内蒙古鄂托克旗下白垩统恐龙足迹及其古地理和古环境意义

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恐龙足迹是脊椎动物足迹化石的一种,是恐龙在湿度、粘度、颗粒度适中的地表行走时留下的脚印所形成的化石。研究恐龙足迹的学科是“化石足迹学(Ichnology)”的一个分支。研究足迹化石可以获得许多从恐龙骨骼化石无法得到的信息。第一,足迹化石是原地埋藏和保存的,可以指示化石保存地的古环境;第二,许多地方没有发现过恐龙骨骼化石,足迹化石的发现使人们了解到了恐龙曾经的存在,从而扩大关于恐龙的地理和地史分布的信息;第三,足迹化石还能反映许多恐龙行为方面的信息,比如群居、奔走速度等;第四,恐龙足迹化石是恐龙生活时留下的,而骨骼化石是恐龙死亡后的遗存。所以,恐龙足迹是恢复古动物生态环境不可或缺的珍贵材料。   因此。恐龙足迹的研究也受到了越来越多的重视。20世纪80年代以后,世界上发现恐龙足迹的地点越来越多。目前,除了南极洲以外,世界上每个大陆都有恐龙足迹的报道。尤其是在美国以及西欧等地恐龙足迹化石产地十分密集。同时在亚洲的韩国、日本等国家也都发现了成批的恐龙足迹。在恐龙足迹研究中,除了报导新发现、描述足迹形状以外,更多的文章把主要篇幅放在恢复古地理和古环境的研究上,还有一些科学家试图利用足迹与通过骨骼识别的动物类群进行比较。总之,对足迹在生物学上的科研价值利用越来越多。   内蒙古鄂托克旗境内的恐龙足迹化石最早是在1979年被科学界发现的。这里的恐龙足迹主要保存在下白垩统志丹群泾川组内,足迹种类丰富,多层位,数量大,分布范围广,已经成为世界第四大足迹化石产地。目前已经发现了16个化石点。但研究程度还比较弱,仅见到少数文章对个别足迹化石点进行描述(Locklcy et al.2002a;李建军等2006: Azuma et al2006)。   鄂托克旗位于内蒙古西部的鄂尔多斯高原中西部,地处塔里木板块、西伯利亚板块和华北板块(中朝板块)的结合部。在查布地区,泾川组出露广泛,地层主要由杂色泥岩、粉砂岩和砂岩组成。足迹化石大多以下凹的形式保存在比较坚硬的砂岩层面上。而有些足迹被保存在在比较容易风化的泥岩或粉砂岩上面,在被砂岩覆盖的情况下,由于差异风化的作用,泥岩和粉砂岩首先遭到风化,而在上覆砂岩层的底面保存了凸出的足迹。在查布地区这种凸出保存的大多是鸟类化石。以这种形式保存的足迹化石十分精美。   除了恐龙足迹以外,在查布地区的泾川组内还发现了大量其他化石,包括:以女星介(Crpridea)和达尔文介(Darwinula)为主的介形虫,以圆头中长蝽(Mesolygaeus rotandocephalus)为主的昆虫组合。以及脊椎动物化石包括甘肃狼鳍鱼(Lycoptera kansuensis),鹦鹉嘴龙(Psittacosaurusyoungi),伊克昭龙(Ikechosaurus sp.).古鳖类以及成吉思汗鄂托克鸟(Otogornisgenghisi)和查布华夏鸟(Cathayornis chabuensis)等化石。从化石面貌上看,能够与辽西地区的热河生物群进行对比。   本文记录了鄂托克查布地区下白垩统保存的1500多个恐龙足迹和100多个鸟类足迹,分布在16个化石点中。其中,所有足迹化石点都保存有兽脚类恐龙足迹;蜥脚类恐龙足迹出现在5号点、6号点和8号点:鸟类足迹出现在1号点、4号点、5号点和15号点。本文详细描述16个足迹化石点的足迹类型和分布。通过系统研究识别出了查布洛克里足迹(chapus loakleyi)、亚洲足迹(Asianopodus),跷脚龙类足迹(Grallator-like)等三类兽脚类恐龙足迹以及蜥脚类的伯德雷龙足迹(Brontopodus birdi)和类似岸边鸟足迹(Aquatilavipes-like)的鸟类足迹。其中发现一个恐龙足迹新种:粗壮亚洲足迹(Asianopodus robustus sp.nov)。本文按照足迹分类的一般规则将足迹属根据形态归入足迹科当中,并将足迹科放在传统的恐龙自然分类系统中,给出造迹恐龙可能的亲缘关系,探讨可能的造迹恐龙的类型,并通过对足迹化石的研究进一步探讨足迹化石所反映的古环境及古生态,通过足迹分析恐龙的行为和行进速度,最后利用足迹化石对比今天鄂托克地区的鸟类足迹及其造迹鸟类。   通过对恐龙足迹,单步、复步的测量,推算出了恐龙的运动速度。在鄂托克查布地区发现了目前世界上跑得最快的恐龙,其奔跑速度达到43千米/小时。   通过对查布地区足迹分布状况的统计分析,发现蜥脚类恐龙都是家庭形式的群居生活方式,小型兽脚类恐龙也是群体生活,集体狩猎,而大型兽脚类恐龙往往是单独行动。   通过对足迹所代表的恐龙类群的分析,得出了白垩纪早期查布地区属于半干旱的湖泊环境。大量的恐龙和鸟类足迹的出现证明了这里在早白垩世时期曾经有水体的存在,恐龙和鸟类来把这里的季节性湖泊当作水源定期前来饮水。   在查布地区,在含恐龙足迹地层中发现过两种鸟化石,经过详细对比,这两种鸟类并不是鸟类足迹的制造者。反而,通过对现生鸻鸟类及其足迹的观察似乎发现了其中的关系,并复原了当时的古地理面貌。   本文最后尝试着利用恐龙足迹进行地层对比,将查布地区的大部分足迹化石点的层位根据足迹组合进行了层序分析。   目前,还有一些保存不是十分清晰的足迹在分类上还需要进一步工作。虽然按照惯例保存不完好的足迹是不进行分类命名的,但通过确定这些足迹的种类有利于进行全面分析。在查布地区有些地方显示了火山成分的迹象,需要今后进一步工作,从而在绝对年龄测定方面希望有所突破。
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