冀北承德地區(qū)熱河生物群化石組合特征及其地質(zhì)意義

牛紹武，孫春林，張福成，李文革，許　飛，李　鶴，徐延康，宋天驕

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津，300170；2.吉林大學地球科學學院，長春，130061；

3.中國科學院古脊椎動物與古人類研究所，北京，100044；4.北京盛元金土能源投資有限公司，北京，100097）

冀北承德地區(qū)熱河生物群化石組合特征及其地質(zhì)意義

牛紹武1，孫春林2，張福成3，李文革4，許飛4，李鶴4，徐延康4，宋天驕4

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津，300170；2.吉林大學地球科學學院，長春，130061；

3.中國科學院古脊椎動物與古人類研究所，北京，100044；4.北京盛元金土能源投資有限公司，北京，100097）

冀北承德與遼西建昌-義縣一帶是熱河生物群化石的命名地，產(chǎn)有豐富的無脊椎動物和脊椎動物化石，以及早期被子植物化石，是探討鳥類，哺乳類和被子植物起源的重要地區(qū)，引起了國內(nèi)外古生物學家的高度關注和各國媒體的廣泛報道。冀北承德地區(qū)陸相晚期中生代地層的張家口組-大北溝組-大店子組的層位要低于遼西地區(qū)的義縣組，時代也更老。該區(qū)所產(chǎn)珍稀無脊椎動物與珍稀脊椎動物化石的時代除義縣期外要老于遼西義縣組，這對探討熱河生物群的起源與演化，特別是軟骨硬鱗魚和真骨魚類的演化，兩棲類的系統(tǒng)分類，鳥類的起源，原始哺乳類的進化，以及被子植物的起源等都具有重大的理論意義。

冀北承德；熱河生物群化石；化石組合

冀北承德地區(qū)是著名的“熱河動物群/熱河生物群”的發(fā)祥地和最早命名地。早在上世紀二十年代，在北京大學任教的美國古生物學家葛利普（A.W. Grabau，1923）在當時屬于熱河省的遼西凌源考察白堊紀地層時，將兩層斑巖之間厚約50～100m沉積巖系稱為熱河系（Jehol Series）［1］。其后，葛利普（A.W. Grabau，1928）在一篇研究雙殼類化石的論文中提到了“熱河動物群”一名，所產(chǎn)化石有狼鰭魚Lycoptera，葉肢介Estheria（即目前的東方葉肢介）和昆蟲擬蜉蝣Ephemeropsis，這就是著名的Lycoptera-Eosestheria-Ephemeropsis之熱河動物群［2］。顧知微（1962）將遼西含狼鰭魚化石的巖系統(tǒng)稱為熱河群，并將這一化石組合為代表的化石群稱為“熱河生物群”［3］。數(shù)十年來，“熱河生物群”的含義和內(nèi)容得到了極大的豐富和發(fā)展，包括無脊椎動物的雙殼類，腹足類，介形類，葉肢介，昆蟲，蜘蛛，鱟蟲，蝦類；脊椎動物的魚類，兩棲類，爬行類，鳥類，哺乳類；植物大化石和孢粉等。特別是上世紀九十年代以來，在遼西北票-義縣以及承德地區(qū)的灤平縣，豐寧縣，圍場縣和平泉縣等地相繼發(fā)現(xiàn)了珍稀無脊椎動物的鱟蟲與蝦類；珍稀脊椎動物的兩棲類（蠑螈），爬行類（龜類和恐龍），原始鳥類和哺乳類，以及最早的被子植物等，涉及到鳥類的起源，原始哺乳動物的演化，被子植物的起源等重大古生物學的理論問題，引起了國內(nèi)外古生物學家的高度關注和各國媒體的廣泛報道。在熱河生物群化石產(chǎn)地保護方面，遼西的義縣組-九佛堂組和沙海組的化石產(chǎn)地保護工作走在了前列，而冀北承德地區(qū)雖已開始進行了保護，但略顯滯后。特別是冀北地區(qū)張家口組-大北溝組-大店子組的層位明顯低于遼西的義縣組-九佛堂組，地質(zhì)時代也更老，這對建立無脊椎動物化石的組合序列和探討脊椎動物的生命演化等古生物學問題都具有重大的理論意義，對更加古老地層中保存的珍稀化石的保護與開發(fā)顯然具有更重要的科學意義。

熱河生物群從我國承德地區(qū)灤平盆地起源后，向北經(jīng)過大興安嶺、額爾古納河左岸，到俄羅斯東貝加爾地區(qū)，西到蒙古國西南部和我國甘肅河西走廊酒泉盆地，東達吉林東部；南抵大別山北麓，東西長達3 240 km；南北寬達2 700 km（圖1）。

