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热河生物群

以辽宁朝阳为中心的大地上发现的古生物化石,种类繁多、世界罕见,被命名为”热河生物群“。“热河省”之称得名于化石群的经典产地,即当时的热河省东部地区。它主要生活在以辽西地区为代表的西伯利亚、哈萨克斯坦、以及朝鲜日本等地区,距离今天大约一亿两千万年左右的白垩纪早期。中国热河生物群主要分布于冀北、辽西省等地区。

热河生物群包括轮藻瓣鳃纲腹足纲甲壳亚门、蛛型类、昆虫,无颌类、鱼类、有鳞类、离龙目翼龙目、恐龙类鸟类和哺乳纲等20个门类的动植物化石。其中包括多种长羽毛恐龙和古鸟类以及早期被子植物,是20世纪末期新发现的一个世界级古生物化石宝库。

中国热河生物群主要分布于冀北、辽西地区等地区。内蒙古自治区赤峰市南部地区外,大部分地区没有热河生物群分布。直到20世纪80年代内蒙古地区开展专题区域地质研究,才有系统研究热河生物群的报道。随着古生物化石保护与调查评价工作不断深入,在内蒙古更多的地区新发现了热河生物群化石分布区域和重要的化石产地。

研究历史

热河生物群研究历史可追溯到世纪初。20世纪年代之前是冀北一辽西省中生代地层古生物研究的初期阶段,一般限于矿点和化石点的地质调查。其中葛利普谭锡畴、翁文颧、王竹泉黄汲清等人的工作对后来中生代晚期地层的命名、划分对比和时代确定颇有影响。20世纪30一40年代为冀北一辽西中生代地层古生物研究的早期阶段,研究范围在时间和空间上有所扩大,一些重要的地层单位均在这一阶段命名和建立,如“热河系”“义县火山岩类”“九佛堂统”“孙家湾统”等。20世纪50一60年代是该区中生代地层古生物研究的重要发展阶段,目前常用的辽西省中生代地层格架和名称均可在这一时期找到它们的雏形,其中郝治纯等、赵宗溥、赵宗溥和何铸文、顾知微、刘宪亭等、刘宪亭和周家健、等人的工作影响很大。20世纪70年代至今是冀北一辽西中生代地层古生物研究发展最快的时期,国内许多科研部门和科学家均在该区做了大量工作。

“热河生物群”源于“热河系”,是由葛利普首先提出的,当时是指辽宁省西部凌源附近产有叶肢介、狼鳍鱼瓣鳃纲等化石。5年后,葛利普本人将“热河系”中产出的化石群称为“热河动物群”,常见的化石分子有叶肢介、狼鳍鱼、拟蚌蟒、双壳类犷等。此后,热河动物群的化石分子在中国北方许多地区相继被发现,因而“热河动物群”这一名称也被广泛采用。顾知微把中国北方地区产有狼鳍鱼的沉积地层称作“热河群”,并将以狼鳍鱼一三尾拟蚌蟒一东方叶肢介一五户人“一五仍“才”为代表的化石群通称为“热河生群”。自那时起,中国地层古生物学家均接受了这一概念,将与狼鳍鱼、北票鲜、三尾拟蟀蜕、东方叶肢介共生的化石群称为热河生物群。

历史发展

起源期

古生物的起源,必需具备两个基本条件出现的时代最早,层位最低即时间与地点。冀北平盆地具备了这两个条件。该盆地上侏罗统一下白奎统十分发育,共有个岩组见表,是热河生物群迄今已知出现最早层位的地区,即始于大北沟组。辽西省的热河群虽很发育,但热河生物群始于义县组,较大北沟组迟约1000万年。因而,大北沟组成为热河生物群起源最早的年代,燕辽地区也为热河生物群的起源中心。大北沟组分下、上两段,以酸性火山喷发为主的间歇湖泊相沉积,在间歇湖泊的早期即大北沟组下段上部,发现了热河生物群的典型分子,昆虫有三尾拟蚌蟒,长肢裂尾甲,与叶肢介的冀北渔乡叶肢介,和围场堂虫,为特色的类群共生。与此同时,介形虫也出现了北票鳃腹足类、瓣鳃纲也继续延生和发展,并以FS群为特色等等。肛一群简称群为特色等等,形成大北沟组早期是热河生物群早期的生长时期。至于以下地层有无热河生物群出现,还不得而知。

发展期

这个时期指燕辽地区大北沟组上段至义县组或相当岩组的沉积期。此期以中酸性至中基性火山喷发沉积为主,并以开阔的湖泊环境与大北沟组下段沉积不同。此时大北沟组上段开始出现热河生物群另外两种典型的代表种类狼鳍鱼、东方叶肢介并同三尾拟蚌蛤,构成东方叶肢介一拟蚌蟒一狼鳍鱼动物群,成为热河生物群的典型代表。然而,这个时期在燕山运动第幕之后,燕山、阴山山脉不断抬升,形成燕山一阴山高山区,东北大兴安岭区和东南陆缘火山盆地也不断受到火山喷发的影响,地壳仍然处于不稳走状态,虽有盆地出现,但直接影响到热河生物群的迅速发展,因而这个时期的热河生物群,无论种类和数量都不及以后形成的静水湖泊环境的九佛堂期,仍然处于发展时期。

