南京泗洪炭獸的發(fā)現(xiàn)及六合組、雨花臺(tái)組的時(shí)代

許漢奎

(中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所,江蘇 南京 210008)

南京泗洪炭獸的發(fā)現(xiàn)及六合組、雨花臺(tái)組的時(shí)代

許漢奎

(中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所,江蘇 南京 210008)

在南京六合發(fā)現(xiàn)一保存較好的下頜骨化石,保存有 5枚完整的臼齒。經(jīng)劉冠邦教授鑒定,認(rèn)為與他 1993年在江蘇北部泗洪地區(qū)發(fā)現(xiàn)的泗洪泗洪炭獸 (Sihongotherium sihongenseLiu et zhang)相似,但臼齒相對(duì)稍小,且齒冠磨損嚴(yán)重,故僅確定為泗洪炭獸未定種 (Sihongotheriumsp.),時(shí)代屬中中新世;其照片經(jīng)邱占祥院士鑒定也認(rèn)為屬炭獸類(lèi)無(wú)疑。炭獸類(lèi)始于歐、亞始新世中期,漸新世擴(kuò)展到非洲和北美,到中新世滅絕。炭獸類(lèi)在我國(guó)過(guò)去僅分別發(fā)現(xiàn)于內(nèi)蒙、山西、云南的始新世至漸新世地層中,貴州也曾發(fā)現(xiàn)兩枚臼齒,但時(shí)代不祥。由于化石較重要,經(jīng)在六合實(shí)地調(diào)查,化石應(yīng)產(chǎn)于六合組。六合組和雨花組是歸于上新世或中新世,一直有爭(zhēng)論,故泗洪炭獸在南京六合的發(fā)現(xiàn),為六合組和雨花臺(tái)組應(yīng)為中新世提供了新的重要化石依據(jù)。

泗洪炭獸;六合組;中新世;化石;南京六合

0 引言

2007年 1月,南京劉華松和沈斌先生在六合區(qū)橫梁觀察雨花石層時(shí),從雨花石販子手中收集到一枚動(dòng)物的頜骨化石,因化石較大,保存較好,引起他們的注意,化石被送到南京地質(zhì)古生物所鑒定。這是一哺乳動(dòng)物的下頜骨,保存有 5枚粗大的臼齒,這一化石在南京地區(qū)從未見(jiàn)過(guò),所以該所請(qǐng)南京大學(xué)劉冠邦教授協(xié)助鑒定,同時(shí)還拍了照片寄到北京請(qǐng)教中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所的專(zhuān)家。劉仔細(xì)研究后認(rèn)為它屬于泗洪炭獸屬,其地質(zhì)時(shí)代應(yīng)為中中新世。北京的邱占祥院士在看完照片后也認(rèn)為它屬炭獸類(lèi)無(wú)疑。鑒于這一化石比較重要,筆者又請(qǐng)沈斌帶大家到六合實(shí)地調(diào)查,經(jīng)調(diào)查認(rèn)為化石應(yīng)產(chǎn)自六合組,但確切層位不詳。所以這個(gè)化石的發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)大了我國(guó)炭獸類(lèi)的分布范圍,而且對(duì)六合地區(qū)產(chǎn)化石的六合組及至南京的雨花臺(tái)組的時(shí)代及其地層對(duì)比提供了新的重要化石依據(jù)。

1 南京的泗洪炭獸及其時(shí)代

泗洪炭獸化石是江蘇泗洪地區(qū)農(nóng)民挖土?xí)r找到的,共有兩個(gè)頜骨,后經(jīng)南京大學(xué)劉冠邦教授研究認(rèn)為,它們是同一個(gè)體左、右下頜骨。右下頜骨保存較完整,其長(zhǎng)可達(dá) 26cm,上有 6枚粗大的臼齒,從 P2到 M3連續(xù)排列,長(zhǎng) 24cm,下臼齒 M3最大,長(zhǎng)可達(dá)6.3cm,寬可達(dá) 3.3cm,M1小,長(zhǎng)僅 3.9cm,寬2.7cm;下前臼齒 P4最大,長(zhǎng) 3.4cm,寬 2.4cm,P2最小,長(zhǎng) 2.9cm,寬 2.1cm。左下頜骨保存不完整,上僅有 4枚臼齒。兩下頜骨的臼齒不僅保存好,且冠面磨損很少。根據(jù)其下頜骨細(xì)長(zhǎng),P1和 P2不連續(xù),下臼齒有 4尖,內(nèi)側(cè)兩尖錐狀、外側(cè)兩尖具 V形脊,下次尖和下內(nèi)尖封閉成菱形谷及M3的下次小尖發(fā)育跟座等,劉教授認(rèn)為它應(yīng)屬炭獸科的溝齒亞科。而且由于它個(gè)體巨大,牙齒粗壯,下前臼齒主尖 V形脊前支末端向后褶曲,下原尖和下后尖的橫脊垂直齒列中線(xiàn),下后尖前部圓而無(wú)脊,M3下次小尖發(fā)育成長(zhǎng)大的跟座,且頂端形成了 3條脊等,可區(qū)別于科內(nèi)已知其他屬,故定為新的屬種,并命名為泗洪泗洪炭獸 (Sihongotherium sihongenseLiu et Zhang)。

