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全球最早的早三叠世南漳-远安动物群,生存环境主要为潟湖洼地

原标题:早三叠世南漳-远安动物群赋存层位及生物组合特征

来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要:通过野外调查、剖面测量和化石发掘,查明全球最早的早三叠世南漳-远安动物群赋存层位主要为嘉陵江组二段上部的纹层状灰岩,生存环境主要为潟湖环境中的一个洼地。该动物群生物组合主要包括湖北鳄类、鱼龙类、始鳍龙类和龙龟类四大类,迄今为止已发现11属11种,初步识别出三类新的捕食方式,显示了动物群丰富的物种多样性特征,为研究二叠纪末生物大灭绝之后生物复苏进程提供了重要依据。

1.项目概况

“南漳-远安动物群特征及其对三叠纪生物复苏的响应”专题,归属于“湘西-鄂西成矿带神农架-花垣地区地质矿产调查”项目,由自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心承担。工作周期为2016—2018年。本专题主要目标任务是围绕南漳-远安动物群,在1∶5万地质调查和化石发掘等野外工作的基础上,开展南漳-远安动物群时空分布、生物组合特征及环境背景等研究工作,为研究海生爬行动物的起源及三叠纪海洋生物复苏过程提供重要线索。

2.成果简介

(1)南漳-远安动物群赋存层位特征。南漳-远安动物群特指分布在湖北省南漳县和远安县两县交界地区下三叠统以早期海生爬行动物为特色的动物群落。此次工作主要实测了南漳-远安动物群一带的9条嘉陵江组地层典型地质剖面,剖面分别为:远安张家湾剖面;南漳巡检胎坪剖面、马家沟剖面、白鹤船剖面、采石场剖面、松树沟剖面和西流坪剖面;板桥古井剖面以及肖堰大石板剖面(图1)。在此基础上建立了南漳-远安一带不同沉积环境之下的嘉陵江组地层格架(图2),完全查明了南漳-远安动物群的赋存层位特征。目前可以证实已报道的南漳-远安动物群化石均发现于嘉陵江组二段上部纹层状灰岩之中,而并非之前报道的某些标本来自时代更早的大冶组。该段地层在各剖面厚度均在30m左右,动物群丰度和分异度在该段地层顶部2m为最高,之下的层位亦有发现,但丰度和分异度均不及上部层位。目前我们在巡检西流坪剖面尚未发现完整的爬行动物化石,仅发现一个骨骼,对比其他产出完整化石剖面,该剖面岩性白云质含量略高,局部发育鸟眼构造,而在其西南方向约3km的大石板剖面则彻底无化石赋存层位的典型岩性纹层状灰岩产出,故此推断早三叠世末期南漳-远安动物群可能主要生活于当时潟湖环境的一个洼地之中,其中沿北东东方向相变较快。动物群赋存层位之下主要是一套滑塌角砾岩以及蠕虫状灰岩,赋存层位之上为一套灰绿或灰黄色的玻屑凝灰岩层,厚度在20~35cm范围内波动,但两者在南漳-远安一带均广泛分布,可以作为标志层进行地层对比。

全球最早的早三叠世南漳-远安动物群,生存环境主要为潟湖洼地

图1 鄂西地区南漳-远安动物群所在区域交通位置图及典型地质剖面所在位置

全球最早的早三叠世南漳-远安动物群,生存环境主要为潟湖洼地

图2 鄂西地区南漳-远安一带典型地质剖面中嘉陵江组地层对比

(2)南漳-远安动物群生物组合特征。南漳-远安动物群中的生物组合较为单一,除了丰富的海生爬行动物化石外,目前只发现了少量的藻类和牙形石等化石,因此这里生物组合特征主要指南漳-远安动物群中海生爬行动物的组合特征。此次化石发掘过程中,总计发现了10件较完整的海生爬行动物化石标本和20余件海生爬行动物骨骼碎片化石,取得了诸多新进展和新发现。其中,首次识别出龙龟类化石卞氏瘤棘龙,该化石不仅是南漳-远安动物群中首次发现的龙龟类,而且是全球最早的龙龟类记录;首次在动物群中发现了与现生鸭嘴兽具有相似捕食方式的海生爬行动物湖北鳄目卡洛董氏扇桨龙,这是最早的四足动物盲感应(非视觉探测)捕食方式的化石记录(图3)。之外,通过对采集的一件海生爬行动物化石标本进行研究,发现其属于始鳍龙类的一新属种,命名为襄楚龙,该化石标本为鳍龙类系统演化提供了重要线索。迄今为止,南漳-远安动物群海生爬行动物组合主要包括湖北鳄类、鱼龙类、始鳍龙类和龙龟类四大类,总计11属11种(图4),其中湖北鳄类5个属种,分别为南漳湖北鳄、孙氏南漳龙、细长似湖北鳄、短颈始湖北鳄和卡洛董氏扇桨龙;鱼龙类仅发现张家湾巢湖龙;始鳍龙类4个属种,分别为三峡欧龙、湖北汉江蜥、远安贵州龙和襄楚龙;龙龟类为卞氏瘤棘龙。动物群的面貌远高于同期的安徽巢湖龙动物群中海生爬行动物多样性。

全球最早的早三叠世南漳-远安动物群,生存环境主要为潟湖洼地

图3 卡洛董氏扇桨龙生态复原图

全球最早的早三叠世南漳-远安动物群,生存环境主要为潟湖洼地

图4 湖北南漳-远安一带早三叠世南漳-远安动物群主要海生爬行动物类型

A—南漳湖北鳄;B—细长似湖北鳄;C—襄楚龙;D—卡洛董氏扇桨龙;E—孙氏南漳龙;F—三峡欧龙;G—张家湾巢湖龙;H、I—湖北汉江蜥

3.成果意义

通过此次专题调查工作证实了已报道的南漳-远安动物群化石均来自嘉陵江组二段上部地层,并非之前报道的部分化石来自大冶组上部,同时完成了该地区不同沉积环境之下嘉陵江组地层的对比工作。通过化石发掘和修复查明了南漳-远安动物群海生爬行动物组合特征,证实早三叠世末期海生爬行动物的物种多样性还是生态多样性已经高度发展,显示了处于营养结构顶端的捕食者在早三叠世已经繁盛,说明二叠纪大灭绝之后海洋生物在该时期可能已经全面复苏。

(中国地质调查局武汉地质调查中心 阎春波 程龙供稿)