本文關鍵詞：滇黔地區(qū)中晚三疊世之交海生爬行動物演替研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地質(zhì)大學》 2015年

滇黔地區(qū)中晚三疊世之交海生爬行動物演替研究

程龍  

【摘要】：古、中生代之交重大地質(zhì)突變,導致了以表生底棲濾食性動物占主導地位的古生代型海洋生態(tài)系統(tǒng)的結束和以活動性底棲、內(nèi)生和肉食性生物共同繁榮的全新海洋生態(tài)系統(tǒng)在中、新生代完善。海生爬行動物的興起是現(xiàn)代型海洋生態(tài)系統(tǒng)完善的杰出代表。海生爬行動物在演化過程中,不僅身體形態(tài)發(fā)生了顯著變化,而且組合面貌在各個時期不盡相同。根據(jù)化石材料,有學者提出海生爬行動物在進化過程中,存在4次滅絕事件,分別發(fā)生在三疊紀拉丁期-卡尼期之交、侏羅紀-白堊紀之交、晚白堊世早期、白堊紀-始新世之交。尤其是,以三疊紀拉丁期-卡尼期之交的滅絕事件最為劇烈。隨著近十余年來,越來越多的海生爬行動物化石材料大量出現(xiàn),尤其是華南極其多樣的化石材料的出現(xiàn),讓我們對中生代海生爬行動物的演替有了更新的認知。三疊紀時期是海生爬行動物演化過程中十分關鍵的時期,主要體現(xiàn)在海生爬行動物起源于早三疊世Spathian亞期,中晚三疊世期間,海生爬行動物空前繁盛,廣泛分布在特提斯洋及東太平洋地區(qū)。相對于全球其它地區(qū),華南三疊紀不僅有最早的海生爬行動物記錄,而且中晚三疊世幾乎各個時期均保存有化石材料,特別是在云南貴州兩省交界地區(qū)的中上三疊統(tǒng)海相地層中,海生爬行動物化石無論是化石產(chǎn)量,還是多樣性均尤為豐富。華南三疊紀海相地層中的海生爬行動物材料出現(xiàn)的連續(xù)性,在全球各個海生爬行動物產(chǎn)地中絕無僅有。這一獨有的優(yōu)勢,為我們研究三疊紀海生爬行動物演替提供了非常有利的基礎。從現(xiàn)有的資料來看,海生爬行動物組合在中-晚三疊世之間存在顯著的差異。一個非常有趣的現(xiàn)象是,在中三疊世盛極一時的始鰭龍類在晚三疊世之后全部消失。另外,中三疊世才開始出現(xiàn)的水生原龍類及混魚龍類在晚三疊世之后也不再出現(xiàn)。但是,魚龍類中Toretocnemidae 和 Merriamosauria、海龍類及楯齒龍類中的豆齒龍在晚三疊世得到發(fā)展。是什么因素導致了中-晚三疊世之交海生爬行動物如此巨大的演替,是本論文研究的主要目的。云貴交界地區(qū)中三疊世安尼期的海生爬行動物群落以貴州西南部的盤縣動物群和云南東部的羅平生物群為代表。上述兩個海生爬行動物群落均產(chǎn)自于中三疊統(tǒng)關嶺組二段紋層狀灰?guī)r中,巖石組合特征一致。牙形石生物地層表明,這兩個海生爬行動物群落均屬于中三疊世安尼期Pelsonian亞期。在地理分布上,這兩個群落也相距不遠。海生爬行動物及魚類組合特征雖然存在局部的地域性差異,但是總體面貌上這兩個生物群落中也非常相似。這些證據(jù)表明,上述兩個生物群落實際上應該屬于同一個生物群落-“盤縣-羅平動物群”。通過鋯石U-Pb的LA-ICP-MS測年,得到“盤縣-羅平動物群”的年齡為242.0±1.6Ma。這一結果進一步證實了“盤縣-羅平動物群”的時代為中三疊世安尼期Pelsonian亞期�！芭d義動物群”產(chǎn)自于竹桿坡組底部紋層狀灰?guī)r中。以往認為的“興義動物群”分布在貴州西南部興義市頂效地區(qū)。近年來,通過野外調(diào)查及化石發(fā)掘,云南富源、羅平及貴州興義烏莎等地竹桿坡組中的海生爬行動物更為豐富多樣。在貴州的安龍及廣西隆林地區(qū)也有“興義動物群”的出現(xiàn)。這說明“興義動物群”的分布范圍遠大于“盤縣-羅平動物群”�！芭d義動物群”的時代一直存在著爭議。