炭獸科屬偶蹄目,豬形亞目,是一種外形像豬但和豬無(wú)直接關(guān)系早已滅絕的植食類(lèi)哺乳動(dòng)物,它的每個(gè)腳有 4個(gè)蹄 (現(xiàn)在的鹿、牛等已進(jìn)化為每個(gè)腳僅有兩個(gè)蹄)。炭獸類(lèi)最早見(jiàn)于歐、亞地區(qū)的始新世中期,這一時(shí)期我國(guó)雖發(fā)現(xiàn) 4個(gè)屬 7個(gè)種。它們分別見(jiàn)于山西,內(nèi)蒙古和廣西地區(qū),但每一個(gè)種也僅發(fā)現(xiàn) 1、2枚或幾枚牙齒而已,僅山西一個(gè)種具有一很不完整的下頜骨,上有 4枚臼齒。到了漸新世,此類(lèi)動(dòng)物進(jìn)入了鼎盛期。它們由歐、亞擴(kuò)展到非洲和北美,不過(guò)在我國(guó)這一時(shí)期僅發(fā)現(xiàn)了 3個(gè)屬、3個(gè)種,分別見(jiàn)于云南和山西地區(qū),而且每個(gè)種也僅分別見(jiàn) 1枚和 3枚臼齒而已,足見(jiàn)這類(lèi)化石非常稀少。而且它們只生存到中新世,之后全部滅絕了。Sihongotherium sihongense與歐洲中新世的 B rachyodus onoideus和東非中新世的 B rachyodus aeguatorialis的特征很接近,故這一屬種的地質(zhì)時(shí)代應(yīng)為中新世中期。所以泗洪泗洪炭獸的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了這類(lèi)罕見(jiàn)動(dòng)物在我國(guó)中新世的空白。

南京六合地區(qū)發(fā)現(xiàn)的右下頜骨長(zhǎng) 24cm,上有 5枚臼齒,即從 P3到 M3,其長(zhǎng)為 19.3cm,在 M3處頜骨高 6.3cm,P3處高 4.9cm,牙齒釉質(zhì)層表面有很細(xì)的枝狀紋飾。下前臼齒的 P4比 P3大,且保存較好,外形近長(zhǎng)方形,但牙冠磨損很厲害,現(xiàn)只能隱約見(jiàn)主尖和 V形脊遺留的痕跡,跟座較寬大,其后緣及內(nèi)、外側(cè)為齒帶所圍;下臼齒由M1到M3也迅速增大,M1有些破損,M2基本磨平,唯M3還保留一些齒的結(jié)構(gòu),如外側(cè)的小原尖和小次尖已磨掉,由它們各自形成的 V形脊,也成了 U形脊,向前方開(kāi)口,內(nèi)側(cè)的下后尖和下內(nèi)尖也都磨平了,僅留根部,后面的下次小尖和跟座仍可見(jiàn),但形成的小脊也已磨光了 (圖1)。

圖1 泗洪炭獸未定種 (Sihongotheriumsp.)的冠視、外視、內(nèi)視

表1 六合泗洪炭獸未定種與泗洪泗洪炭獸下頜骨臼齒測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比

據(jù)上述描述,六合所見(jiàn)的下頜骨化石細(xì)長(zhǎng)、底緣微彎曲、臼齒粗大、且從 P3到M3迅速增大。盡管此頜骨屬老年個(gè)體,其臼齒大部分已磨平,但下前臼齒的主尖及U形脊和下臼齒的小原尖、小次尖形成的U形脊、下后尖及下內(nèi)尖仍隱約可見(jiàn),尤其是M3下次小尖及其跟座、牙齒釉質(zhì)層表面具很細(xì)的枝狀紋飾等,確與泗洪炭獸接近,但由于它臼齒磨損太厲害,兩者很難確切對(duì)比,加上它下頜骨的臼齒比泗洪泗洪炭獸稍小 (表 1),故劉教授僅確定它為泗洪炭獸未定種,但認(rèn)為兩者的時(shí)代均為中中新世。劉教授在鑒定書(shū)中還提到在 2006年 2月江蘇省地勘局孫大亮在該區(qū)也收集到泗洪炭獸一個(gè)下頜骨碎片和3枚臼齒。說(shuō)明這一動(dòng)物當(dāng)時(shí)在南京較多。

