拉薩烏蘇河流域mgs3地層段腹足類化石化石化石研究

拉薩烏蘇河流域mgs3地層段腹足類化石化石化石研究

由于移動(dòng)能力低，陸生相位軟體動(dòng)物或陸生相位蝸牛的特征在該層中保存完好，數(shù)量和類型也相對(duì)豐富。因此，它具有相對(duì)明確的生態(tài)意義。這是過去人類變化計(jì)劃（頁面）恢復(fù)古代氣候和環(huán)境的重要研究?jī)?nèi)容。通過對(duì)其物種組合、形態(tài)特征、掩埋條件、碳氧化鈦含量以及與現(xiàn)生動(dòng)物生活習(xí)性的評(píng)估，我們確定了和分析了它們的個(gè)體組成、形態(tài)特征、埋葬條件、碳氧化鈦含量和行為的比較，逐漸受到新世紀(jì)，尤其是第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查人員的關(guān)注。早期研究者對(duì)中國(guó)陸相螺類貝殼化石多側(cè)重于屬種的描述、分類與地層劃分地處內(nèi)蒙古鄂爾多斯高原毛烏素沙漠東南部邊緣的薩拉烏蘇河流域(37°20′～37°58′N,108°08′～108°48′E)保存有中國(guó)北方晚第四紀(jì)地層層型剖面1植物根葉殘?bào)w及腹足類化石米浪溝灣剖面位于薩拉烏蘇河中游流域米浪溝灣村北東約500m的河流左岸(圖1),地理坐標(biāo)108°33′05.4″E,37°45′47.2″N,剖面深度為83m,其頂部海拔高度1290m.剖面MGS3地層段是指堆積深度為13.63～28.42m的一套沉積序列,相當(dāng)于末次冰期時(shí)代的城川組由圖2可見,古流動(dòng)砂丘砂幾乎全部是由以細(xì)砂粒級(jí)為主的砂質(zhì)沉積物組成,松散且分選都比較均勻,除個(gè)別層位樣品外,絕大多數(shù)樣品的粉砂和粘土含量甚微乃至為零.相比較而言,河湖相和古土壤以極細(xì)砂-粉砂含量為主,細(xì)砂含量明顯降低,并有一定含量的粘土,顆粒較致密,分選中等-較差,常具有植物根系,偶見植物根葉殘?bào)w化石.若以Folk和Ward為了便于闡述,將古流動(dòng)砂丘砂、河流相、湖沼相和古土壤依次以D,FL,LS和S表示之,置在該剖面層序號(hào)之后(見圖2).腹足類化石主要出現(xiàn)在MGS3層段上部的33LS35LS,39LS的湖沼相地層中,各層沉積厚度依次為113,47和165cm,在橫向上延伸數(shù)十至數(shù)百米,且常常與淡灰黑色黑壚土呈現(xiàn)相變,由此推測(cè)當(dāng)時(shí)湖體為規(guī)模不大的淺的湖沼.另外,腹足類化石在河流相37FL(沉積厚度67cm)中也有零星分布.對(duì)這4個(gè)含化石層位按5cm間距進(jìn)行了采樣,每樣取8～10kg共采得76個(gè)樣品,進(jìn)行0.5mm的篩網(wǎng)沖洗.濾出的這些層位的腹足類化石,經(jīng)鑒定為11種,即6種陸生蝸牛和5種淡水螺殼,隸屬于8科10屬.其中,除37FL腹足類化石種類僅2種,且數(shù)量亦少外,其他3個(gè)湖沼相層位不僅種類較多,數(shù)量也十分豐富.其在各個(gè)層位的數(shù)量和屬種分布見表1.不僅如此,在這3個(gè)湖沼相層位中都具有陸生與水生腹足類的“共生”現(xiàn)象,盡管其中陸生種類的化石數(shù)量很少(見表1).從化石的埋藏情況來看,陸生的蝸牛和淡水螺殼混在一起,表現(xiàn)為“共生”.根據(jù)陸生蝸牛生活習(xí)性來看,Succineaerythrophana和Kaliellarupicola大多生活在湖邊、溪河邊和沼澤沿岸的草叢中,喜陰暗潮濕的環(huán)境,故它們與水生螺類被埋藏在一起并不奇怪;其它種類的陸生蝸牛則有可能是被當(dāng)時(shí)的洪水、暴雨從附近陸地上沖入水中并與水生螺類一起被掩藏,而這種情形的地層學(xué)證據(jù)恰可用上述的這些湖沼層與黑壚土呈現(xiàn)的相變關(guān)系解釋.2u3000水生螺類的分布在MGS3中出現(xiàn)的11種腹足類化石均屬現(xiàn)生物種.