呂東風(fēng)｜垣曲盆地地質(zhì)背景與始新世哺乳動(dòng)物群的新發(fā)現(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
呂東風(fēng)，山西垣曲人，中國(guó)博物館學(xué)會(huì)會(huì)員，山西省考古學(xué)會(huì)會(huì)員，運(yùn)城市虞舜文化研究會(huì)會(huì)員，縣八、九、十屆政協(xié)委員。2011年10月榮獲垣曲縣“專業(yè)技術(shù)拔尖人才”榮譽(yù)稱號(hào)，曾多次在《中國(guó)文物報(bào)》 《化石》《運(yùn)城日?qǐng)?bào)》《黃河晨報(bào)》報(bào)刊上發(fā)表過(guò)文章。編輯出版了《垣曲考古》、《垣曲古代研究》《世紀(jì)曙猿概覽》《呂輯書與垣曲文物考古》等著作。
垣曲盆地考古新發(fā)現(xiàn)
垣曲盆地為中條山脈中的古近紀(jì)(過(guò)去稱老第三紀(jì))小型沉積盆地,面積約350平方公里。黃河橫貫,將盆地分為兩部分,北部隸屬山西省垣曲縣,南部古近紀(jì)地層僅在任村南的上河一帶才有出露,歸河南省澠池縣管轄。
垣曲盆地是在燕山運(yùn)功末期形成的斷陷盆地,由于地處東秦嶺緯向構(gòu)造帶北緣,來(lái)自南北方向擠壓的切應(yīng)力造成的壓扭性斷裂,不僅控制了盆地的生成,也控制了盆地內(nèi)部古近紀(jì)地層分布的態(tài)勢(shì)。其特殊的埋藏環(huán)境保存了當(dāng)時(shí)的大量生物類群組合,包括腹足類、瓣鰓類、輪藻和介形蟲等化石。
總的看來(lái),孫家灣斷層(北部)和澗口斷層(南部)分別封閉了盆地的南、北兩緣;聳立于西部的古生代巖層形成的群山鎖住了盆地的西界。在盆地內(nèi)部,王茅-譚家一線以北的地區(qū),由于中更新統(tǒng)黃土的大面積覆蓋,地表未見古近紀(jì)地層出露;在該線以南,沉水之西的地區(qū),古近紀(jì)地層出露良好,主要沿亳清河、板澗河及黃河北岸分布,并被柳溝、解村、關(guān)家?guī)X等三條大致呈東西向延伸的壓扭性斷層切割,形成彼此錯(cuò)位的四大條塊。在每一條塊中,地層多呈單斜產(chǎn)出,傾向一般為南東120°-155°,傾角在16°-30°之間,底部均以角度不整合覆蓋在古生代地層或侏羅-白堊紀(jì)閃長(zhǎng)玢巖之上。僅在胡村等地,地層傾向北東或北西方向。此外,在河堤附近,由于澗口斷裂向西擠壓,古近紀(jì)地層發(fā)生局部褶曲,形成軸向南北的河堤向斜。著名的垣曲盆地晚始新世哺乳動(dòng)物群化石,即主要產(chǎn)于該向斜兩翼的巖層中,在四大條塊中,除河堤-任村條塊僅見古近紀(jì)地層的底部及下部的部分層序外,其它條塊所見層序都較為齊全,尤以峪里一寨里條塊古近紀(jì)地層出露較好,王茅-白水條塊,以古近紀(jì)地層的上部及頂部層序發(fā)育較全。
斯氏黃河猴
時(shí)代:中始新世沙拉木倫期
采集地點(diǎn):古城寨里土橋溝
A-c.左下支片段:A.上面視,B頰側(cè)視C舌側(cè)視
垣曲盆地古生物群,是中國(guó)古近紀(jì)地層和哺乳類動(dòng)物研究的發(fā)祥地。自1916年瑞典科學(xué)家安特生于此地發(fā)現(xiàn)了中國(guó)第一塊始新世哺乳動(dòng)物—黃河猴化石開始,對(duì)這里的考證一直沒(méi)有停止過(guò)。寨里粗齒犬、沙拉木倫始巨犀、石炭獸為哺乳動(dòng)物的典型代表。伴隨發(fā)現(xiàn)的還有介形類、中國(guó)中華扁卷螺、多屬種腹足類等無(wú)脊椎動(dòng)物化石。含化石地層也是中國(guó)首次發(fā)現(xiàn)的始新世淡水湖相沉積。
垣曲盆地所產(chǎn)的化石相當(dāng)豐富。師丹斯基楊鐘健、周明鎮(zhèn)和徐余煊等對(duì)脊椎動(dòng)物化石,宋之琛對(duì)孢粉組合都有過(guò)詳細(xì)的研究,并對(duì)垣曲群含化石巖層的時(shí)代問(wèn)題也作了詳細(xì)的討論。發(fā)現(xiàn)的腹足類化石的新資料,是確定垣曲群上部的時(shí)代屬于始新世(為晚始新世)的重要佐證。
道森先炭獸冠面(楊明婉繪)
時(shí)代:晚始新世晚期
采集地點(diǎn):古城寨里土橋溝
