趙 璧， 陳 剛， 鄒亞銳， 萬 珊， 李姜麗， 吳 奎

(湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430034)

湖北省作為著名的古生物化石資源大省和中國(guó)地層古生物研究發(fā)源地之一[1],古生物化石記錄廣泛分布于全省多時(shí)代地層,并以豐富、全球可對(duì)比、保存精美而著稱。其中,湖北省中生代古生物化石資源稟賦出色,古環(huán)境科學(xué)意義尤其重大,長(zhǎng)期為學(xué)界所關(guān)注[2-5]。該時(shí)期湖北省位于低緯度區(qū),經(jīng)歷了強(qiáng)烈的海陸變遷及造山事件[6-7],形成許多獨(dú)特的古生物地理區(qū)。通過100多年的化石采集和研究,在相關(guān)地層已發(fā)現(xiàn)豐富且獨(dú)特的海生爬行類、古植物和恐龍蛋等古生物化石群落,反映了復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境變化和生物響應(yīng)過程,使湖北成為了解現(xiàn)代型生態(tài)系統(tǒng)早期構(gòu)型以及一些重大生物環(huán)境協(xié)同演化事件的不可多得的研究區(qū)。

本文以筆者及其團(tuán)隊(duì)近期所研究的湖北省中生代3個(gè)不同時(shí)期和類型的典型古生物化石群為對(duì)象,介紹其主要特點(diǎn),簡(jiǎn)要分析其對(duì)特殊地質(zhì)環(huán)境的指示意義及可能蘊(yùn)藏的其他重要科學(xué)信息,嘗試為省內(nèi)其他從事相關(guān)地質(zhì)研究的人員提供一些有用信息和啟發(fā),促進(jìn)相關(guān)科學(xué)研究工作的深入開展,推進(jìn)解決有關(guān)科學(xué)問題。

1 湖北省中生代地質(zhì)演化背景

湖北省在中生代經(jīng)歷了復(fù)雜的地球多圈層演化過程,地質(zhì)事件頻發(fā),生物快速演替,過程堪稱波瀾壯闊。中生代起始階段即早三疊世,湖北省南部廣大地區(qū)隸屬于中揚(yáng)子臺(tái)地,繼承了新元古代末以來的開闊海環(huán)境及克拉通型巖石圈增厚平穩(wěn)發(fā)展趨勢(shì)[8],持續(xù)沉積淺水臺(tái)地相碳酸鹽地層,其中上部層位賦存大型海生脊椎類化石[9]；北部桐柏地區(qū)的大理巖中曾發(fā)現(xiàn)早三疊世放射蟲化石,可能指示該區(qū)此時(shí)為深海環(huán)境[10],屬于秦嶺洋范疇。中三疊世開始,由于印支—燕山造山運(yùn)動(dòng)影響,以巴東組(蒲圻組)海陸交互相沉積廣泛出現(xiàn)為特征,全區(qū)海水消退,地層中開始出現(xiàn)兩棲動(dòng)物和其他陸生四足類動(dòng)物化石[11-12]。晚三疊世，北部發(fā)生陸塊碰撞造山[13]、大規(guī)模區(qū)域變質(zhì)以及地體向南推覆,中生代早期物質(zhì)被剝蝕；南部地區(qū)則全面由淺海向陸內(nèi)盆山系統(tǒng)演化,大部分區(qū)域海水退去,蓋層擠壓變形,形成有規(guī)律的褶皺山系。同時(shí),以黃石、當(dāng)陽、秭歸、利川等地為中心的晚三疊世—侏羅紀(jì)陸內(nèi)盆地逐步形成并獨(dú)立(或關(guān)聯(lián))演化[14],充填了富含植物化石、煤層的河湖相沉積。早白堊世,湖北省東南部及整個(gè)長(zhǎng)江中下游地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)和多金屬成礦事件[15],如金牛地區(qū)發(fā)生了劇烈的火山噴發(fā)事件,形成火山巖盆地[16]。晚白堊世開始,伴隨東亞地球動(dòng)力學(xué)體制轉(zhuǎn)換,湖北省以南北向?yàn)橹鞯臄D壓變形轉(zhuǎn)向以近東西向?yàn)橹鞯膸r石圈強(qiáng)烈伸展變形[17],全區(qū)形成以江漢盆地為代表的大小斷陷盆地群,在其中一些小型盆地內(nèi),發(fā)現(xiàn)了恐龍規(guī)模性、周期性活動(dòng)的化石證據(jù)[18-19](圖1)。