根據(jù)對(duì)巳知其現(xiàn)生種的地理分布、生活習(xí)性和棲息環(huán)境的了解,發(fā)現(xiàn)這類化石生活時(shí)與沙漠沉積環(huán)境相比都顯示出更為暖濕的氣候特征.盡管其中有些種類屬于在中國(guó)南北廣布的屬種,但其組合中也有一些現(xiàn)在薩拉烏蘇河流域已不能生存,且廣泛分布于現(xiàn)今的暖溫帶-熱帶、亞熱帶的種類.以下僅列舉部分暖濕型化石種類的現(xiàn)生種在中國(guó)的地理分布和棲息環(huán)境,為解釋化石種及其組合的氣候環(huán)境意義提供依據(jù).多齒砂螺Gastrocoptaarmigerella現(xiàn)生種分布:中國(guó)湖南、湖北、河北、北京等地.一般生活在潮濕的石塊下,喜溫濕的環(huán)境.巖間恰里螺Kaliellarupicola現(xiàn)生種分布:中國(guó)廣東、廣西、湖南.極喜溫暖潮濕的環(huán)境.赤琥珀螺Succineaerythrophana現(xiàn)生種分布:中國(guó)上海、江蘇、湖南、江西、廣東、廣西、四川、湖北、北京、河北、山東、陜西、新疆.一般生活和棲息在沼澤、湖泊及溪流岸邊、有水草或草叢、石塊的地方,極喜溫暖潮濕的環(huán)境.中華槲果螺Cochlicopasinensis現(xiàn)生種分布:中國(guó)四川、湖北、甘肅南部.喜潮潤(rùn)環(huán)境.小土蝸Galbapervia現(xiàn)生種分布:中國(guó)黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、河南、山東、山西、陜西、甘肅、青海、新疆、西藏、安徽、江蘇、浙江、江西、湖北、湖南、福建、臺(tái)灣、廣東、廣西、貴州、四川及云南.國(guó)外分布:俄羅斯、蒙古、朝鮮、日本及東南亞、南亞.廣泛分布,喜溫暖水域.凸旋螺Gyraulusconvexiusculus現(xiàn)生種分布:中國(guó)江蘇、浙江、福建、臺(tái)灣、廣東、廣西及云南.多布于極喜溫暖水域.西伯利亞旋螺Gyraulussibiricus現(xiàn)生種分布:中國(guó)甘肅南部.國(guó)外分布于西伯利亞南部.喜溫暖水域.上述MGS3腹足類化石按其分布可以進(jìn)一步分為兩個(gè)組合,即:(1)旋螺屬-土蝸螺屬組合.主要成員是Gyraulusconvexiusculus,Gyraulussibiricus,Galbapervia等.這些種類的水生螺類一般都極喜歡棲息于溫暖、水草豐茂的沼澤、湖泊、緩流的小溪等水域;其次為Succineaerythrophana,雖為陸生蝸牛,但它們常棲息于溫暖、水草豐茂的沼澤邊、湖邊、溪流邊陰暗潮濕的草叢等環(huán)境.(2)瓦婁蝸牛屬組合,主要成員有Valloniapatens,Pupillamuscorum,Discuspauper等陸生蝸牛.這些種類的蝸牛一般具有耐干旱、寒冷的能力,能適應(yīng)大陸性氣候環(huán)境.從目前已知種的地理分布看,主要生活在華北區(qū)、蒙新區(qū)、青藏區(qū)(即古北界區(qū)域內(nèi)),它們系典型的古北界種類,反映了干冷的荒漠草原、半荒漠草原或高地森林草原-草甸草原的生物氣候環(huán)境.據(jù)此推測(cè),這種組合可能與薩拉烏蘇河中下游流域地處的沙漠-黃土邊界帶的向南移動(dòng)存在某種聯(lián)系.