2 南京六合泗洪炭獸的發(fā)現(xiàn)為六合組和雨花組的時(shí)代和對(duì)比提供新的依據(jù)

南京六合泗洪炭獸雖發(fā)現(xiàn)在六合組上部,而六合組下部的 17m～18m厚的礫石層和南京菊花臺(tái)的雨花臺(tái)組 16m厚的礫石層,其巖性大致可對(duì)比,如礫石層含礫量較高,且礫石中有較多石英巖、瑪瑙、含古生代化石的硅質(zhì)巖等,礫石也較大,多數(shù)在1cm～10cm間,個(gè)別可大至 20cm,且磨圓度很好,膠結(jié)物為疏松的砂泥等,故有些學(xué)者把六合組仍稱(chēng)為雨花臺(tái)組。

雨花臺(tái)組的時(shí)代一直有很大的爭(zhēng)論,早在 1924年劉季辰、趙汝鈞建雨花臺(tái)組時(shí),認(rèn)為其地質(zhì)時(shí)代屬始新世。1935年,李毓堯、朱森、李捷把它歸于上新世。1949年后又有學(xué)者把它置于早更新世,以上時(shí)代之所以相差甚遠(yuǎn),究其原因有三：①雨花臺(tái)組地層中過(guò)去未發(fā)現(xiàn)化石;②雨花臺(tái)組地層出露較零星,與下伏和上覆的地層關(guān)系不明;③雨花臺(tái)組礫石層中常可見(jiàn)具“壓坑”、“馬鞍形”、“燈盞形”結(jié)構(gòu)或單向擦痕的礫石或礫石呈鑲嵌狀等。故有些學(xué)者認(rèn)為這些特征是早更新世冰水沉積物的標(biāo)志。

一直到 1977年,畢治國(guó)等在六合地區(qū)礫石層之上的砂泥巖中發(fā)現(xiàn)了豬獸 (Hyotherium)、可疑的四凌齒象 (Tetralophodon)和“對(duì)角犀”(Diceratherium),并把這一地層稱(chēng)為六合組。在其上覆玄武巖夾層的砂泥巖中發(fā)現(xiàn)了三趾馬 (Hipprion)、對(duì)角犀 (Diceratherium)上新乳齒象 (Pliomastodon),并把這一大段地層稱(chēng)為黃崗組,且認(rèn)為這兩組地層化石均可歸于三趾馬動(dòng)物群,將其時(shí)代確定為上新世。1982年南京地質(zhì)古生物研究所李浩敏研究員在南京雨花臺(tái)組中發(fā)現(xiàn)了一些植物化石:單籽豆 (Podogonium)、楊屬 (Populus)、柳屬 (Salix)、鵝耳 (Carpinus)、榆 (Ulmus)、樸(Cehis)、紫磨 (W isterid)等,也認(rèn)為其時(shí)代屬于上新世。該所鄭亞惠研究員等在南京雨花臺(tái)組也發(fā)現(xiàn)了一些孢粉化石,確定其時(shí)代為上新世。除此之外,由于中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所周明鎮(zhèn)研究員等在南京方山洞玄觀組上部發(fā)現(xiàn)中新世的安琪馬(Anchiltheriun);該所李傳夔研究員在方山洞玄觀組下部發(fā)現(xiàn)了中新世的南京稀古倉(cāng)鼠 (Spanocricetodon ningensis);南京師范大學(xué)李立文教授等在江浦浦鎮(zhèn)組上部發(fā)現(xiàn)了中新世科氏皇冠鹿(Stephanocemas colberti Young)、近似華麗叉角鹿 (Dicrocerus cf.elegans Lartet),中部見(jiàn)植物化石肥皂莢 (Gymnosladus)、可疑克林似豆 (Legum inosites climensisHu et Chaney),下部發(fā)現(xiàn)了中新世的短腳犀近似奧爾良種(B rachypotherium cf.aurelianense)、利齒豬 (Listriodon)等 ,所以畢治國(guó)等認(rèn)為洞玄觀組和浦鎮(zhèn)組的哺乳動(dòng)物可歸于中新世的安琪馬一短腳犀動(dòng)物群。它們與上述六合組、黃崗組的上新世三趾馬動(dòng)物群不同。故江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局和陳華成、吳其切等把六合組及黃崗組和雨花臺(tái)組均劃歸上新世。