圖1 湖北省中生代各時(shí)期地層出露情況(據(jù)1∶100萬湖北省地質(zhì)圖改繪)Fig.1 Stratigraphic outcrops during Mesozoic in Hubei ProvinceA.早三疊世海生爬行動(dòng)物化石主要產(chǎn)地；B.鄂西香溪煤系植物化石主要產(chǎn)地；C.晚白堊世恐龍蛋化石主要產(chǎn)地。

2 早三疊世海生爬行動(dòng)物化石群

湖北省早中生代海相地層,確切地說,是南漳縣與遠(yuǎn)安縣交界地區(qū)的下三疊統(tǒng)嘉陵江組二段頂部不足40 m厚的紋層狀泥晶灰?guī)r地層，富含海生爬行動(dòng)物化石[20]。但由于早期化石發(fā)現(xiàn)稀少且缺乏完整標(biāo)本,除一些古脊椎動(dòng)物學(xué)專家外,并沒有引起其他更多學(xué)者關(guān)注。但隨著中國(guó)浙江省煤山P/T界線“金釘子”的建立[21]和貴州省關(guān)刀剖面下三疊統(tǒng)地層中的碳循環(huán)擾動(dòng)事件的確認(rèn)[22],華南地區(qū)開始成為全球研究早三疊世海洋極端環(huán)境以及古生代末生物大滅絕后“現(xiàn)代型海洋生態(tài)系統(tǒng)”起源和建立過程的關(guān)鍵地區(qū)，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注湖北省等少數(shù)幾個(gè)發(fā)現(xiàn)有大型脊椎類化石的下三疊統(tǒng)露頭區(qū)[23-25]。另外,從2010年開始,國(guó)家加強(qiáng)了化石保護(hù)工作,幫助湖北省搶救了一批珍貴的海生爬行動(dòng)物化石材料,也有力促進(jìn)了相關(guān)古生物學(xué)研究,并產(chǎn)生了不少新思路。

對(duì)比世界其他有關(guān)化石點(diǎn),湖北省的早三疊世海生爬行動(dòng)物化石埋藏保存情況好、數(shù)量和類型多,已報(bào)道命名的10種海生爬行動(dòng)物各具獨(dú)特的形態(tài)生理學(xué)特點(diǎn),并與其他生物伴生[26],構(gòu)成了典型的海生生物群落[27],其所蘊(yùn)含的信息對(duì)湖北及鄰區(qū)的早三疊世古海洋環(huán)境有多方面的啟示。

(1) 海生爬行動(dòng)物集群出現(xiàn)。中生代海生爬行動(dòng)物是當(dāng)時(shí)海洋里營(yíng)養(yǎng)等級(jí)最高的捕食者,長(zhǎng)期位居食物鏈的上層,其規(guī)模性活動(dòng)能夠反映較高的海洋生態(tài)繁榮程度和豐富的生物量,以及有較好生態(tài)宜居性和穩(wěn)定性的大范圍海洋環(huán)境。湖北省早三疊世海生爬行動(dòng)物化石從20世紀(jì)中葉開始被零星發(fā)現(xiàn),截至2015年,累計(jì)報(bào)道了3目10種海生爬行動(dòng)物。為驗(yàn)證和更好地掌握其群落、生物多樣化特征,2013年以來,中國(guó)地調(diào)局武漢地質(zhì)調(diào)查中心、湖北省地質(zhì)局地質(zhì)科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物研究所等單位合作對(duì)湖北省遠(yuǎn)安、南漳地區(qū)這套30多米厚的化石層進(jìn)行了逐層系統(tǒng)性發(fā)掘調(diào)查[28]。調(diào)查結(jié)果確定不同類型海生爬行動(dòng)物化石在一些層面或鄰近層伴生保存,部分層面的動(dòng)物類型和數(shù)量還相當(dāng)豐富(圖2),并有大量牙形類等微小生物伴生，但是諸如魚類和瓣鰓類極為稀少，反映當(dāng)時(shí)可能已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)繁榮的海洋生態(tài)面貌。因此可以推測(cè),湖北省在早三疊世奧倫尼克期、斯帕斯亞期的淺海已從充斥高溫、分層、缺氧等不利條件[29-32]趨向“宜居化”發(fā)展,海洋生物群已從二疊紀(jì)末大滅絕后的蕭條狀況中復(fù)蘇并初具規(guī)模。