在國土資源部國家古生物化石專家委員會的統(tǒng)一領導與協(xié)調(diào)下，在吉林大學地球科學學院古生物中心主任孫春林教授的直接組織下，中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所，北京盛元金土能源投資有限公司等單位的參與下，于2013-2014年對冀北承德地區(qū)四縣一市范圍內(nèi)熱河生物群化石產(chǎn)地進行了全面勘察，對眾多化石點特別是珍稀無脊椎動物和珍稀脊椎動物化石點進行了實地考察，最終篩選出了四個縣范圍內(nèi)五個珍稀化石產(chǎn)地和一個層型地層剖面進行優(yōu)先保護與科學研究，并由承德市國土資源局主持該項目的具體實施。

圖1　灤平動物群和熱河動物群的分布（據(jù)參考文獻［1］，略有修改）Fig.1 Distribution o f the Luanping fauna and Jeho l fauna

1　化石的產(chǎn)出層位

產(chǎn)出層位由老到新有：

（1）張家口組：主要分布于冀北張家口，赤城縣水磨窯，灤平縣灤平盆地和豐寧縣森吉圖-四岔口一帶，圍場縣的半截塔至裕泰豐，承德市藍家溝，以及內(nèi)蒙古巴林左旗等地。巖性以酸性火山巖為主，夾中性火山巖和沉積巖，厚度變化較大。與下伏土城子組整合，假整合局部不整合接觸，并可超覆在更老地層之上［4-5］。

（2）大北溝組：主要分布于灤平盆地，豐寧縣森吉圖、圍場縣的腰棧、半截塔至裕泰豐，承德市藍家溝，以及內(nèi)蒙古巴林左旗至黑龍江省漠河等地。在灤平盆地自下而上可分三個巖性段：一段為酸性沉凝灰?guī)r，凝灰質(zhì)砂巖夾礫巖，厚35.2m，含孢粉（克拉索粉），與下伏張家口組為整合或假整合接觸。二段為淺灰色，灰綠色具微細層理薄板狀含泥硅質(zhì)巖，含硅鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖與泥巖，深灰色粉砂質(zhì)頁巖與中-中厚層粉砂巖細砂巖，夾中粗粒長石石英砂巖和灰?guī)r薄層，厚86.78m。含豐富的葉肢介，昆蟲，少量鱟蟲，北票鱘和植物化石。三段為土黃色，灰綠色，黃綠色與深灰灰色鈣質(zhì)粉砂巖，硅質(zhì)泥巖，泥質(zhì)頁巖，夾多層灰?guī)r。底部為灰色灰綠色粘土-流紋質(zhì)凝灰?guī)r，中性火山角礫巖和中粗粒凝灰砂巖。厚98.37m。含豐富的葉肢介，介形蟲，雙殼類，腹足類，昆蟲，和少量鱟蟲化石等。在大店子東溝該組下部產(chǎn)珍稀脊椎動物化石有尾兩棲類［6-8］。在豐寧縣四岔口黃榆溝一帶還產(chǎn)較豐富的鳥類化石及葉肢介、介形類等化石。

（3）大店子組：主要分布于灤平盆地，以蜂窩梁礫巖為標志層，在張家溝榆樹下可劃分為四個巖性段：一段底部為黃褐色厚層砂礫巖，含礫粗砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，即蜂窩梁礫巖。在大店子東溝井上蜂窩梁礫巖厚44.35m，在張家溝下營厚1.19m，在張家溝小東溝厚僅0.5m，與下伏大北溝組假整合到整合接觸。其上為黃褐色，灰綠色，碧綠色鈣質(zhì)泥巖，粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖，與厚層-中厚層中-中粗粒長石石英砂巖，細砂巖互層，底部產(chǎn)介形類和葉肢介化石。下部厚46.49m。中部為灰綠色，深灰色，黑色泥巖，鈣質(zhì)泥巖，粉砂質(zhì)泥巖，頁巖，夾細粒-中粒砂巖與灰?guī)r透鏡體，產(chǎn)豐富的葉肢介，介形類，雙殼類，腹足類，昆蟲，狼鰭魚化石等。厚66.94m。上部灰黃色厚層-塊狀中細粒長石石英砂巖，含礫粗砂巖，細礫巖，夾粉砂質(zhì)泥巖和粉砂巖。厚30.78m。二段下部淺灰色灰褐色厚層含礫粗砂巖，鈣質(zhì)中粒砂巖夾粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，底部為巨厚層巨礫巖，即龍層礫巖，在大店子井上產(chǎn)鸚鵡嘴龍類化石（Luanpingosaurus jingshangensis Cheng）。厚47.84m。上部土黃黃綠深灰與黑色鈣質(zhì)泥巖，粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖，夾多層黃褐色中細粒砂巖，細砂巖和少量含礫粗砂巖與泥灰?guī)r透鏡體。產(chǎn)豐富的雙殼類，腹足類，介形類，葉肢介等。厚121.5m。三段為灰深灰灰褐色粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖，鈣質(zhì)泥巖，頁巖油頁巖，夾多層深灰色泥灰?guī)r和少量黃褐土黃薄層中細粒砂巖，底部為黃褐色中厚層局部含礫粗粒長石石英砂巖，厚3.96m?？偤?5.31m。產(chǎn)豐富的雙殼類，腹足類，介形類，葉肢介，昆蟲等化石。四段為灰色深灰色少量灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，泥巖，頁巖夾多層泥灰?guī)r，粉砂巖，底部為灰色中-厚層泥質(zhì)凝灰質(zhì)細砂巖，風化后呈灰白色。厚68.53m。產(chǎn)豐富的葉肢介，介形類，腹足類，昆蟲擬蜉蝣，狼鰭魚等［7，9］。

