义县阶不同类别生物年代

1.孔子鸟(Confuciusornis)生存时代为晚侏罗世晚期

义县阶的鸟群以 Confuciusornis-Eoenantiornis-Liaoningornis 为代表,主要成员有孔子鸟目的 Confuciusornis sanctus,C.chuanzhous,C.dui,C.suniae,Changchengornis hengdaoziensis,Jinzhouornis zhangjiyingia,始反鸟目的 Eoenantiornis buhleri,辽西鸟目的 Liaoxiornis delicatus,辽宁鸟目的 Liaoningornis longiditris,目科未定的 Jibeinia luanhera,Hebeiornis fengningensis,Protopteryx fengningensis Zhang et al.(丰宁原羽鸟),此外尚有待研究的反鸟类化石。其中,孔子鸟不仅类型多,个体数量多,分布范围较广,而且最具时代意义,在该鸟群中居首要地位。侯连海(2002)认为,孔子鸟具有双弓型头骨,前肢有3个游离分散的指骨,指爪发育,乌喙骨与肩胛骨愈合,残存第5蹠骨,这些特性在白垩纪鸟类中不具备,而与始祖鸟基本特征较一致,表明二者均为晚侏罗世产物。但是,孔子鸟又同时具有比始祖鸟进步的特征,如颌骨齿退化,以角质喙代替牙齿,肱骨具气囊孔,尾椎骨明显缩短等,则进一步表明孔子鸟生存时代略晚于始祖鸟。因此,将孔子鸟的时代置于晚侏罗世晚期较为妥切。

2.中华龙鸟(Sinosauropteryx)时代为早白垩世初期

义县阶的蜥臀类恐龙以美合龙科的Sinosauropteryx prima为代表,伴生的有尾羽龙科的Caudipteryx zoui,C.dongi,镰刀龙超科的Beipiaosaurus inexpectus,驰龙科的Sinornithosaurus millenii和未定科的Protarchaeopteryx robusta,出现稍早的有Sinovenator changii和Incisivosaurus gauthieri。尽管它们是近年来被建立的新属种,但其中的Sinosauropteryx的形态及头骨的一些构造特征与德国提塘早期索伦霍芬层的美合龙Compsognathus 相似,不过前者的前肢很短,尾椎很长又明显不同于后者,表明中华龙鸟比美合龙进步,相对生存年代亦应偏晚。恐龙化石研究者认为上述兽脚类化石的时代为早白垩世早期或早中期。

3.鹦鹉嘴龙(Psittacosaurus)繁盛于早白垩世

义县阶的鸟臀类恐龙目前包括鹦鹉嘴龙科的Psittacosaurus sp.,鸟脚类中未定科的Jeholosaurus shangyuanensis 和禽龙科的Jinzhousaurus yangi及角龙类的Liaoceratops yanzigouensis、Psittacosaurus sp.。在义县阶中产出的个体数量多,分布层位多,分布的范围广,虽然处于初步繁盛而未达顶峰阶段,但在东亚许多国家和地区此类化石多含于早白垩世沉积中,局部地区如冀北大北沟组之底和松花江群中下部可能存在鹦鹉龙的先驱及孑遗分子。Jinzhousaurus 似应置于禽龙科,该科类型主要生存于早白垩世。锦州龙既具已知禽龙类不完全有的一些原始特征,同时又具有与鸭嘴龙相似的一些进步特征,从进化程度方面分析,显示其时代应属早白垩世。

4.郝氏翼龙(Haopterus)和树翼龙(Dendrorhynchoides)反映侏罗纪与白垩纪之交时期的翼龙特征,但可能生存于早白垩世初始期

义县阶的翼龙类有翼手龙科的Haopterus gracilis 和Eosipterus yangi,蛙嘴龙科的Den-drorhynchoides curvidentatus。前一科分布时限为晚侏罗世至白垩纪,后一科以往主要分布在欧洲的晚侏罗世沉积中。Haopterus牙齿少,具发达的龙骨突、肩带和飞行指,后肢颇弱小,比晚侏罗世的Pterodactylus 进步,其生存时代应为早白垩世初期。Eosipterus既具较进步的退化而短的尾椎,又具有较为原始的特征,其生存时代似不晚于早白垩世初期。Dendrorhynchoides与其所在科的晚侏罗世类型相比,只是形态分化较大。上述3属的原始性与进步性并存,表明其生存时代略晚于晚侏罗世,处在晚侏罗世与早白垩世过渡阶段,而很可能是早白垩世初始期的翼手龙和蛙嘴龙所具有的特征。