圖2 遠(yuǎn)安映溝頂部2.552 m化石層實(shí)際發(fā)掘早三疊世海生爬行動(dòng)物骨架化石平面投影(方格為1 m×1 m)Fig.2 Plane projection of Early Triassic Marine Crawler Skeleton Fossilsin the 2.552 m Fossil Layer at the top of Yuan’an Yinggou

(2) 地方性海生爬行動(dòng)物的繁盛與高度分異。在湖北省早三疊世海生爬行動(dòng)物群中，分類有效性已得到確認(rèn)的湖北鱷目[33]繁盛發(fā)展并高度分異。除湖北省外,迄今還沒有其他地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)過該目化石,因此是典型的地方種。通過對(duì)整個(gè)化石層開展系統(tǒng)發(fā)掘和初步鑒定,可進(jìn)一步確認(rèn)湖北鱷是本區(qū)海生爬行動(dòng)物數(shù)量和類型的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)分子[26],其中包含至少5種不同的形態(tài)類型[34-38]，反映出了2種不同的生態(tài)類型[39-40]。同時(shí)，湖北鱷類也是群落中已知個(gè)體最大的動(dòng)物之一[41],這樣的生物不太可能是前人所提及的早三疊世特殊海洋環(huán)境中的災(zāi)難生物或機(jī)會(huì)生物,而且和同一群落中其他兩類親緣分子及后裔遍布全球的動(dòng)物——魚龍和鰭龍相比,湖北鱷這樣繁盛和高度分異的種群未在廣海實(shí)現(xiàn)區(qū)域擴(kuò)散是很難想象的,比較合理的解釋只能是該類群主要的食物來源從廣海中無法獲得,伴生動(dòng)物化石的初步發(fā)掘調(diào)查結(jié)果也顯示這片海域中沒有哪一類低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物能夠給予湖北鱷種群提供充足的食物。值得注意的是，湖北鱷類的共同骨骼形態(tài)特征：無牙、高神經(jīng)棘、疊瓦狀腹肋以及較強(qiáng)壯(主要是前肢)、長(zhǎng)骨特征明顯的附肢骨骼,其中許多方面都與一些二疊紀(jì)—三疊紀(jì)的陸生四足類相似,而且沒有形態(tài)生理學(xué)證據(jù)能否認(rèn)湖北鱷兩棲生活。據(jù)此綜合推測(cè),湖北鱷類很可能是與陸地生態(tài)系統(tǒng)有緊密關(guān)聯(lián)的種群,它們的演化極有可能發(fā)生在揚(yáng)子海北部一些特殊的海陸交互區(qū),其短暫的化石延限可能是因?yàn)檫€未來得及輻射擴(kuò)散便遭遇了不可抗力災(zāi)難事件。據(jù)筆者初步觀察,湖北鱷類化石層的橫向相變快而明顯,向多個(gè)方向都發(fā)生了快速尖滅,或延展變化為淺水標(biāo)志,如鳥眼構(gòu)造、膏鹽礦物更豐富的地層[20],因此很有必要更加關(guān)注這片地區(qū)的湖北鱷類化石層周邊是否存在瞬時(shí)沉積間斷,從而來尋找陸地證據(jù)。

(3) 魚龍的出現(xiàn)。湖北省海生爬行動(dòng)物化石群中,湖北鱷類和鰭龍類的化石早在20世紀(jì)就已被發(fā)現(xiàn),但第三大類群——魚龍,直到近期才有化石報(bào)道[44-45]。在這些魚龍化石發(fā)現(xiàn)之前,不少學(xué)者通過研究湖北鱷的骨骼形態(tài)并開展系統(tǒng)發(fā)育分析,推測(cè)這種動(dòng)物和魚龍有最近的演化親緣關(guān)系[33,46]。但通過對(duì)同層位發(fā)現(xiàn)的湖北鱷和魚龍化石進(jìn)行對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)二者骨骼形態(tài)還是有較大差別,這需要在早期海生爬行動(dòng)物類群系統(tǒng)發(fā)育研究中引起注意。另外,就目前的化石材料觀察,湖北省早三疊世魚龍與下?lián)P子安徽省發(fā)現(xiàn)的早三疊世魚龍能夠歸入同屬,說明兩地之間可能有關(guān)聯(lián)的生物交流通道。但這一相通的海域是揚(yáng)子海北部的更深海域,亦或是存在于揚(yáng)子海臺(tái)內(nèi)部,以及相關(guān)的古地理結(jié)構(gòu),還需要更多研究來予以確認(rèn)。