早期的研究多由國(guó)外專家進(jìn)行,20世紀(jì)30年代,我國(guó)古脊椎動(dòng)物專家楊鐘健、李悅言對(duì)垣曲盆地寨里附近、金籠山廟、上河、宋家灣、前坪、胡村、西坡等地進(jìn)行了考察,多次多處發(fā)現(xiàn)始新世哺乳動(dòng)物化石,1937年在中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)志第17卷3-4期上發(fā)表了“山西垣曲第三紀(jì)初期(現(xiàn)稱為古近紀(jì))脊椎動(dòng)物群”,文中記述了5目9科14種化石。
此后我國(guó)古生物學(xué)家又開展了一系列的研究工作。20世紀(jì)80年代至90年代期間,中外古生物學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)了先炭獸(被命名為道森先炭獸)、倉(cāng)鼠類化石,為世界科學(xué)家們?cè)谶@片盆地上的合作研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。更多的重要化石逐漸被發(fā)現(xiàn),河南澠池與垣曲河堤寨里發(fā)現(xiàn)的小型哺乳動(dòng)物化石,經(jīng)過(guò)采集、篩選,增加了許多新屬種,化石非常豐富;在王茅鎮(zhèn)郭家村火石坡發(fā)現(xiàn)的十幾件保存較好的牙床及幾十個(gè)單個(gè)牙齒,有嚙齒類、兔形類(如李氏戈壁兔)、食肉類奇蹄類、偶蹄類和靈長(zhǎng)類六個(gè)目的哺乳動(dòng)物,這些化石出土的地方的地質(zhì)面貌比盆地內(nèi)其他地點(diǎn)所發(fā)現(xiàn)的同類化石更為原始:尤其是發(fā)現(xiàn)的犀貘一新種—童氏犀貘,揭示了在垣曲盆地有中始新世中期地層存在,預(yù)示著有較早時(shí)代沉積的可能性,同時(shí)對(duì)以往在中國(guó)境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的犀貘化石也提供了新的佐證 。
泰氏黃河跗猴
時(shí)代:中始新世沙拉木倫期
采集地點(diǎn):王茅柳溝溝口
A-C左下頜支片段
A.上面視B內(nèi)側(cè)視
C外側(cè)視
在南堡頭化石點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)以小型哺乳動(dòng)物為主的化石點(diǎn),經(jīng)過(guò)多次篩選,篩選出百余枚單個(gè)牙齒,包括有嚙齒類的梳趾鼠類和始鼠類、食蟲類以及靈長(zhǎng)類。這個(gè)點(diǎn)處于盆地古近紀(jì)地層的頂部層位,發(fā)現(xiàn)的化石時(shí)代比較新,屬于晚始新世烏蘭戈楚期。其梳趾鼠比在河堤組上段寨里地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的同類屬種顯得進(jìn)步,始鼠結(jié)構(gòu)也較寨里化石復(fù)雜,靈長(zhǎng)類化石為新屬新種,比在河堤組下段任村地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的同類動(dòng)物要進(jìn)步得多。烏蘭戈楚期化石以往在垣曲盆地僅在白水村附近發(fā)現(xiàn)過(guò)一種最早被定為胡氏矮齒獸的物種,在南堡頭發(fā)現(xiàn)的化石是烏蘭戈楚期化石在垣曲盆地的一次大的突破。
童氏犀貘(新種)的上骨
時(shí)代:晚中始新世沙拉木倫期
采集地點(diǎn):王茅家村火石坡
A左上齒 B右上頰齒
王茅鎮(zhèn)柳溝發(fā)現(xiàn)的泰氏黃河跗猴是一種小型靈長(zhǎng)類,與現(xiàn)生跗猴大小相近,下犬齒很大,齒根粗壯,傾斜。齒根明顯分開,下原尖高而尖,其遠(yuǎn)中頰側(cè)壁形成明顯的棱,下前脊發(fā)達(dá),下后尖較大,下臼齒齒冠相對(duì)較低,頰舌向相對(duì)較窄。
周氏任村猴
時(shí)代:中始新世
采集地點(diǎn):澠池上河村
A-C.左下頜支片段:A.冠面視,B舌側(cè)視C頰側(cè)視
炭獸科化石在我國(guó)有過(guò)多次發(fā)現(xiàn)。但材料多為單個(gè)牙齒整排齒列者甚少。在古城寨里土橋溝發(fā)現(xiàn)的炭獸科化石,是迄今為止我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最完整的一塊炭獸類化石。它屬于先炭獸屬的一個(gè)新種。這塊化石標(biāo)本雖為一老年個(gè)體確保留了乳齒的齒槽,這反映了它非常特殊的牙齒替換方式,這種牙齒替換方式在哺乳動(dòng)物中是罕見的 。