5.中国俊兽(Sinobaatar)和戈壁兽(Gobicondon)的时代属早白垩世

义县阶的哺乳动物化石有鼹兽科的Zhangheotherium quinquecuspidens,真三尖齿兽目未定科的Jeholodens jenkinsi及真兽类具胎盘的Eomaia scansoria,爬兽科的Repenomamus robustus,始俊兽科的Sinobaatar lingyuanensis。其中,始俊兽科的牙齿处于晚侏罗世原始斜沟齿兽类和晚白垩世土鼠类齿型演化的中间阶段,且以往发现的始俊兽类均分布在早白垩世地层中,Gobicondon属的成员最初见于蒙古的早白垩世沉积中。因此将中国俊兽和戈壁兽的时代置于早白垩世比较合适。

6.中华狼鳍鱼群(Lycoptera sinensis Ichthyofauna)时代为晚侏罗世晚期—早白垩世早期

根据辽西与冀北地区义县阶含化石层的对比,以中华狼鳍鱼为代表的鱼群主要成员有 Lycoptera davidi,Jinanichthys longicephalus,Sinamia sp.,Peipiaosteus pani,P.fengningensis,Yanosteus longidorsalis,Protopsephurus liui,其中后3种迄今仅见于义县阶。刘宪亭等(1963)认为中华狼鳍鱼是华北所有的狼鳍鱼中较原始的种类,生存时代应为晚侏罗世初期。金帆等(1993)认为产于九佛堂组的罗家峡隆德鱼(Longdeichthys loujiaxiaensis)与德国和法国启莫里基期的Leptolepdes sprattiformis 最为相近。然而,李佩贤等(1994),汪筱林等(2000)则明确提出狼鳍鱼群的时代为早白垩世,金帆(1999)也有此意向。蒙古中部和东南部的查干察布组亦含狼鳍鱼类,前苏联古生物学者И.Ю.Неуструева等(1977)认为其时代为提塘晚期—凡兰吟期。综合鱼类化石研究者的时代意见,本文认为该鱼群生存时代处于侏罗纪与白垩纪交界时期,时代为晚侏罗世晚期至早白垩世早期,即提塘晚期至贝里阿斯期。

7.东方叶肢介-线雕东方叶肢介-网雕东方叶肢介-叠饰叶肢介(Eosestheria-Eosestheria(Filigrapta)-Eosestheria(Clithrograpta)-Diestheria)组合时代为晚侏罗世晚期

该叶肢介组合相当于陈丕基(1998,1999)的Eosestheria-Diestheria组合,主要成员有Eosestheria sihetunensis,Eosestheria(Diformograpta)ovata,E.(D.)gongyingziensis,Eosestheria(Filigrapta)jianshangouensis,E.(F.)taipinggonensis,E.(F.)phalosana,Eosestheria(Clithrograpta)lingyuanensis(=Eosestheria lingyuanensis Chen,1976),Eosestheria(Dongbeiestheria)yushugouensis,Diestheria yixianensis,D.longinqua,D.shangyuanensis,在冀北滦平地区尚有Eosestheria(Clithrograpta)lingyuanensis,E.(Dongbeiestheria.)bella,E.(Diformograpta)gibba,Yanjiestheria(Yanshania)dabeigouensis,等。Yanjiestheria(Yanshania)是大北沟组Nestoria-Keratestheria叶肢介组合的成员,已上延至义县组大店子层,其在下部个体数量较多。尽管未见Eosesthria与Nestoria***生,但表明义县阶的叶肢介组合与大北沟组的叶肢介组合时代较为接近,加之大店子层呈整合覆于大北沟组之上,因此,论证大北沟组叶肢介组合时代有利于讨论义县期叶肢介组合时代。大北沟组的Nestoria 分异度和丰度均较高,与土城子组的Beipiaoestheria 亲缘关系密切,显示出这两个属在时代上具有接续性。更为重要的是,Nestoria在美国科罗拉多州东南部Kimmeridgian期沉积莫里逊组中产出,且在我国大兴安岭地区及俄罗斯东外贝加尔晚侏罗世沉积中广泛分布,可以认为Nestoria叶肢介群繁盛于Kimmeridgian期,有可能延入提塘早期。据此,本文将义县期的叶肢介组合时代置于晚侏罗世晚期,时代略晚于Nestoria叶肢介群。

8.辽宁女星介-大北沟燕山介-拱准噶尔介(Cypridea(Cypridea)liaoningensis-Yanshanina dabeigouensis-Djungarica camarata)组合带的时代为提塘晚期—贝里阿斯早期,倾向于提塘晚期

