底面初步統(tǒng)計(jì)共183個(gè)足跡,并涵蓋了恐龍足跡現(xiàn)行分類的所有三個(gè)大類(蜥腳類、獸腳類、鳥腳類).化石保存好,且都以凸型跡形式存在,立體性強(qiáng),可視性好,結(jié)構(gòu)清晰,有些相當(dāng)精美,根據(jù)層面足跡展布方位,可至少識(shí)別出5條行動(dòng)軌跡,加上其他化石點(diǎn)識(shí)別出的至少7條行跡,完美地詮釋了區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)恐龍的行走、停歇、蹬臥和奔跑等各種行動(dòng)和行為方式.對(duì)這8層足跡化石,初步的研究結(jié)果是,第一層、四層、五層、七層主要為蜥腳類,暫歸屬于雷龍類(Brontoopodus);第二層為小型獸腳類,暫時(shí)將其歸于虛骨龍大類(Coelurosauria);第三層為蜥腳類和小型獸腳類、鳥腳類共生,小型獸腳類為虛骨龍類,鳥腳類包括禽龍類(Iguanodontipodidae)和異樣龍類(Anomoepodidae);第六層為大型、小型獸腳類共生,大型者為實(shí)雷龍類(Eubrontidae),小型者為虛骨龍類;第八層小型獸腳類歸于Wildeichnus遺跡屬.該化石點(diǎn),化石均保存于傾斜的巖層底面,較好地避開了巖層頂面的日常流水侵蝕和風(fēng)化作用,這是化石得以完好自然保存的關(guān)鍵因素.
溫達(dá)村這種大量不同類型足跡頻密交織共生且保存完好的恐龍化石群十分罕見,反映了昌都地區(qū)中侏羅世非常特殊的生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境.中侏羅世時(shí),昌都盆地不僅徜徉著各種大型植食性恐龍,還伴生多種肉食性恐龍,以及植食性或雜食性的鳥腳類恐龍.從沉積環(huán)境特征看,卡若區(qū)日通鄉(xiāng)一帶,當(dāng)時(shí)屬于穩(wěn)定的濱湖環(huán)境,附近還有河道,是恐龍大家族良好的水源地.
卡若區(qū)10個(gè)化石點(diǎn)新發(fā)現(xiàn)的373個(gè)恐龍足跡,初步歸為18種類型(另文發(fā)表).經(jīng)測量,該化石群中大型獸腳類恐龍實(shí)雷龍類足跡(個(gè)例)長32 cm,寬22.4 cm,長寬比為1.43,趾間角為Ⅱ25°Ⅲ20°Ⅳ;小型獸腳類Wildeichnus遺跡屬足跡(個(gè)例)長7.6 cm,寬5.2 cm,長寬比為1.46,趾間角為Ⅱ29°Ⅲ25.5°Ⅳ;溫達(dá)剖面第三層所見最大的蜥腳類恐龍后肢足跡長75 cm,寬60 cm,小型蜥腳類恐龍后肢足跡(個(gè)例)長12.1 cm、寬11.4 cm;鳥腳類恐龍足跡(個(gè)例)長18.2 cm,寬18 cm,長寬比為1.01,兩外側(cè)趾趾間角為65.8°.
A.溫達(dá)村剖面總覽;B.大型獸腳類足跡化石(蹺腳龍足跡科);C.大型獸腳類足跡化石(實(shí)雷龍足跡科);D.小型獸腳類足跡化石;E.大型蜥腳類足跡化石,可見清晰腳趾;F.蜥腳類、鳥腳類和獸腳類足跡化石共存;G.大型鳥腳類足跡化石A.An overview of the Wenda village section;B.Big-type theropods footprints(Grallatoridae);C.Big-type theropods footprints(Eubrontidae);D.small-type theropods footprints;E.Big-type sauropods footprint with clear toe imprints;F.Coexisting footprints of sauropods,ornithopods and theropods;G.Big-type ornithopods footprints圖2 昌都市卡若區(qū)中侏羅世達(dá)布卡組恐龍足跡Fig.2 The middle Jurassic dinosaur footprints of Dabuka formation croped out at Karuo area,Changdu