通過(guò)近幾年的調(diào)查發(fā)掘,垣曲盆地始新世哺乳動(dòng)物類化石共發(fā)現(xiàn)11目約30科近80種。發(fā)現(xiàn)的化石與中始新世晚期伊爾丁曼哈動(dòng)物群和盧氏動(dòng)物群相比,出現(xiàn)了一些相關(guān)但都較進(jìn)步的種類;與早漸新世阿爾丁鄂博動(dòng)物群相比,后者出現(xiàn)的是一些更進(jìn)步的種類;與晚始新世沙拉木倫動(dòng)物群相比,相同的有三種,在性質(zhì)上分別接近于沙拉木倫動(dòng)物群,某些在個(gè)體大小和特征上略有差別,該層位中發(fā)現(xiàn)的為相對(duì)原始的種類。
靈長(zhǎng)類動(dòng)物化石在世界上都是屈指可數(shù),它與我們?nèi)祟愑兄厥獾年P(guān)系,尤其是始新世的靈長(zhǎng)類化石,以往僅有河南任村發(fā)現(xiàn)的周氏任村猴和寨里村發(fā)現(xiàn)的斯氏黃河猴兩個(gè)地點(diǎn),現(xiàn)在靈長(zhǎng)類化石已經(jīng)在6處地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了9個(gè)物種。在一個(gè)小型盆地中發(fā)現(xiàn)如此多的始新世靈長(zhǎng)類化石地點(diǎn)和屬種,這不僅在中國(guó)是第一次,而且在世界上也是罕見的。
曙猿先在江蘇溧陽(yáng)(中華曙猿),后在山西垣曲(世紀(jì)曙猿)的4000多萬(wàn)年前的地層中發(fā)現(xiàn),化石保存較完整。曙猿是一種小型的靈長(zhǎng)動(dòng)物,與現(xiàn)生的眼鏡猴大小相近。下頜骨每一側(cè)有兩顆下門齒,下門齒垂直植人齒槽,下犬齒比較大,也是垂直植人齒槽,每一側(cè)有三顆下前臼齒和三顆下臼齒。下頜骨前緣比較陡直,推測(cè)曙猿有較短的吻部。下頜骨的后端呈弧形。這些特征在現(xiàn)生的和化石的類人猿中都能見到,但在低等靈長(zhǎng)類中是缺少的。經(jīng)初步研究將其歸入類人猿類,認(rèn)為是類人猿的根基類型。與埃及法尤姆的3000多萬(wàn)年前的類人猿相比,其頰齒結(jié)構(gòu)比較原始,更接近于眼鏡猴和與其相關(guān)的始鏡猴類因而推論,類人猿可能和眼鏡猴以及已絕滅的始鏡猴有著密切的親緣關(guān)系。垣曲盆地生物群世紀(jì)曙猿的發(fā)現(xiàn),為中華曙猿歸屬于類人猿類的結(jié)論,提供了直接證據(jù),被國(guó)際古生物學(xué)界稱為“20世紀(jì)末古生物學(xué)上極為重大的發(fā)現(xiàn)”。新發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明,曙猿是一個(gè)十分原始的靈長(zhǎng)類家系成員,這個(gè)家系延續(xù)到今天成員有猴類、猿類和人類。
世紀(jì)曙猿化石的發(fā)現(xiàn)讓這一學(xué)科的科學(xué)家們興奮不已,多次來(lái)垣曲調(diào)查發(fā)掘,又找到了世紀(jì)曙猿的一些跗骨化石。
通過(guò)對(duì)曙猿跗骨的最新研究發(fā)現(xiàn),化石已經(jīng)反映出猴類、猿類以及人類的共同祖先演化的早期特征。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的跗骨化石具有“鑲嵌進(jìn)化”的形態(tài),既有高級(jí)靈長(zhǎng)類特征,又具有部分原始的低級(jí)靈長(zhǎng)類的特征。
在垣曲盆地還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他始新世靈長(zhǎng)類化石—克氏假猿、道森曙猿、學(xué)詩(shī)假猿,等等。最新的研究揭示,曙猿科是一小型的已滅絕的簡(jiǎn)鼻猴類靈長(zhǎng)類動(dòng)物,與類人猿冠群的親緣關(guān)系比齣猴和跗猴類與類人猿冠群的關(guān)系更近 。
到目前為止,中外科學(xué)家通過(guò)對(duì)在山西垣曲發(fā)現(xiàn)的多種曙猿科物種化石以及江蘇溧陽(yáng)發(fā)現(xiàn)的“中華曙猿”化石的綜合研究,進(jìn)一步證實(shí)了“曙猿是人類遠(yuǎn)祖”的觀點(diǎn)。
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THE
END
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