上三疊統(tǒng)卡尼階底界GSSP的確定為標定“興義動物群”的時代提供了依據(jù)�？犭A的底界是以菊石Daxatina canadensis的首現(xiàn)為標志,而以往牙形石Paragondolella polygnathiformis的首現(xiàn)可以作為參考標志。距“興義動物群”頂部之上約3m左右,開始出現(xiàn)Paragondolella polygnathiformis暗示著該動物群屬于中三疊世拉丁期末期。通過對“興義動物群“產(chǎn)出層位頂部一層火山凝灰?guī)r中鋯石SHRIMP U-Pb測年,獲得的年齡值為240±2Ma,進一步證實了“興義動物群”的時代為中三疊世拉丁期末期。為了分析中-晚三疊世之交海生爬行動物的演替過程,論文選取了鰭龍類新材料及一奇特的海生爬行動物新類型進行詳細系統(tǒng)描述,并在此基礎上建立和完善其系統(tǒng)發(fā)育關系。論文記述了產(chǎn)自于云南羅平中三疊統(tǒng)關嶺組二段的一新的海生爬行動物類型-奇特濾齒龍(Atopodentatus unicus)。其以極小的頭骨、密集的柵欄狀牙齒、垂向彎曲的吻部、極高的神經(jīng)棘和馬蹄狀的遠端指節(jié)區(qū)別于其它海生爬行動物類型。支序系統(tǒng)分析顯示奇特濾齒龍與鰭龍類具有較近的親緣關系。奇特的骨骼結構顯示了奇特濾齒龍的捕食方式為下頜向前鏟起海底含有食物的軟泥,水和雜物從柵狀牙齒過濾出去,食物留在口腔內(nèi)被吞食。論文還記述了產(chǎn)自于華南三疊紀不同海相地層中具有代表性的鰭龍類化石,分別為羅平似楯齒龍(Paraplacodus luopingensis)、三峽歐龍(Lariosaurus sanxiaensis)、華畢富源龍(Fuyuansaurus huabiensis)和汪氏曲靖龍(Qujingsaurus wangi)。通過上述鰭龍類新類型的性狀分析,結合前人的研究成果,完善了鰭龍類內(nèi)群的演化關系：發(fā)現(xiàn)于云貴交界地區(qū)的滇東龍、富源龍、貴州龍、滇腫肋龍、烏蒙龍及黔西龍與歐洲地區(qū)發(fā)現(xiàn)的腫肋龍構成一單系類群,與幻龍科構成姊妹群。華南三疊紀海生爬行動物演替事件可以分為三個階段,分別是早三疊世Spathia n亞期-中三疊世安尼期演替、中三疊世安尼期-拉丁期演替及中三疊世拉丁期末期-晚三疊世卡尼期演替。第一階段是以湖北鱷消亡,其它各類型多樣性輻射為特色;第二階段是以生物多樣性降低,單一物種數(shù)量增加為特色；第三階段是最為顯著的階段,主要體現(xiàn)在游泳能力弱的始鰭龍類消亡,能在深水生活的魚龍類繁盛等方面。華南三疊紀海生爬行動物的演替過程與其它地區(qū)的演替規(guī)律基本類似。除了海龍類在北美及歐洲地區(qū)出現(xiàn)的更早外,楯齒龍類、腫肋龍類、幻龍類、純信龍類及一些少數(shù)類型均在各個演替階段早于其它地區(qū)。游泳能力最強的魚龍類在全球幾乎同時出現(xiàn)。上述情況說明華南是三疊紀海生爬行動物起源的一個主要中心。常微量元素、稀土元素及沉積環(huán)境分析,顯示古地理格局的變化及海水的急劇加深導致了作為主要食物來源的小型魚類在中-晚三疊世之交消亡�？赡苤饕捎谑澄锏娜狈�,近岸生活的海生爬行動物衰退,能夠遠洋生活的類型能夠生存下來,而且在卡尼期占據(jù)更多生態(tài)空間。拉丁期末期海水中δ13C同位素劇烈負偏應該是由于火山作用噴發(fā)的輕碳注入海洋引起。陸生爬行動物并未受到影響,說明火山事件可能并未對中-晚三疊世海生爬行動物演替造成重大影響。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q915
【目錄】：

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本文編號：211428