甘肃永靖盐锅峡恐龙足迹及其古环境和古生态初步研究

【摘要】： 恐龙是一种已绝灭的大型陆生爬行动物,它最早出现于三叠纪后期，繁盛于侏罗纪和白垩纪，绝灭于白垩纪末期。恐龙作为中生代生物界的统治者，它的研究一直是科学界的热点。特别是近20余年来，随着四川自贡蜀龙动物群、辽宁朝阳、新疆准噶尔盆地、内蒙古巴音满都呼、二连浩特、甘肃北山、山西天镇、黑龙江嘉荫等恐龙动物群及辽宁热河动物群中恐龙化石、河南南阳盆地、湖北陨县恐龙蛋化石群的发现，以及一系列国际合作研究计划（中国-加拿大恐龙考察计划、中国-日本丝绸之路恐龙考察计划、中国-比利时恐龙考察计划、中-日-蒙恐龙考察计划等）的实施，掀起了恐龙研究的又一高潮。恐龙足迹作为恐龙学研究的一个分支，它的研究也随着国内外恐龙研究热潮和足迹化石的突破性发现达到了前所未有的发展阶段，而且逐渐成为国际上多学科交叉性极强的前缘领域之一，尤其是恐龙古生态、古生物的研究已成为该领域的热点。 中国恐龙足迹化石虽然保存较为丰富，但是由于学科发展的缺陷，使得中国恐龙足迹研究还是很薄弱。到目前为止，恐龙足迹化石大部分只是作为一种新闻性的介绍或简单古生物学上描述，对于其足迹古环境、古生态学上的研究少。因此本文通过对甘肃永靖恐龙足迹化石群的研究不仅丰富了中国恐龙足迹化石资料，同时也为西北地区中生代恐龙活动现象提供了有力的证据，而且在进一步探索恐龙行为习性、生态特点，恢复该地区古环境及其地质历史时期气候变化等具有重要的意义。 甘肃永靖盐锅峡自1999年发现足迹化石以来已经共发现10化石点，其中1号点保存足迹类型最为丰富，包括有蜥脚类、兽脚类、翼龙等足迹化石，且在该岩层面的不到2米的砂岩中发现有鸟类足迹。本文大致从以下一个方面进行讨论： 1. 古生物学研究： A．甘肃永靖蜥脚类足迹是目前为止世界上发现的最大的恐龙足迹化石，因此足迹的发现是世界恐龙足迹史上的一个突破。与美国、南韩等主要蜥脚类足迹化石相对比，足迹化石虽然在形态上有其特殊性，但是从遗迹化石特征上可以归为雷龙足迹属，并鉴定出3个新种：巨大雷龙足迹 （Brontopus Megaensis）、甘肃雷龙足迹（Brontopus Gansuensis ）、永靖雷龙足迹 （Brontopodus yongjingensis）。 B．通过讨论三趾型足迹特征，把盐锅峡三趾型恐龙足迹共分为兽脚类和鸟脚类。盐锅峡3趾型兽脚类足迹中形态特征上都是属虚骨龙类中安琪龙足迹科跷脚龙足迹属，区别于前人研究的足迹化石，盐锅峡兽脚类足迹应为4个新种：李氏跷脚龙足迹（Grallator Leei nov）、弯曲跷脚龙足迹 （Eubrontes curvensis nov）、老虎口跷脚龙足迹 （Grallator laohukouensis nov）、孤独跷脚龙足迹（Grallator monax nov）。鸟脚类足迹则为典型的禽龙足迹，鉴于个体大小及趾型特征差异，建立一个新种盐锅峡禽龙足迹（Iguandontipus Yanguoxiaensis ）。 C．继四川峨嵋地区发现了两趾的恐龙足迹，1号点上也保存有一组二趾型足迹化石，通过对比分析，把该足迹命名为快跑龙足迹科快盗龙足迹属黄河快盗龙足迹 WP=7 （Velociraptorichnus huanghensis）。 D．1号点上，除了大量的恐龙足迹化石之外，点上还发现了中国第一组翼龙足迹化石。足迹化石和世界其他翼龙足迹一样为四足行走，前脚极不对称三趾型，后脚长方形，趾迹不清。通过足迹特征研究，鉴定中国第一个翼龙足迹化石盐锅峡翼龙足迹 （Pteraichnus Yanguoxiaensis）。 2. 沉积学研究：盐锅峡组具有浪成交错层理、浪成和水流波痕、泥裂、包卷构造以及无脊椎动物的潜穴化石等，沉积构造特征说明盐锅峡组为典型的湖泊相沉积环境。而足迹化石形成于湖盆扩展萎缩之后，沉积物刚刚露出地表粘度和湿度适中的情况下形成的，而且足迹形成之后经过了长期的地表暴露条件。多层位的恐龙足迹出现表示在早白垩世盐锅峡地区古气候经过了多次的旋回和变化。 3. 古生态学研究： A．足迹规模特征显示盐锅峡组所代表的造迹动物个体庞大，最大个体总长可以达到32米。4组蜥脚类中前后脚比值大，具有典型的白垩纪蜥脚类恐龙足迹特征。蜥脚类行迹特征也进一步说明了，白垩纪时期蜥脚类行迹宽度相对大，而且行迹宽度随着恐龙个体大小的增大而变宽。兽脚类足迹由于运动速度的影响，大多数行迹窄，最大步幅角可以达到180°。 B．蜥脚类前后脚的重叠程度也反映了一定的生物学特征，盐锅峡4组蜥脚类足迹特征为解释蜥脚类足迹在运动过程中，速度对于前后脚间距的影响。且本文中对于相对速度的分析，得出相对速度在前后脚间距上的指示意义：相对速度大，前后脚间距越大，反之越小。 C．蜥脚类足迹一般代表低纬度滨岸沉积区或内陆半干旱河流湖泊沉积区，气候相对潮湿，常与兽脚类足迹共存；鸟脚类足迹主要分布在高纬度地区。盐锅峡蜥脚类、兽脚类、鸟脚类以及翼龙足迹化石共存为解释以这些生物组合为特征的所代表的半干旱内陆湖盆环境。 4. 埋藏学特征研究：足迹形成条件决定了恐龙足迹一般形成于退积型沉积旋回的上部。而且从足迹之间的相互叠置关系，可以判断盐锅峡1号点上，各组造迹动物运动时间的先后。 5.翼龙足迹研究意义：足迹特殊性为解释翼龙足迹的生活习性提供了可靠性