與此相反,1989年,江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局在撰寫(xiě)新的寧鎮(zhèn)山脈地質(zhì)志時(shí)卻認(rèn)為六合組和雨花臺(tái)組應(yīng)歸于中新世,其理由如下：①六合組所發(fā)現(xiàn)的豬獸(Hyotherium)在歐洲見(jiàn)于中新世,雨花臺(tái)組的單籽豆(Podogonium)也多見(jiàn)于北半球中新世,在日本見(jiàn)于中新世中期,在我國(guó)也主要見(jiàn)于中新世的山東山旺組,江蘇下草灣組,洞玄觀組;雨花臺(tái)組中的被子植物花粉占 50%～70%,裸子植物花粉占 23%～49%,蕨類(lèi)孢子很少,而被子植物的花粉中木本花粉數(shù)要多于草本,其組合與中新世山旺組相近。②在南京菊花臺(tái)、浦口陡崗均發(fā)現(xiàn)雨花臺(tái)組不整合在晚白堊世浦口組之上,這與中新世的洞玄觀組和浦鎮(zhèn)組分別不整合在晚白堊世赤山組、浦口組之上完全可以對(duì)比 (圖 2)。③雨花臺(tái)組礫石中所具的“壓坑”、“馬鞍形”、“燈盞形”結(jié)構(gòu)、礫石單向擦痕、變形礫石等是侏羅紀(jì)象山組礫石受擠壓而形成的,并非冰川作用的結(jié)果,而且雨花臺(tái)組的植物多為喜暖植物,故當(dāng)時(shí)的氣候也不可能屬冰期。

3 結(jié) 語(yǔ)

總之,從 20世紀(jì) 70年代以后,六合組和雨花臺(tái)組時(shí)代的爭(zhēng)論主要在它們究竟是屬于中新世,還是上新世?所以南京泗洪炭獸的發(fā)現(xiàn),為這兩組地層應(yīng)屬于中新世提供了新的重要化石依據(jù)。為了驗(yàn)證這一結(jié)論,下面三點(diǎn)可以進(jìn)一步加以證實(shí)：①中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所張玉萍研究員認(rèn)為,浦鎮(zhèn)組過(guò)去所見(jiàn)的利齒豬 (L istriodon)應(yīng)歸于豬獸(Hyotherium)更合適。這樣浦鎮(zhèn)組的豬獸就可與六合組的豬獸對(duì)比了,盡管利齒豬的時(shí)代也大多為中新世,但有些為上新世,而豬獸在我國(guó)卻僅發(fā)現(xiàn)于山東的中新世,故畢治國(guó)等也認(rèn)為豬獸類(lèi)在六合組和浦鎮(zhèn)組的發(fā)現(xiàn)對(duì)確定其地層時(shí)代和對(duì)比是比較重要的。至于六合地區(qū)發(fā)現(xiàn)的三趾馬,它只限于六合組之上的黃崗組(兩玄武巖段之間的砂泥巖),故不宜把六合組的動(dòng)物群也歸于三趾馬動(dòng)物群;過(guò)去認(rèn)為三趾馬只限于上新統(tǒng),但根據(jù)國(guó)內(nèi)外新的資料,劉濤等將它歸于晚中新世。李浩敏也曾面告筆者：盡管雨花臺(tái)組的一些植物化石具有上新世的色彩,但其中重要的單籽豆,其時(shí)代確應(yīng)歸于中新世,故從植物化石看,雨花臺(tái)組屬中新世可能性更大。鄭亞惠也表明雨花臺(tái)組過(guò)去發(fā)現(xiàn)的花粉數(shù)量太少,當(dāng)時(shí)歸于上新世的依據(jù)并不充分。②六合組之上有較厚的玄武巖層,這與南京方山洞玄觀組和浦口浦鎮(zhèn)組之上有較厚的玄武巖層完全可以對(duì)比,另江寧地區(qū)雨花臺(tái)組之上也可能是玄武巖層 (圖 1)。而這一時(shí)期的玄武巖噴發(fā)在我國(guó)東部分布也比較廣,其時(shí)代為中新世—上新世。③浦鎮(zhèn)組、六合組,洞玄觀組和雨花臺(tái)組都有一套厚度超過(guò) 16m以上的底部礫石層 (圖 2),它們與安徽安慶地區(qū)安慶組的底礫巖及江西九江地區(qū)“九江礫巖層”、福建佛曇群下部的礫巖層等均可大致對(duì)比。在喜馬拉雅山地區(qū)4 000多m厚的中新世地層中也有厚達(dá)1 500m的底礫巖,這些底礫巖的廣泛發(fā)育及與下伏老地層不整合接觸,決非偶然,而是與中新世之前發(fā)生的早喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng)有關(guān)。正是這一地殼運(yùn)動(dòng)造成了上述地區(qū)地殼的抬升,導(dǎo)致老地層輕微褶皺、斷裂、缺失及風(fēng)化、侵蝕的加劇,才形成了中新世的地層不整合在白堊紀(jì)等老地層之上,以及形成了巨厚的底礫巖,這是區(qū)域構(gòu)造在地層上的反映,在華南地區(qū)所受影響應(yīng)該是相似的;相反中新世與上新世之間并沒(méi)有大的地殼運(yùn)動(dòng),故上新世地層與下伏地層不會(huì)造成明顯的不整合和形成厚的底礫巖。