（4）西瓜園組［10-11］：主要分布于灤平盆地，以火斗山鄉(xiāng)張家溝門到灤平縣城以東西瓜園、李營地區(qū)為最好，自下而上可分4個巖性段。在灤平拉海溝北馬圈子該組一段底部為厚約2～3m的黃褐色灰黃色厚層礫巖，即拉海梁礫巖，與下伏大店子組四段整合連續(xù)沉積。其上為灰黃色凝灰質(zhì)砂礫巖，砂巖夾多層灰白色，灰綠色細砂巖，泥質(zhì)粉砂巖，泥頁巖，少量中基性氣孔狀安山玄武巖和一層英安巖。產(chǎn)豐富的奇異環(huán)足蝦和昆蟲擬蜉蝣，東方葉肢介，狼鰭魚和北票鱘等化石。一段上部為灰色，灰綠色，灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，泥巖夾細砂巖和中-酸性火山巖，產(chǎn)雙殼類，介形類，腹足類，葉肢介，昆蟲和狼鰭魚等化石。厚度大于176m。二段下部黃褐色厚層含礫粗砂巖，細砂巖與粉砂巖；上部為灰色條帶狀薄層細砂巖，與泥質(zhì)粉砂巖，產(chǎn)硅化木。厚268m。三段至四段粒度變細，為灰綠色，黃綠色，深灰色中-細砂巖與泥頁巖，凝灰質(zhì)頁巖，多互層，夾多層含礫粗砂巖與礫巖，厚340m。產(chǎn)豐富的葉肢介，北票鱘，遼寧古果和極少介形類（女星介）等。

與西瓜園組相當?shù)牡貙釉谪S寧縣，圍場縣和平泉縣稱為花吉營組，大體相當于遼西的義縣組?；獱I組以中基性火山巖為主，夾砂巖，泥巖和頁巖，產(chǎn)豐富的雙殼類，腹足類，介形類，葉肢介，昆蟲等無脊椎動物化石，以及狼鰭魚，北票鱘，燕鱘，原白鱘，翼龍，金鳳鳥，弱鳥，孔子鳥，熱河蜥等珍稀脊椎動物化石。

（5）九佛堂組-沙海組：該組早年稱為南店組或下店組，主要分布于灤平盆地，豐寧，圍場地區(qū)和平泉地區(qū)，其中，以灤平盆地出露完整連續(xù)，并可分為三個巖性段。一段為灰色，灰綠色，淺灰色中-薄層中-細粒雜砂巖與粉砂巖，粉沙質(zhì)泥巖，鈣質(zhì)頁巖多互層，夾含礫砂巖和多層泥灰?guī)r，底部為黃褐色厚層礫巖夾少量細砂巖粉砂巖，即鷂子梁礫巖，與下伏西瓜園組砂泥巖為整合接觸。厚698.91m。泥頁巖含豐富的葉肢介，昆蟲擬蜉蝣和狼鰭魚等化石。二段為灰色，灰綠色，灰白色中-厚層凝灰質(zhì)中細粒雜砂巖，含礫石英砂巖與泥質(zhì)細砂巖粉砂巖與泥頁巖互層，厚688.41m。含豐富的葉肢介，昆蟲擬蜉蝣，和恐龍足印。三段底部厚30m的灰色厚層-塊狀含細礫粗粒-中粒雜砂巖，其上為灰色，灰綠色，深灰色細砂巖，粉砂巖與泥頁巖多互層，夾多層含礫中粗粒雜砂巖，厚820.47m。所夾紙片狀頁巖富含有機質(zhì)，可能是油頁巖。泥頁巖中含豐富的葉肢介，昆蟲擬蜉蝣和狼鰭魚［12］。