3 晚三疊世—早中侏羅世植物化石群

湖北省中生代古生物化石中，植物化石其實(shí)最早得到關(guān)注[47]。湖北省真正意義上最早被識(shí)別報(bào)道的中生代古生物化石群正是斯行健先生發(fā)表的《鄂西香溪煤系植物化石》專著[48]，在其中描述了72種植物。關(guān)于該植物群的時(shí)代，一開始斯行健先生認(rèn)為是早侏羅世,但隨著化石采集研究工作深入開展，確定其中也包含晚三疊世的植物分子[49-50]。20世紀(jì)70年代，不同學(xué)者基于對(duì)鄂西不同盆地、剖面的植物化石采集和研究，將傳統(tǒng)的“香溪煤系”[51]進(jìn)行解體。陳公信[52]將荊當(dāng)盆地內(nèi)的香溪煤系解體為上三疊統(tǒng)的九里崗組和王龍灘組以及下侏羅統(tǒng)的桐竹園組。陳楚震等[53]則將秭歸盆地內(nèi)的香溪煤系解體為上三疊統(tǒng)的沙鎮(zhèn)溪組和下—中侏羅統(tǒng)的香溪組。其中九里崗組、桐竹園組、沙鎮(zhèn)溪組和香溪組4個(gè)巖組均富含植物化石[54-56]。根據(jù)上述劃分方案，通過進(jìn)一步化石采集研究，吳舜卿等[57]系統(tǒng)描述(修訂)了沙鎮(zhèn)溪組植物19屬25種，香溪組植物32屬67種；陳公信[58]、張振來和孟繁松[59]系統(tǒng)描述(修訂)了九里崗組植物約50余屬100余種，桐竹園組植物不少于31屬72種；此外黎文本和尚玉珂[60]還報(bào)道了沙鎮(zhèn)溪組孢粉45屬65種、香溪組孢粉48屬72種。湖北省晚三疊世—早中侏羅世植物群對(duì)研究本區(qū)早中生代陸地環(huán)境變遷和氣候變化有重要的科學(xué)意義。

(1) 晚三疊世植物的“南北混生”。在荊當(dāng)盆地九里崗組和秭歸盆地沙鎮(zhèn)溪組中報(bào)道的晚三疊世植物中，雙扇蕨類Dictyophyllum、Clathropteris、Thaumatopteris和蘇鐵類Sinoctenis等很常見，它們中很多都是中國(guó)南方晚三疊世代表植物，通過研究不難發(fā)現(xiàn)其代表了濱海熱帶—亞熱帶濕熱氣候下的植被特點(diǎn)。但也有不少蓮座蕨類Symopteris、蘇鐵類Sphenozamites等常見于中國(guó)北方晚三疊世植物群的分子，其代表了內(nèi)陸性亞熱帶—溫帶溫濕氣候下的植被特點(diǎn)?？傮w來看，鄂西晚三疊世植物與華南多地的同時(shí)代古植物群相似，但其中華北典型植物群代表分子比例也不小(荊當(dāng)盆地可達(dá)1/3[59])，這說明在晚三疊世，中國(guó)南北兩大陸塊在鄂西一帶已基本拼合(或有陸橋連接)，南北兩大植物區(qū)[60]的植被混生過渡現(xiàn)象開始出現(xiàn)(圖3)。

圖3 鄂西晚三疊世—早中侏羅世植物化石中一些具環(huán)境代表意義的分子Fig.3 Some environmental indicative molecules in LateTriassic-Early Middle Jurassic plant fossils in western HubeiA.Clathropteris meniscioides Brongniart,1828;B.Cladophlebis Brongniart,1849;C.Pterophyllum Brongniart,1824;D.Sphenobaiera acubasis Chen,1984(左),Pterophyllum subaequlae Nathorst,1878(右);E.Ptilophyllum contiguum Sze,1949(左),Pterophyllum nathorsti Schenk,1883(右);F.Thaumatopteris fuchsii Zeiller,1882。