4 致 謝

劉華松、沈斌先生借給標(biāo)本進(jìn)行研究,并陪同至六合實(shí)地考察,劉冠邦教授、邱占祥院士協(xié)助鑒定化石,陳周慶幫助標(biāo)本照像,筆者在此一并致謝。

[1]江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江蘇省及上海市區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社,1984.

[2]江蘇地質(zhì)礦產(chǎn)局.寧鎮(zhèn)山脈地質(zhì)志 [M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

[3]劉冠邦,張承華.江蘇泗洪發(fā)現(xiàn)的石炭獸 [J].古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào),1993,32(2)：110-116.

[4]劉濤,王曉鳴.柴達(dá)木盆地晚中新世三趾馬化石 [J].古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào),2004,42(4)：316-333.

[5]劉椿.南京附近地區(qū)一些新生代巖組的古地磁學(xué)研究及地質(zhì)時(shí)代的初步認(rèn)識(shí) [J].地球物理學(xué)報(bào),1976,19(2)：125-136.

[6]李立文,方鄴森.南京地層上第三系沉積特征及若干問(wèn)題的探討[J].地層學(xué)雜志,1981,5(1)：28-35.

[7]李浩敏,黃姜儂,張基訓(xùn),等.南京雨花臺(tái)組植物化石的發(fā)現(xiàn)[J].地質(zhì)論評(píng),1984,30(6)：575-577.

[8]李傳夔.南京市方山中新世倉(cāng)鼠化石[J].古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi),1977,15(1)：67-75.

[9]畢治國(guó),于振江,邱占祥.南京附近的哺乳動(dòng)物化石和上第三系劃分 [J].古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi),1977,15(2)：126-138.

[10]鄭亞惠,袁佩鑫.南京雨花臺(tái)組的孢粉組合及其時(shí)代的探討[J].地層學(xué)雜志,1985,9(3)：161-169.

[11]周明鎮(zhèn),胡長(zhǎng)康.南京方山中新世哺乳動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)[J].古生物學(xué)報(bào) ,1956,4(4)：525-533.

[12]陳華成,吳其切.長(zhǎng)江中、下游地層志 (寒武—第四系)[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

Discovery ofNanjingSihongotheriumsp.and age ofLiuhe and Yuhuatai Formations

XU Han-kui

(Nanjing Institute of Geology and Paleontology,Academia Sinica,Nanjing 210008,China)

A well-preserved fragment of fossilmammalian was found in Liuhe Formation in Liuhe District,Nanjing,which was identified asmid-MioceneSihongotheriumsp.by Prof.Liu Guanbang from NanjingUniversity.The genusSihongotheriumfrom SihongCounty of Jiangsu Provincewas discovered by Prof.Liu Guanbang and Zhang Chenghua in 1993,they speculated on the belonging of the genus wasAnthracotheriidae.According to the known data,therewere seven generas including 10 species in theAnthracotheriidae.They were mainly distributed in InnerMongolia,Shanxi,Guanxi and Yunnan in China and alive during Eocene to Oligocene.However,Sihongotherium sihongensudiscovered by Prof.Liu and Zhang in 1993 was only found inMiocene of Sihong County,Jiangsu Province.EitherMiocene or Pliocene,the age ascription ofLiuhe and Yuhuatai Formationswas in varied opinions.The discoveryofSihongotheriumsp.could be an important fossil basis for the corroboration thatLiuhe and Yuhuatai For mations belonging toMiocene.

Sihongotherium;Liuhe Formation;Miocene;Fossil;Liuhe,Nanjing

Q911

A

1674-3636(2010)01-0001-05

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.01.1

2009-06-05;編輯：詹庚申

許漢奎 (1936—),男,廣東潮州人,研究員,政府特殊津貼享受者.