另外,在調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),MGS3層段中陸生蝸牛尤其淡水螺類化石屬種有相當(dāng)多的幼體標(biāo)本,據(jù)此并考慮其生長(zhǎng)繁殖規(guī)律推測(cè),它們可能是在冬、春季節(jié)被埋藏的;那時(shí)的薩拉烏蘇河流域,在冬、春季節(jié)淡水螺類化石可能呈分散的點(diǎn)狀分布,這是由于這些淡水螺類在分類地位上屬于肺螺亞綱基眼目的種類,其生活習(xí)性,尤其像旋螺屬種類平時(shí)多棲息、爬匐于水草或石塊上,并能漂浮在水面上,故埋藏時(shí)在某一層位中會(huì)形成集中分布,其數(shù)量頗豐.從MGS3中的腹足類化石可以看出,盡管在旋螺屬-土蝸螺屬(Gyraulus-Galba)組合中存在“瓦婁蝸牛屬”,但其中出現(xiàn)的多數(shù)種類現(xiàn)今仍分布于東洋界,廣見于中國(guó)浙、皖、蘇、贛、鄂、湘、粵、桂、閩、云等地,即淮河-秦嶺以南的長(zhǎng)江流域及至更南的南亞熱帶-熱帶.由此可以推測(cè),薩拉烏蘇河流域33LS,35LS,37FL和39LS時(shí)期生物氣候帶的總體特征類似于現(xiàn)今華東、華中地區(qū),其中最溫暖濕潤(rùn)的時(shí)期似乎還向南超出了這個(gè)范圍.3石化層位的時(shí)代對(duì)MGS3及其上覆30D和下伏50D進(jìn)行了8個(gè)層位的由圖2可見,MGS3頂部層位—31S中部的年齡為(19570±366)含腹足類化石層位的35LS,37FL和39LS的4氣候變化的意義MGS3層段33LS,35LS,37FL和39LS腹足類化石指示了這4個(gè)沉積時(shí)期暖濕的氣候狀況,腹足類化石組合反映了當(dāng)時(shí)的生態(tài)環(huán)境特征.這是因?yàn)?陸生蝸牛一般遷徒能力很弱,生態(tài)環(huán)境的阻隔使其適應(yīng)能力較差,對(duì)生活環(huán)境如溫度、濕度的變化較為敏感,尤其對(duì)濕度的要求比較嚴(yán)格,而水生螺類對(duì)水溫有較高的要求;無論是陸生蝸牛,還是淡水螺類,其適應(yīng)能力大多只局限在一定的范圍.從這個(gè)意義而言,本文對(duì)于這4個(gè)含化石層位所代表的氣候環(huán)境的分析是可信的.上述事實(shí)表明,在MIS3這個(gè)溫暖的間冰階中,薩拉烏蘇河流域和其所在的毛烏素沙漠確實(shí)幾度存在過以古流動(dòng)砂丘(34D,36D,38D,40D)為代表的沙漠氣候和以河湖沉積為標(biāo)志溫濕氣候的交替變化,特別是一些對(duì)于說明氣候條件具有指示意義的屬種,如Kaliellarupicola,Gyraulusconvexiusculus等,指示當(dāng)時(shí)氣候與現(xiàn)今截然不同.進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn),這4個(gè)化石層位的Al通過上述4個(gè)層位與格陵蘭GRIP冰芯對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),GRIP顯示的間冰段4,5,6和10ka尺度的波動(dòng),其δ不僅于此,在中國(guó)熱帶海洋巖芯顯然,MGS3腹足類化石及其層位之所以也能夠記錄到有如極地冰川和中國(guó)不同緯度發(fā)生的這種極端氣候波動(dòng),不能不說在總體上幾者具有相同的驅(qū)動(dòng)機(jī)制.說明除了在更長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)代受到來自太陽輻射這一根本性原因外,千年尺度的變化也許還與全球大氣環(huán)流的影響有關(guān).至于大氣環(huán)流是以何種方式有規(guī)律地影響到毛烏素沙漠,并產(chǎn)生古流動(dòng)砂丘(34D,36D,38D,40D)為代表的沙漠氣候被后來的含腹足類化石的河湖沉積交替出現(xiàn)的情景,與D/O旋回的氣候變化特征具有的類似的現(xiàn)象,這種變化的機(jī)制還有待于深入研究.我們分析認(rèn)為,