三叠纪:奇特爬行生物群时代

三叠纪(Triassic period)是中生代的第一个纪。始于距今2.5亿年至2.05亿年,延续了约4500万年,分为早、中、晚三个世。古生代末的海西运动以后,全球陆地面积扩大,地台区产生了一些内陆盆地。这种新的古地理条件导致沉积相及生物界的变化。从三叠纪起,陆相沉积在世界各地,尤其在中国及亚洲其他地区都有大量分布。古气候方面,三叠纪初期继承了二叠纪末期干旱的特点;到中、晚期之后,气候向湿热过渡,依次出现了红色岩层和含煤沉积,旱生性植物向湿热性植物发展的现象,植物地理区也同时发生了分异。生物变革方面,陆生爬行动物比二叠纪有了明显的发展,原始哺乳动物在三叠纪末期也出现了。由于陆地面积的扩大,淡水无脊椎动物发展很快,海生无脊椎动物的面貌也为之一新。菊石、双壳类、有孔虫成为划分与对比地层的重要门类。爬行动物在三叠纪崛起,主要由槽齿类、恐龙类、似哺乳的爬行类组成。恐龙类最早出现于晚三叠世,有两个主要类型:较古老的蜥臀类和较进化的鸟臀类。原始的哺乳动物最早见于晚三叠世,属始兽类。海洋生物方面,现代珊瑚的代表六射珊瑚开始发展,晚二叠世幸存的齿菊石类大量繁盛起来,海百合类也更新换代,面貌一新。双壳类也有明显变化,产生了许多新种类,并且数量相当繁多,陆相双壳类逐渐繁盛起来。裸子植物的苏铁、本内苏铁、尼尔桑、银杏及松柏类自三叠纪起迅速发展起来,晚三叠世时成了大陆植物的主要统治者。

新疆三叠纪地层以陆相沉积为主,主要分布于准噶尔盆地周缘和吐鲁番盆地、塔里木盆地北缘,天山山间一些小型盆地也有小面积出露。在昆仑山、喀喇昆仑山南部毗邻藏北高原地带,有海相三叠系出露,属中特提斯海的北缘。早三叠世,新疆大陆气候干旱炎热,目前保留的岩层以“红层”为主,生物相对较少,有少量爬行动物化石及介形类和植物。中晚三叠纪气候转为湿润,植物茂盛,陆生动物也逐渐增多,沉积物以暗色砂泥岩为主。所产化石有植物、淡水双壳类、腹足类、介形类、叶肢介、鲎虫、原蜥、鳄鱼、恐龙、鱼类和爬行类等。三叠纪时,新疆只在昆仑山南部有海洋存在,目前保留的海相沉积地层产六射珊瑚、菊石、海相双壳、海百合及腕足化石。

1.奇台-吉木萨尔-吐鲁番的爬行动物化石

奇台-吉木萨尔一带二叠纪最晚期到早三叠世产大量爬行动物化石,包括恐龙和二齿兽类的肯氏兽、水龙兽等,种类丰富。其中水龙兽因见于南非等地,常作为当时泛大陆存在的古生物证据。这些化石包括下面要介绍的侏罗纪恐龙是中瑞科考团于20世纪20年代末发现的。1926年底,德国国家航空总公司计划开辟从柏林经北京到上海的民用空中交通线,需作学术调查。以瑞典地理学家、探险家斯文赫定为首的德瑞科学家到北京,计划到中国西北作全面考察,这引起了中国学术文化界的不满,认为有损我国主权。后经北洋政府、各方学术组织多次协商,***同组织中国西北科学考察团。袁复礼是清华大学兼北大地质学教授,1928年12月以后任考察团代理团长;此外参加科考团的有著名考古学家黄文弼,地质学家丁道衡及部分北大学生。在1927年开始的西北科学考察团的诸项考察中,古生物只是属于地质学中的一项内容,但袁复礼发现的古生物化石却为这次考察带来了意想不到的收获。袁复礼教授在新疆和宁夏等地采掘到大量爬行类动物化石,其中包括新疆二齿兽、布氏水龙兽、赫氏水龙兽、魏氏水龙兽、加斯马吐龙、袁氏阔口龙、袁氏三台龙及侏罗纪的奇台天山龙等。这些化石的发现当时曾引起学术界轰动。化石的鉴定和研究工作由著名古生物学家杨钟健等完成。迄今,上述化石属种仍为古生物教科书的经典化石。

除上述部分化石外,新疆吐鲁番盆地三叠纪也出产大量脊椎动物化石,这些化石为中科院古脊椎所于1964年发现,主要有吐鲁番鳄、耳曲龙、中国龟、蒙古龟等。

2.鲎虫

新疆中上三叠统产一种特殊的节肢动物化石——鲎虫,这种动物与寒武纪的三叶虫属同一门类并有较近的亲缘关系,现代还有生存。这类动物化石比较罕见,多保存在质地很细的泥质岩石中。新疆的此类化石主要见于准噶尔和塔里木盆地周缘,个体较大,形态独特。新疆石油局魏景明高级工程师曾对这类化石进行了分类研究,建立了大量新属种。

3.昆仑山的海百合

海百合化石在新疆古生代地层中极为常见,但多只保存茎部,由于演化不明显,对地层划分和时代的确定意义不大。但昆仑地区中生代的海百合化石属创孔海百合,为一独特的新类型,是中上三叠纪的标准化石。此类化石在我国贵州产出较多,保存完好,形如树状,为一种极为珍惜的化石。新疆昆仑山南部海相三叠纪地层及生物群与贵州极为相似,目前已发现大量此类化石的茎体,完整的具冠个体也有少量产出。

4.古植物和淡水双壳化石

新疆中上三叠统产大量古植物和淡水双壳化石,这两类化石是新疆中生代最为常见和重要的化石,对陆相地层的划分、指导油气开发有很大帮助。三叠纪植物分区不明显,新疆的化石与陕北延长盆地最为接近,保存化石主要为石松类的新芦木、似木贼、轮叶,真蕨类的丹蕨、格子蕨、肢脉蕨,苏铁类的侧羽叶、尼尔桑以及拟银杏等。

淡水双壳化石也称为蚌类化石(海相为蛤类及海扇等),多产于湖盆中。新疆准噶尔、吐鲁番、塔里木盆地中生代地层富含此类化石。双壳类和头足类、腹足类同属于软体动物,今天我们食用的贝壳海鲜多为双壳类和腹足类,扇贝、贻贝、蛤、牡蛎等属双壳类,螺、鲍鱼为腹足类。新疆的淡水双壳化石在中生代各盆地类型大多相同,三叠纪所见的主要分子有费尔干蚌、珠蚌、乌恰木蚌和西伯利亚蚌等,详细分类研究后,对地层划分对比效果较好。