(2) 侏羅紀(jì)植物的過渡演化和大陸性特征。在荊當(dāng)盆地桐竹園組和秭歸盆地香溪組中報(bào)道的早(中)侏羅世植物組合與其下部的晚三疊世植物組合有密切的聯(lián)系或繼承關(guān)系，植物大類沒有太大區(qū)別，仍以蘇鐵類和蕨類植物占主導(dǎo)地位，植物群面貌仍與南方植物區(qū)的Dictyophyllum-Clathropteris植物群較為近似，盡管其中松柏類和銀杏類較為豐富，蕨類植物中雙扇蕨科相對(duì)較少，而蚌殼蕨科的Coniopteris更為常見[58]。從秭歸盆地孢粉研究看，沙鎮(zhèn)溪組孢粉有相當(dāng)多的常見屬種甚至少數(shù)重要分子都延續(xù)至香溪組。從孢粉大類的變化看，上三疊統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組孢粉64%屬蕨類、35%屬裸子植物，下—中侏羅統(tǒng)香溪組孢粉50%屬裸子植物、45%屬蕨類，上覆香溪組的中侏羅世千佛崖組孢粉72%屬裸子植物、20%屬蕨類[60]。這指示鄂西地區(qū)在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)的植被演化總體呈漸變趨勢(shì)，陸地生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該沒有發(fā)生轉(zhuǎn)折式的劇變。但相較于晚三疊世植物組合，侏羅紀(jì)植物組合中的銀杏類開始高度分異，出現(xiàn)了Ginkgoites、Baiera、Sphenobaiera、Czekanowskia、Phoenicopsis、Stenorachis等各種分子，松柏類也開始明顯增多，種子蕨類則幾乎全部消失，這可能說明環(huán)境濕度呈下降趨勢(shì)[57]。另外從植物組合對(duì)比看，鄂西早侏羅世植物組合也發(fā)生了與四川盆地類似的由中大型、全緣型植被為主向窄葉型、小葉型植被的轉(zhuǎn)變[62]。最近Zhou等[63]還進(jìn)一步研究了其中的銀杏葉片氣孔參數(shù)，據(jù)此重建了早侏羅世鄂西地區(qū)的大氣二氧化碳濃度，認(rèn)為其達(dá)到900×10-6～1 200×10-6，是現(xiàn)今大氣二氧化碳濃度的3～4倍。這些植物類群變化和古氣候的研究表明，當(dāng)時(shí)鄂西地區(qū)的海洋性濕潤(rùn)氣候減弱、大陸性干旱氣候的加強(qiáng)，說明鄂西周邊地區(qū)的由海轉(zhuǎn)陸過程還在持續(xù)進(jìn)行，濱海環(huán)境正在快速遠(yuǎn)離鄂西地區(qū)。

(3) 黃陵背斜兩翼三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)的植被演變。鄂西早中生代植物化石組合在荊當(dāng)盆地和秭歸盆地總體相似，但仍存在差異。荊當(dāng)盆地九里崗組中北方型植物分子要明顯多于秭歸盆地的沙鎮(zhèn)溪組[59]，另外，九里崗組發(fā)現(xiàn)的晚三疊世植物組合中含較多古生代孑遺分子如Compsopteris、Chiropteris、Aipteris等[64-65]，也均未見于秭歸盆地。這暗示了黃陵一帶在晚三疊世時(shí)期可能是對(duì)植被分區(qū)具有顯著影響作用的古地理單元(分水嶺或其他)，其使荊當(dāng)盆地和秭歸盆地的陸地森林面貌呈現(xiàn)各自的獨(dú)特性。而從早侏羅世開始，兩盆地的植物組合漸趨同化，且總體面貌與四川盆地等更靠西部的植物群趨于一致，這可能代表了當(dāng)時(shí)陸生植被和古環(huán)境已與西部地區(qū)連為一體，結(jié)合Liu等[66]的構(gòu)造分析認(rèn)識(shí)，推測(cè)可能是因?yàn)樵谫_紀(jì)早中期，揚(yáng)子和華北兩大陸塊之間的海水全部退去，全面的陸陸碰撞擠壓作用使中—上揚(yáng)子陸塊北緣的湖北宜昌—四川一線(從荊當(dāng)、秭歸、四川等)幾個(gè)獨(dú)立的濱海盆地演化形成更大的“前淵式”東西向帶狀前陸盆地，促成東西部陸地森林植被的交融和統(tǒng)一。