2　珍稀無脊椎、脊椎動物和植物化石產(chǎn)出狀況

（1）珍稀無脊椎動物化石

1）淡水鱟蟲：鱟蟲屬節(jié)肢動物門甲殼綱，鰓足亞綱，貝甲目，可有海生和淡水之分。在灤平縣張家溝榆樹下大北溝組二段產(chǎn)鱟蟲化石，與尼斯托葉肢介和昆蟲擬蜉蝣共生，由于化石保存不完整，屬種未定［8］。但是，在圍場縣新?lián)芘璧睾桶虢厮黜樉蟊睖辖M產(chǎn)豐富的鱟蟲化石，也與尼斯托葉肢介共生，，經(jīng)楊遵儀和洪友崇研究為圍場鱟蟲屬（Weichangiops Yang etHong，1980）［13］。由于它們與尼斯托葉肢介和昆蟲擬蜉蝣化石共生，灤平盆地張家溝榆樹下剖面與新?lián)芘璧睾桶虢厮黜樉拭鎽獙偻粚游?，淡水圍場鱟的產(chǎn)出進一步證明它們都是大北溝組無疑［5］，珍稀無脊椎動物鱟蟲化石的產(chǎn)出也具有重要的地層劃分對比意義。其中，圍場縣半截塔西順井大北溝組中的鱟蟲化石與兩棲類蠑螈化石為這次重點產(chǎn)地保護之一。

2）淡水蝦類：蝦類也屬節(jié)肢動物門甲殼綱，也可有海生和淡水之分。在遼西陵源大新房子，大王杖子，宋杖子和牛營子一帶義縣組下部（原大新房子組）產(chǎn)淡水鰲蝦類：奇異環(huán)足蝦（Circoidoscelosusaethus Shen，2001）［14］。2003年，田樹剛，牛紹武等在灤平拉海溝北馬圈子西瓜園組底部淺灰色凝灰質(zhì)頁巖內(nèi)采到大量的該類化石（田樹剛等，圖版I，圖1-5，7-8）［7］，與之共生的還有三尾擬蜉蝣等，有力地證明了西瓜園組與遼西義縣組完全可以對比，珍稀無脊椎動物奇異環(huán)足蝦在灤平盆地的發(fā)現(xiàn)具有重要的地層對比意義。

1963年至1986年，陳丕基，沈炎彬等在遼西北票上園鄉(xiāng)尖山溝和黃半吉溝義縣組尖山溝層和大康堡層發(fā)現(xiàn)豐富的淡水蝦類四節(jié)遼寧洞蝦（Liaoningogriphus quadripartitus Shen et al.）［15］。2004～2006年，筆者等在灤平縣西瓜園小狼溝相當于大康堡層（Diestheria yixianensis-D.longinqua帶）發(fā)現(xiàn)少量遼寧洞蝦標本，從珍稀無脊椎動物化石淡水蝦類的產(chǎn)出層位也證明灤平盆地的西瓜園組與遼西義縣組是可以對比的。

（2）珍稀脊椎動物化石

1）魚類化石：在冀北地區(qū)，豐寧縣大北溝組產(chǎn)豐寧北票鱘（Peipiaosteus fengningensis Bai）［16］；灤平縣張家溝榆樹下該組二段頂部產(chǎn)北票鱘骨片［8］；豐寧縣四岔口鄉(xiāng)白石砬東土窯花吉營組（=義縣組）產(chǎn)豐寧北票鱘，長背鰭燕鱘（Yanosteus longidorsalis Jin et al.）和劉氏原白鱘（Protopsephurus liui）等；豐寧縣南店組（=九佛堂組）和圍場縣花吉營組產(chǎn)鱘類化石骨片［16］。在遼西，潘氏北票鱘（Peipiaosteus pani Liu et Zhou），豐寧北票鱘，劉氏原白鱘和長背鰭燕鱘均產(chǎn)于義縣組沉積巖夾層中，九佛堂組也有北票鱘和劉氏原白鱘的發(fā)現(xiàn)［16］。就目前資料，大北溝組的北票鱘似僅為豐寧北票鱘而少見潘氏北票鱘。大北溝組中的鱘類與尼斯托葉肢介，三尾擬蜉蝣以及灤平介共生，未見狼鰭魚和女星介，構成熱河生物群的早期組合。冀北豐寧和圍場地區(qū)的花吉營組和遼西義縣組至九佛堂組的鱘類卻與狼鰭魚，東方葉肢介，三尾擬蜉蝣和女星介共生，構成熱河生物群的中-晚期組合。熱河生物群的早期組合與中晚期組合既有聯(lián)系也有區(qū)別。

