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辽西地区位于中国东部大陆边缘北东向展布的西太平洋板块俯冲构造域与近东西向分布的欧亚构造域交叉复合的构造位置。所以,中生代以来该地区的断裂构造、盆地演化和岩浆活动均受控于这一特殊的大地构造背景。中生代期间,辽西地区发生了多次岩浆活动,并形成众多的陆相火山-沉积盆地。由于该区是我国侏罗系、白垩系地层出露较好,层位齐全且化石种类丰富的地区之一,所以近几十年来,在辽西地区发现了大量珍贵的化石,使该区成为国际地学界研究的热点地区之一。
近年来,在辽西建昌玲珑塔地区火山-沉积岩地层中发现了众多的叶肢介、介形类、双壳类、昆虫等多种脊椎动物和植物等化石。其中最引入关注的脊椎动物化石包括已知最早的真兽类哺乳动物-中华侏罗兽,这一发现将有胎盘类的哺乳动物的起源历史向前推进了3500万年(Luo et a1.,Nature,2011);另外还在该区发现了迄今最早的带羽毛恐龙-郝氏近鸟龙(Hu et a1.,Nature,2009)、郑氏晓廷龙(Xu et a1.,Chinese Science Bulletin,2009)、以及代表了原始类群向进步类群演化的过渡类型——模块达尔文翼龙(Lt et a1.,Proceedings of the Royal Society B,2010)等在内的脊椎动物化石,这些发现为探讨鸟类的起源、早期哺乳类和翼龙的演化提供了重要的证据。
该区产出的化石均属于燕辽生物群,一些详细的地层学工作显示该套火山-沉积岩属于髫髻山组,但青龙幅地调图显示其为土城子组。最近Liu等人(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,2012)对该区大西山含化石层中夹的两层凝灰岩和上部英安岩进行了锆石U-Pb SHRIMP定年,分别得到160.5±0.99Ma、161.0±1.44Ma和158.5±1.6Ma三个年龄数据,认为建昌玲珑塔大西山火山-沉积岩地层中的化石属于中侏罗世的髫髻山组。虽然国际地质年表(GTS2004,GTS2008)的中侏罗世与晚侏罗世界限161.2±4.0Ma误差较大,但是将159-161Ma划为中侏罗世也与燕辽生物群昆虫化石研究得出的中侏罗世最晚期至晚侏罗世早期的结论有些出入(Zhang,Geobios,2010; Zhang,Palaeontology,2010)。
我们在前人所做过的较为详细的岩石地层学及古生物化石研究的基础之上,通过详细的野外地质调查在建昌玲珑塔大西山含化石沉积层中发现了多层凝灰岩夹层,在所含化石层上下不同层位沉积岩中系统采集了8个凝灰岩样品,及3个安山岩样品,并对其中较为新鲜的3个凝灰岩样品进行了高精度的锆石SIMS U-Pb定年,获得了160.7±1.7Ma、159.5±2.3Ma和158.9±l.7Ma的年龄。这一结果与Liu等人(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,2012)数据一致,我们认为由侏罗兽和近鸟龙等构成的燕辽生物群生存于中侏罗世晚期至晚侏罗世早期,从而为最早哺乳动物和最早带毛恐龙的出现年代提供了确凿的同位素年代学证据。