鼎盛期

这个时期指的是燕辽地区沉积的九佛堂组(或西瓜园组),或相当于这个层位的地层,也是义县期之后火山喷发基本停息,湖泊相的沉积环境,是热河生物群发展到鼎盛时期。燕山运动第幕之后,至九佛堂期,地壳始稳定下来,水流广泛沟通(含大量水生生物和浮游动物化石为证),植被茂盛(含大量蔗类、裸子和少量被子植物门化石及其饱粉化石为证),形成广泛联系的广水市、静水湖泊和大型湖盆,(如松辽盆地鄂尔多斯盆地,以及东南陆缘的若干山间盆地等等),为热河生物群的发展和迁移创造了有利条件。水系的广泛沟通与聚集,对水生生物(如水生昆虫,叶肢介,瓣鳃纲腹足纲,鱼,龟,置虫,介形虫等等)以及依水生存的陆生动物如恐龙等爬行纲等等的发展、迁移创造了基本条件,而地面上的植被和动物的生长,也为水生生物包括底楼和浮游动物创造了食料的来源,因而,热河生物群包括各化石门类动、植物得到了充分发展,形成鼎盛时期。

衰退期 

收缩阶段

九佛堂期之后进入沙海期(即沙海组沉积时期),此时,自然环境发生重大变化,地壳不断上升,地面处于动荡不定,湖盆消失。由于河流冲刷,沉积了一套砾岩砂岩粉砂岩的粒序,反映此期以山前冲积扇相和河流、扇前洪泛平原沉积为待点在此剧烈变化的自然环境中,热河生物群为了适应新的环境,只能收缩在有利于生存的有限地区,迄今仅在燕辽地区喀左沙海组中发现了热河生物群的典型分子。其它地区相当于沙海组层位,迄今尚未发现更多的热河生物群的典型分子。可见,热河生物群在自然环境的剧烈变化中已遭致死亡。造成热河生物群的收缩与死亡的另一个因素,可能与降温事件有关。这个事件是在古北极海及其毗邻地区,在伏尔加河期之后出现突然降温事件,并伴随着人规模区域性海退和相应海生动物和陆生动物(受降温直接影响)的大量死亡。这种事件可能与我国黑龙江省龙爪沟群的云山组与珠山组之间的海退、降温有关,使海进不能继续向西入侵而退出,海生动物遭致死亡。在燕辽地区九佛堂期热河生物群处于鼎盛时期之后进入沙海期时,突然大面积消失,仅有少数地区,如燕辽喀左出现热河生物群的典型分子可见,降温事件引起古气候和自然环境的变化,导致热河生物群大面积死亡而不得不收缩在有利于生存的地区。

衰退阶段

沙海镇期之后进入阜新市期即阜新组沉积时期。热河生物群大量死亡之后,进入阜新期,由沙海期后期的浅水湖泊至阜新期已形成广水市、深水湖泊,虽然植被茂盛,包括被子植物门的兴起,气候湿温的自然环境,但热河生物群的典型分子三尾拟姆蟒、狼鳍鱼在沙海期已衰退或绝灭了,唯有东方叶肢介继续延生,此时期包括直线叶肢介在内的东方叶肢介已占主导地位。

生物组成

热河生物群包括轮藻、苔藓植物、蕨类、裸子植物、被子植物、瓣鳃纲腹足纲甲壳亚门、蛛型类、昆虫,以及无颌类、鱼类、两栖纲、龟鳖类、有鳞类、离龙目翼龙目、恐龙类鸟类和哺乳纲等20个门类的动植物化石。其中包括多种长羽毛恐龙和古鸟类以及早期被子植物门,是20世纪末期新发现的一个世界级古生物化石宝库。

化石发现

参考资料:

相关环境

热河生物群产生的地理条件:一亿两三千万年前‚地球北半球有一巨大古陆‚后来形成了欧亚大陆。欧亚大陆的东部‚也就是以今天的朝阳为中心的一个巨大区域‚包括了中国的北部、蒙古以及西伯利亚东部的外贝加尔地区‚由淡水包围着。淡水能滋润万物‚孕育着新的生命。中生代以来‚朝阳地区被卷入濒太平洋活动带‚受太平洋板块向中国东部板块俯冲作用影响‚产生了一系列盆岭相间的构造格局。黄淮平原内以火山沉积构造为主‚其中赋存有极丰富的生物化石。这些盆地周围伴随着频繁的火山活动‚大量沉降的火山颗粒为水体中的低等生物提供了丰富的矿物质元素。各种由低等到高等的动植物组成了复杂有效的生物链。

科学意义

地球上第一枝花辽宁古果的发现‚改写了被子植物门起源史‚将被子植物起源时间大大提前;世界上第一批被发现长有羽毛的恐龙中华龙鸟北票龙属原始祖鸟尾羽鸟‚极大地改变了人们关于恐龙的观念;最早的最庞大的鸟类化石群孔子鸟属、娇小辽西鸟、辽宁鸟、朝阳鸟属等早期鸟类化石的发现‚打破了始祖鸟一统天下的局面。热河生物群出土化石所透露出的年代信息‚对于研究这一生物群的进化具有十分重要的意义。侏罗-白垩纪交替的时期‚地球的陆相生态系统发生了许多重要的变革。准确的地质年代关系到许多生物类群第一次出现形态和生态辐射的时间。热河生物群化石的发现为解决这个地区地质时代划分的难题提供了丰富的化石依据。

研究热河生物群可以了解一些重要生物门类的起源和演化过程。热河生物群延续了大约千万年,奇特的古老生物,加上罕见的生物多样性,构成我们认识中生代晚期地球陆地生态系统的一个重要窗口。

参考资料