本次工作發(fā)現(xiàn)的古大象足跡化石點(diǎn),位于昌都市江達(dá)縣青尼洞鄉(xiāng)境內(nèi),沿雪集拉山317國道旁的巖層面上出露,產(chǎn)于古近紀(jì)貢覺組湖相-三角洲相砂泥巖沉積中(圖1-IV、V、VI).與昌都市卡若區(qū)日通鄉(xiāng)溫達(dá)村中侏羅世恐龍足跡化石保存于巖層底面不同,雪集拉山的古大象足跡化石均保存于巖層頂面,以凹形跡形式存在,化石遭受風(fēng)化作用影響明顯,野外不能辨識(shí)大象足趾的原生結(jié)構(gòu)痕跡,但總的形貌特征清楚,尤其是1號(hào)化石點(diǎn)出露面很寬(圖1-V;圖3A),砂巖層頂面集中出露了200余個(gè)不同大小的足跡,均為圓形到卵形,足跡坑完全出露,或部分出露,深淺不一,推測層面上至少還有100個(gè)足跡被沉積物掩蓋而沒有出露(圖3A、3B).本研究對(duì)雪集拉山1號(hào)化石點(diǎn)120個(gè)足跡進(jìn)行了測量統(tǒng)計(jì),部分測量數(shù)據(jù)見表1,其中最大的足跡長45 cm、寬29 cm(受后期構(gòu)造作用略有變形),最小的足跡長11 cm、寬8.9 cm(17號(hào)足跡),大部分足跡的長度介于31~26 cm之間,寬度介于22~17 cm之間,這是一個(gè)以成年大象為主,并包含幼年個(gè)體的種群.雪集拉山2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)化石點(diǎn)(圖1-IV,VI),足跡形貌特征與1號(hào)點(diǎn)相似,即為圓形至卵形,但足跡普遍較小,足跡長度一般為22~16 cm,寬度19~10 cm,足跡的形態(tài)大小和組合面貌與伊朗西北部Tarom山地區(qū)始新世Karaj組的大象足跡化石[9]十分相似,結(jié)合前人研究成果[6],其時(shí)代也可能為始新世.從地層層序看,1號(hào)化石點(diǎn)位于2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)化石點(diǎn)之上,足跡也明顯較大,其時(shí)代可能稍新,將結(jié)合孢粉和同位素測年進(jìn)一步確定具體地質(zhì)時(shí)代.
表1 雪集拉山1號(hào)化石點(diǎn)古大象足跡測量數(shù)據(jù)Tab.1 Elephant footprints size data of No.1 section at Xuejila Mountain,Jiangda County,East Tibet cm
A.雪集拉山1號(hào)剖面足跡化石總覽;B.雪集拉山大象足跡化石(示單個(gè)足跡形態(tài)大小,為大型足跡);C.雪集拉山2號(hào)剖面大象足跡化石A.An overview of No.1 section elephant footprints at Xuejila Mountain;B.A big elephant footprint at Xuejila Mountain;C.The elephant footprint association of No.2 section at Xuejila Mountain圖3 昌都市江達(dá)縣雪集拉山古近紀(jì)大象足跡Fig.3 The Paleogene elephant footprints of Gonjue formation exposed at Xuejila Mountain,Jiangda County,Changdu City
目前國際上研究古大象足跡化石的資料不多,主要集中在第四紀(jì)更新世,典型的有南非、墨西哥、西班牙等地區(qū)[10-12],年代更老的大象足跡化石公開報(bào)道的很少,伊朗西北部Tarom地區(qū)Karaj組始新世的大象足跡被認(rèn)為是迄今所見最古老的大象足跡化石[9],本文報(bào)道的雪集拉山古大象足跡也可能為始新世,至少部分為始新世,也是國內(nèi)首次公開報(bào)道該時(shí)期的大象足跡化石.
本研究首次于藏東地區(qū)發(fā)現(xiàn)中侏羅世類型多樣的鳥腳類、獸腳類化石,其中昌都市卡若區(qū)溫達(dá)村的蜥腳類、鳥腳類、獸腳類等不同類型的足跡頻密交織共生,保存精美,是極為珍貴的恐龍足跡剖面;雪集拉山的大象足跡化石群為西藏乃至中國境內(nèi)首次報(bào)道的古近紀(jì)大象足跡化石,也是世界上最古老的大象足跡化石群之一.這兩個(gè)化石群是青藏高原東部地區(qū)迄今所見最典型的大型脊椎動(dòng)物足跡群,見證了青藏高原中新生代的地質(zhì)演化史和大型脊椎動(dòng)物活動(dòng)史,對(duì)研究恐龍、象類的生命演化、遷徙、擴(kuò)散、古生態(tài)等有著極其重要的意義,是不可多得的地質(zhì)遺跡.建議在加強(qiáng)地質(zhì)古生物研究的基礎(chǔ)上,以溫達(dá)村恐龍足跡剖面和雪集拉山大象足跡剖面為重點(diǎn),盡快啟動(dòng)地質(zhì)遺跡保護(hù)工作.
致謝本研究野外工作中得到國家自然資源督察成都局、西藏自治區(qū)自然資源廳、四川省自然資源廳、西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局、昌都市自然資源局、甘孜藏族自治州自然資源和規(guī)劃局、江達(dá)縣自然資源局、中國地質(zhì)調(diào)查局拉薩野外工作站和昌都分站、昌都市卡若區(qū)日通鄉(xiāng)人民政府、江達(dá)縣青尼洞鄉(xiāng)人民政府的大力支持和幫助,特表衷心感謝!