义县阶的介形类化石除组合带的代表分子外,在冀北和辽西地区主要还有Cyprisea(Cypridea)rehelnsis,C.(C.)tubercularis,C.(C.)priva,.C.(C.)stenolonga,C.(C.)subgranulosa,C.(Ulwellia)beipiaoensis,Limnocypridea subplana,Mongolianella subtrapezoidea,Eoparacypris dadianziensis,Rhinocypris subechinata等。其中有些属种是从大北沟组延续上来的,如Luanpingella dorsincurva,L.postacuminata,Eoparacypris dadianziensis,Limnocypridea subplana,Mongolianella palmosa,M.subtrapezoidea,Yanshanina dabeigouensis,Lycopterocypris infantilis,Rhinocypris subechinata,Darwinula dadianziensis 等,从而表明义县阶和大北沟阶在世级年代地层单位中具有很大的一致性。但是义县阶的Cypridea已较发育,壳面装饰开始向复杂方向发展。尽管在全球范围内无争议的Cypridea从启莫里基早期就已出现,然而其丰度和分异度均较低。只有到早白垩世女星介的发展才抵鼎盛阶段。显然,义县阶的介形类化石组合处于侏罗系与白垩系界线的临界层位。这种情况在东亚地区较为普遍,如蒙古中部的温都尔汉组,蒙古东南部的查干察布组,俄罗斯西外贝加尔南区鹅湖群之下的希洛克组,不论从岩性组合还是从含化石方面看,均属义县期产物。东亚地区义县期的介形类化石与西欧尤其与英国东南部中下波倍克层的介形类相比较,虽具一些相似性,但迄今尚未发现无争议又可用以作化石组合带对比的相同种。同时,主要繁盛于欧洲波倍克—韦尔登期一部分属却在我国从土城子组开始出现。鉴于上述情况,笔者将义县阶的介形类化石组合带暂置于提塘晚期至贝里阿斯早期,倾向于提塘晚期,但的确不能排除属于贝里阿斯早期的可能性。

9.三尾拟蜉蝣-多室中国蜓(Ephemeropsis trisetalis-Sinaeschnidia cancellosa)组合带时代为晚侏罗世—早白垩世

义县阶的昆虫化石组合带拥有庞大类群,以蜉蝣类、蜻蜓类、鞘翅类、脉翅类、蛇蛉类、膜翅类为主,但多为地方性类型。任东(1994)对义县阶下部蛇蛉目化石科级系统关系作了支序分析,认为蛇蛉翅的前缘横脉较多,翅痣偏大,R 和 M 脉末端分枝较多等,从总体上表现出比早白垩世的蛇蛉化石群原始,时代应早于早白垩世而为晚侏罗世晚期。义县阶的 Chrysogomphus 为里阿期箭科的成员,该科已知属种时代均为侏罗纪早中期,进一步说明义县阶时代为晚侏罗世更合理。义县阶中蜚蠊目昆虫化石 Karatavoblatta formosa较发育,亦见于哈萨克斯坦卡拉套地区晚侏罗世沉积中。但同时,亦有认为热河昆虫群总的面貌归入早白垩世更为合理,这些事实表明,将义县阶时代置于晚侏罗世—早白垩世较为合适。

10.凌源额尔古纳蚌-热河球蚬(Arguniella lingyuanensis-Sphaerium jeholense)组合带时代为晚侏罗世至早白垩世

义县阶的双壳类组合成员较单调,主要有从大北沟组延续来的Arguniella lingyuanensis,A.yanshanensis 和新出现的Sphaerium jeholense,Sph.anderssoni 等。由于它们的时限较长。时代只能定为晚侏罗世至早白垩世。

11.钩形褶柱螺-维季姆前贝加尔螺(Ptychostylus harpaeformis-Probaicalia vitimensis)组合带为早白垩世早期

义县阶的腹足类化石成员不多,除组合带的代表分子外,还有Ptychostylus cf.philippii,Zaptychius(Omozaptychius)angulatus等。潘华璋等(1999)认为这一腹足类化石组合带大致可与德国西北部Serpulite和英国南部波倍克群中部腹足类化石对比,时代为早白垩世早期。

12.长穗短叶衫-土耳其斯坦耳羽叶(Brachyphyllum longispicum-Otozamites turkestanica)植物群组合为晚侏罗世晚期

义县阶植物群***71属逾138种,其中有已知属种35种,约占整个植物群总数的25%。在35种植物中,目前已知仅见于侏罗纪的成分有Coniopteris angustiloba,C.simplex,Eboracia lobifolia,Cladophlebis asiatica,Xiajiajienia mirabila,Otozamites anglica,O.beani,O.turkestanica,Phoenicopsis angustissima,Solenites murrayana,Pityolepis larixiformiis,Cyparissidium blackii,C.rudlandium,Scarburgia hillii,Problematospermum avale等,约占已知种的43%。侏罗纪常见,但可上延至早白垩世的成分有Coniopteris burejensis,Dictyophyllum sp.,Onychiopsis elongata,Ginkgo digitata,Ginkgoites ex gr.sibiricus,Baiera manchurica,Czekanowskia rigida,C.setacea,Pityospermum nanseini,Podozamites lanceolatus等,约占已知种类29%。仅见于早白垩世的成分为Neozamites verchojanensis,Lingxiangphyllum plinceps2种,约占6%左右。