4 晚白堊世恐龍蛋化石群

東秦嶺是中央造山帶的重要組成部分，這一涵蓋豫西南、鄂西北的區(qū)域從白堊紀(jì)開始，隨著主造山事件告一段落，由于區(qū)域巖石圈應(yīng)力松弛和早期斷層活動(dòng)拉張，開始形成一系列“支離破碎”、沉積物來源復(fù)雜(盆地結(jié)構(gòu)時(shí)代可能大相徑庭)的斷陷盆地。從20世紀(jì)70年代開始[67]，在上述多個(gè)盆地中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)恐龍蛋化石。在湖北省內(nèi)，以鄖陽盆地發(fā)現(xiàn)化石最多，它們集群保存在鄖陽盆地西南緣近源堆積物中，具原位埋藏特征能較好反映恐龍群體的規(guī)模性生殖活動(dòng)。有學(xué)者通過調(diào)查及與鄰區(qū)含恐龍蛋化石白堊紀(jì)陸相紅層開展對(duì)比分析，提出其形成于白堊紀(jì)晚期[68]，可能與北側(cè)淅川盆地為同一套沉積體系。總體而言，對(duì)該化石群的研究和認(rèn)識(shí)才剛剛起步，但結(jié)合近期一些調(diào)查研究，認(rèn)為該化石群同樣具重要的古環(huán)境及科學(xué)意義。

(1) 產(chǎn)“樹枝蛋”類恐龍。湖北鄖陽盆地恐龍蛋化石群迄今發(fā)現(xiàn)的恐龍蛋化石逾萬枚，關(guān)于這些蛋化石的屬種，早期曾認(rèn)為有多種類型[68-69]，但新的原地化石蛋殼取樣和切片觀察以及分類學(xué)研究認(rèn)為，產(chǎn)蛋化石層從下至上蛋的類型比較單一，屬種變化情況并不明顯，絕大部分蛋應(yīng)該歸入“樹枝蛋”科的土廟嶺扁圓蛋[19]?！皹渲Φ啊鳖愖钤绨l(fā)現(xiàn)于靠近大別山的安陸地區(qū)[70]，后來在河南南陽西部的西峽、淅川盆地也有少量發(fā)現(xiàn)[71-72]，世界其他地區(qū)未見此類恐龍蛋化石[73]。但從蛋化石規(guī)模而言，上述幾個(gè)地點(diǎn)都無法與鄖陽盆地相提并論。因此產(chǎn)“樹枝蛋”恐龍以鄖陽盆地周邊為主要活動(dòng)區(qū)，但該區(qū)與北部和東部的盆地間可能存在此類恐龍遷徙的通道(如水系)，這幾地可能在當(dāng)時(shí)有相似的古環(huán)境和古氣候特點(diǎn)，適合產(chǎn)“樹枝蛋”類恐龍生活和繁衍。可迄今為止，還沒有在這些恐龍蛋化石中發(fā)現(xiàn)胚胎或在附近發(fā)現(xiàn)恐龍骨骼和腳印化石，產(chǎn)蛋恐龍本身的形態(tài)生理學(xué)及其環(huán)境意義還有待探索。

