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全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群,生存環境主要為潟湖窪地

原标題:早三疊世南漳-遠安動物群賦存層位及生物組合特征

來源于《中國地質調查成果快訊》

摘要:通過野外調查、剖面測量和化石發掘,查明全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群賦存層位主要為嘉陵江組二段上部的紋層狀灰岩,生存環境主要為潟湖環境中的一個窪地。該動物群生物組合主要包括湖北鳄類、魚龍類、始鳍龍類和龍龜類四大類,迄今為止已發現11屬11種,初步識别出三類新的捕食方式,顯示了動物群豐富的物種多樣性特征,為研究二疊紀末生物大滅絕之後生物複蘇程序提供了重要依據。

1.項目概況

“南漳-遠安動物群特征及其對三疊紀生物複蘇的響應”專題,歸屬于“湘西-鄂西成礦帶神農架-花垣地區地質礦産調查”項目,由自然資源部中國地質調查局武漢地質調查中心承擔。工作周期為2016—2018年。本專題主要目标任務是圍繞南漳-遠安動物群,在1∶5萬地質調查和化石發掘等野外工作的基礎上,開展南漳-遠安動物群時空分布、生物組合特征及環境背景等研究工作,為研究海生爬行動物的起源及三疊紀海洋生物複蘇過程提供重要線索。

2.成果簡介

(1)南漳-遠安動物群賦存層位特征。南漳-遠安動物群特指分布在湖北省南漳縣和遠安縣兩縣交界地區下三疊統以早期海生爬行動物為特色的動物群落。此次工作主要實測了南漳-遠安動物群一帶的9條嘉陵江組地層典型地質剖面,剖面分别為:遠安張家灣剖面;南漳巡檢胎坪剖面、馬家溝剖面、白鶴船剖面、采石場剖面、松樹溝剖面和西流坪剖面;闆橋古井剖面以及肖堰大石闆剖面(圖1)。在此基礎上建立了南漳-遠安一帶不同沉積環境之下的嘉陵江組地層格架(圖2),完全查明了南漳-遠安動物群的賦存層位特征。目前可以證明已報道的南漳-遠安動物群化石均發現于嘉陵江組二段上部紋層狀灰岩之中,而并非之前報道的某些标本來自時代更早的大冶組。該段地層在各剖面厚度均在30m左右,動物群豐度和分異度在該段地層頂部2m為最高,之下的層位亦有發現,但豐度和分異度均不及上部層位。目前我們在巡檢西流坪剖面尚未發現完整的爬行動物化石,僅發現一個骨骼,對比其他産出完整化石剖面,該剖面岩性白雲質含量略高,局部發育鳥眼構造,而在其西南方向約3km的大石闆剖面則徹底無化石賦存層位的典型岩性紋層狀灰岩産出,故此推斷早三疊世末期南漳-遠安動物群可能主要生活于當時潟湖環境的一個窪地之中,其中沿北東東方向相變較快。動物群賦存層位之下主要是一套滑塌角礫岩以及蠕蟲狀灰岩,賦存層位之上為一套灰綠或灰黃色的玻屑凝灰岩層,厚度在20~35cm範圍内波動,但兩者在南漳-遠安一帶均廣泛分布,可以作為标志層進行地層對比。

全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群,生存環境主要為潟湖窪地

圖1 鄂西地區南漳-遠安動物群所在區域交通位置圖及典型地質剖面所在位置

全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群,生存環境主要為潟湖窪地

圖2 鄂西地區南漳-遠安一帶典型地質剖面中嘉陵江組地層對比

(2)南漳-遠安動物群生物組合特征。南漳-遠安動物群中的生物組合較為單一,除了豐富的海生爬行動物化石外,目前隻發現了少量的藻類和牙形石等化石,是以這裡生物組合特征主要指南漳-遠安動物群中海生爬行動物的組合特征。此次化石發掘過程中,總計發現了10件較完整的海生爬行動物化石标本和20餘件海生爬行動物骨骼碎片化石,取得了諸多新進展和新發現。其中,首次識别出龍龜類化石卞氏瘤棘龍,該化石不僅是南漳-遠安動物群中首次發現的龍龜類,而且是全球最早的龍龜類記錄;首次在動物群中發現了與現生鴨嘴獸具有相似捕食方式的海生爬行動物湖北鳄目卡洛董氏扇槳龍,這是最早的四足動物盲感應(非視覺探測)捕食方式的化石記錄(圖3)。之外,通過對采集的一件海生爬行動物化石标本進行研究,發現其屬于始鳍龍類的一新屬種,命名為襄楚龍,該化石标本為鳍龍類系統演化提供了重要線索。迄今為止,南漳-遠安動物群海生爬行動物組合主要包括湖北鳄類、魚龍類、始鳍龍類和龍龜類四大類,總計11屬11種(圖4),其中湖北鳄類5個屬種,分别為南漳湖北鳄、孫氏南漳龍、細長似湖北鳄、短頸始湖北鳄和卡洛董氏扇槳龍;魚龍類僅發現張家灣巢湖龍;始鳍龍類4個屬種,分别為三峽歐龍、湖北漢江蜥、遠安貴州龍和襄楚龍;龍龜類為卞氏瘤棘龍。動物群的面貌遠高于同期的安徽巢湖龍動物群中海生爬行動物多樣性。

全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群,生存環境主要為潟湖窪地

圖3 卡洛董氏扇槳龍生态複原圖

全球最早的早三疊世南漳-遠安動物群,生存環境主要為潟湖窪地

圖4 湖北南漳-遠安一帶早三疊世南漳-遠安動物群主要海生爬行動物類型

A—南漳湖北鳄;B—細長似湖北鳄;C—襄楚龍;D—卡洛董氏扇槳龍;E—孫氏南漳龍;F—三峽歐龍;G—張家灣巢湖龍;H、I—湖北漢江蜥

3.成果意義

通過此次專題調查工作證明了已報道的南漳-遠安動物群化石均來自嘉陵江組二段上部地層,并非之前報道的部分化石來自大冶組上部,同時完成了該地區不同沉積環境之下嘉陵江組地層的對比工作。通過化石發掘和修複查明了南漳-遠安動物群海生爬行動物組合特征,證明早三疊世末期海生爬行動物的物種多樣性還是生态多樣性已經高度發展,顯示了處于營養結構頂端的捕食者在早三疊世已經繁盛,說明二疊紀大滅絕之後海洋生物在該時期可能已經全面複蘇。

(中國地質調查局武漢地質調查中心 閻春波 程龍供稿)