根据这个组合成分中侏罗纪成分占绝对优势,仅见于早白垩世的成分只占少数,故将这个植物群的时代置于晚侏罗世晚期—提塘期。

另外,根据与国内外同期植物群对比,同样支持这个植物群置于晚侏罗世晚期的结论。

义县阶植物群中有许多晚侏罗世欧洲—中国区特有的本内苏铁类和松柏类,表明义县阶植物群应属欧洲—中国古植物地理区,与同期的西伯利亚区的成分有明显的区别。根据义县阶的沉积特征和植物群中的许多成分都显示半干旱—半潮湿的古气候条件,与晚侏罗世在欧洲—中国区西部—中部形成的干燥气候带有密切关系,显然它们与本区早白垩世西伯利亚—加拿大区的植物群成分和古生态、古气候环境都有明显的区别。所有的上述情况都支持将义县阶植物群的时代置于晚侏罗世晚期。

13.义县阶木化石的时代为侏罗纪最晚期—提塘期

义县阶木化石***有5 属 5 种,其中 3 个未定种(包括 1 个可能的新种)和两个已知种,Xenoxylon hopeiense Chang 及 Circoporoxylon sewardi(Sabni)Kr?usel,前者初见于河北涿鹿夏家沟中侏罗世髫髻山组,后者发现于整个侏罗世至早白垩世,表明它的地质时代历程较长。后者迄今仅见于澳大利亚的侏罗系。总观其貌,将这个阶的木化石时代置于侏罗纪最晚期—提塘期。

14.义县阶孢粉植物群的时代为晚侏罗世最晚期至早白垩世最早期

义县阶孢粉植物群由28属31种组成。其组合特征是:①松柏类双囊粉占绝对优势(83%~94%);蕨类孢子较少(6%~14%);苔藓类孢子和银杏苏铁粉各见1粒;被子植物花粉偶见。②松柏类双囊粉中,以气囊与本体分化不完善者(古型)占优势,包括Protoconiferus(17%),Protopinus(11%),Pseudopicea(12%),Piceites(4%)。气囊与本体分化完善的新型花粉占7%,包括Pinuspollenites(17%),Piceaepollenites(6%),Podocarpidites(2%),Cedripites(2%)。③蕨类孢子含量较低(平均占9%),种类比较单调,仅10属12种。其中海金砂科普遍存在,Cicatricosisporites(5%),其次为Deltoidospora(1%),Osmundacidites wellma-nii(1%),其他零星出现的有Todisporites,Lycopodiumsporites,Klukisporites pseudoreticulatus,Lygodiumsporites cf.subsimplex,Concavissimisporites,Leptolepidites等。④反映干旱气候的掌鳞杉科的Classopollis花粉含量为3%;其他的裸子植物花粉还有Perinopollenites(9%),Psophosphaera(4%)及少量的Jugella,Ephedripites(似麻黄粉),Jiaohepollia等。

这个孢粉组合同前人在本区相同层位所取得的孢粉组合资料大同小异(如黎文本等,1999;王宪曾等,2000)。组合面貌大体相当于余静贤(1989)所建的义县组下部的Cicatricosisporites-Densoisporites-Jugella组合,时代被定为早白垩早期贝里阿斯期。这个时代意见代表了大多数孢粉研究者的意见。但王宪曾等除了根据孢粉组合资料以外,还参考了许多其他化石门类的时代意见,将义县阶的时代定为晚侏罗世最晚期。本文认为,目前所取得的义县阶孢粉组合资料,与植物大化石资料相比,显然在许多大类群方面有严重的信息量丢失现象,故其时代的确定应持保留意见。暂定其时代为晚侏罗世最晚期至早白垩世最早期。

15.义县阶轮藻化石时代为早白垩世早期

冀北、辽西地区义县阶的轮藻化石不甚丰富,卢辉楠等(1999)报道了产于冀北滦平盆地义县阶下部的轮藻化石,主要有Mesochara xuanziensis,M.producta,M.voluta,Pecki-sphaera multispira。其中 Mesochara 属的成员居主导地位,次为 Peckisphaera。Mesochara producta 见于我国新疆吐谷鲁群。M.xuanziensis 在我国北方早白垩世沉积中广泛分布,在欧洲,如西班牙北部和德国西北部也仅见于下白垩统中下部。Mesochara voluta 在亚、欧、美三大洲的一些国家和地区出现在晚侏罗世和早白垩世沉积中。Peckisphaera multispira分布在我国内蒙古的下白垩统。义县阶中未见国内、外早白垩世中期较繁盛的Clavatoraceae 科的成分。因此,义县阶轮藻化石的时代应属早白垩世早期。