(2) 恐龍產(chǎn)蛋行為和規(guī)律。早期學(xué)者已發(fā)現(xiàn)鄖陽盆地的恐龍蛋化石是按照蛋窩分別埋藏和出露[68]，最近的化石發(fā)掘工作進(jìn)一步予以證明(圖4)，這意味著恐龍?jiān)谶@里和許多爬行動(dòng)物一樣成窩產(chǎn)蛋，并且產(chǎn)出的恐龍蛋依舊位于原地，沒有受到搬運(yùn)破壞作用影響，能夠被快速埋藏和形成化石，圍巖觀察也支持這種推論：埋藏恐龍蛋化石的地層主要以含礫砂巖—粗砂巖為主，礫石成熟度低，呈棱角狀—次棱角狀，分選極差，具近源物質(zhì)沉積特征，推測(cè)沉積環(huán)境為沖(洪)積扇的扇根。得益于鄖陽盆地土廟嶺恐龍蛋化石產(chǎn)地的化石保護(hù)工作，在此能夠觀察到數(shù)十米厚的恐龍蛋化石層露頭，并可進(jìn)一步劃分成40層以上的不同含蛋化石沉積，這些小的“化石層”絕大部分不是完整的，層間沖刷面廣泛存在，在一些部位可以觀察到舌狀體沉積特征，這說明土廟嶺是一處產(chǎn)“樹枝蛋”類恐龍周期性前來產(chǎn)蛋的地點(diǎn)，這種周期最有可能反映的是豐/枯水期的一次循環(huán)。蛋化石夾層中還發(fā)現(xiàn)有“根土巖”的特征，如不具成層性、植物根系遺跡和垂向生物遺跡眾多等，這暗示本地恐龍的產(chǎn)蛋環(huán)境中成土事件非常常見，并且產(chǎn)蛋過程也很可能與古土壤有關(guān)，如掘土產(chǎn)蛋，就像現(xiàn)代的一些鱷類和龜類?？傊?，觀察推測(cè)本地恐龍?jiān)卩y陽斷陷盆地邊緣的一些水系出口附近的疏松堆積物表層產(chǎn)蛋，并被新的堆積物快速掩埋。從眾多具表面缺口的恐龍蛋化石(應(yīng)代表成功孵化后的蛋)初步觀察統(tǒng)計(jì)，應(yīng)有1/3以上的蛋成功孵化，孵化率還比較高，說明上述環(huán)境是適合恐龍繁衍的，但更充足的古生態(tài)、古氣候研究證據(jù)還有待進(jìn)一步尋找和發(fā)現(xiàn)。

圖4 土廟嶺恐龍蛋化石的成窩埋藏特點(diǎn)(圖中紅色箭頭標(biāo)示的即為單個(gè)恐龍蛋窩)Fig.4 Burial characteristics of dinosaur egg fossils in Tumiaoling

5 小結(jié)和展望

本文介紹和分析的內(nèi)容不少是不同時(shí)間段和研究認(rèn)識(shí)背景下的前人結(jié)論，另外，有一部分是筆者近期的一些觀察和初步研究認(rèn)識(shí)，其中部分觀點(diǎn)還有待商榷，認(rèn)識(shí)有待研究改進(jìn)。但不難看出，湖北省中生代古生物化石無論是數(shù)量類型，還是科學(xué)內(nèi)涵都比較豐富。除以上一些認(rèn)識(shí)外，還有許多具挑戰(zhàn)性的重大地球科學(xué)問題均有望從中尋求證據(jù)和答案，譬如現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)型時(shí)間和早期構(gòu)建過程、卡尼期大洪水與三疊紀(jì)末大滅絕等重要事件的起因—后果及在東特提斯海陸轉(zhuǎn)換部位的環(huán)境—生物響應(yīng)、東秦嶺晚白堊世地形—?dú)夂蛱攸c(diǎn)及對(duì)恐龍演替的影響等等，需要加強(qiáng)關(guān)聯(lián)性研究。值得慶幸的是，近年來多方加強(qiáng)了對(duì)相關(guān)研究工作的重視和投入，譬如在遠(yuǎn)安落星村科學(xué)發(fā)掘獲得了大量精美保存的早三疊世海生爬行動(dòng)物化石材料并系統(tǒng)測(cè)制建立了完整的化石層剖面；鄖陽土廟嶺原地剝露和保護(hù)的晚白堊世恐龍蛋化石已超過7 000枚并幾乎全部具有蛋窩埋藏特征；在荊當(dāng)盆地的九里崗、沙河等地，對(duì)早中生代植物化石的采集工作也還在持續(xù)進(jìn)行；相關(guān)政府對(duì)化石研究工作的大力支持和多家科研院所的新一輪合作，使湖北省中生代古生物研究呈現(xiàn)出新的活力。相信近期大量新的研究材料積累和年輕研究人員能力的提升，將促成更詳實(shí)準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)成果，產(chǎn)生更具影響力的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，使湖北省中生代生物—環(huán)境變遷的過程更加清楚、細(xì)節(jié)更加豐富和完善。另外，除本文的三個(gè)典型化石群落外，秭歸郭家壩中三疊世石松植物群、遠(yuǎn)安茅坪場(chǎng)中三疊世兩棲動(dòng)物群亦具重要研究?jī)r(jià)值，還需在未來加強(qiáng)化石材料采集和專題研究。