冀北地區(qū)的花吉營組至南店組以及遼西地區(qū)的義縣組至九佛堂組以產(chǎn)豐富的狼鰭魚類為最大特點，目前，在冀北地區(qū)大北溝組還沒有它們的蹤跡。

2）兩棲類：在圍場縣半截塔鎮(zhèn)西順井產(chǎn)有大量的有尾兩棲類蠑螈化石（Regalerpeton weichangensis Zhang etal.）［17-19］，是這次化石保護的重點產(chǎn)地之一。早在1986年，前人在灤平縣井上-大店子東溝大北溝組下部就已發(fā)現(xiàn)有尾兩棲類化石，它們同尼斯托葉肢介和三尾擬蜉蝣共生在一起［4］。半截塔鎮(zhèn)西順井有尾兩棲類蠑螈化石也與尼斯托葉肢介共生，由此進一步證明：產(chǎn)有尾兩棲類蠑螈化石的地層應為大北溝組，蠑螈化石的發(fā)現(xiàn)也具有地層劃分對比的地層意義。另外，前人還報道有東方塘螈，鳳山中華螈和圍場皇家螈等。

3）爬行類：本區(qū)發(fā)現(xiàn)的爬行類有蜥蜴類，鸚鵡嘴龍類，馳龍類，翼龍類，帶毛恐龍傷齒龍類以及恐龍足印等。

前人在平泉縣榆林盆地花吉營組（=義縣組）發(fā)現(xiàn)美麗熱河蜥（Jehelacertaformosa JietRen）［20］，全身保存了皮膚鱗片，這在世界上也是極為罕見的，為認識早期蜥蜴動物的表皮特征提供了珍貴的化石材料，具有重要的古生物學意義，是這次珍稀脊椎動物化石產(chǎn)地保護之一。

在灤平縣大店子東溝大店子組二段底部產(chǎn)井上灤平龍（Luanpingosaurus jingshangensis Cheng）［4］，可能屬于鸚鵡嘴龍類。在豐寧縣四岔口至外溝門西土窯花吉營組（=義縣組）發(fā)現(xiàn)馳龍類（Dromaeosaurus sp.），翼龍類（Pterosauria），以及帶毛恐龍傷齒龍類華美金鳳鳥（Jinfengopterux elegans Jietal.）［21］，也是這次重點保護的化石產(chǎn)地。

在灤平縣拉海溝北鐵路附近九佛堂組二段產(chǎn)恐龍足印化石（保存于灤平縣博博物館）。據(jù)悉，最近在豐寧縣四岔口地區(qū)花吉營組發(fā)現(xiàn)較大個體的恐龍化石，還有待進一步研究鑒定。

4）鳥類：上世紀九十年代末徐桂林等首次報道了該區(qū)鳥類化石的發(fā)現(xiàn)［22］。之后，侯連海，金帆等，張福成，周忠和陸續(xù)報道了該區(qū)鳥類化石的新屬種［23-27］。

本區(qū)鳥類化石見于兩個地層層位。一是圍場縣半截塔鎮(zhèn)西順井大北溝組，它與尼斯托葉肢介化石組合相共生，時代明顯早于豐寧縣也產(chǎn)鳥類化石的花吉營組和遼西義縣組，對探討鳥類起源可能具有更大的科學意義。大北溝組鳥類化石目前正在深入研究，有待正式發(fā)表。二是豐寧縣四岔口鄉(xiāng)尖長溝至西土窯花吉營組（=義縣組），有鄭氏始孔子鳥（Eoconfuciusornis zhengi），孔子鳥（Confuciusornis sp.），豐寧原羽鳥（Protopteryx fengningenensis），秀麗副原羽鳥（Paraprotopteryx gracilis），灤河冀北鳥（Jibeinia luanhera），河北細弱鳥（Vescornis hebeiensis）等眾多鳥類［24-27］，是這次重點保護的珍稀脊椎動物化石產(chǎn)地。

5）哺乳類：在豐寧縣外溝門西土窯花吉營組（=義縣組）發(fā)現(xiàn)早期哺乳動物阿氏燕獸（Yanoconodon allini）［28］，對探討早期哺乳類動物的系統(tǒng)分類與演化具有重要的古生學意義。

（3）珍稀被子植物化石

筆者等于2004～2006年重新測制了灤平縣西瓜園地區(qū)李營-小南溝-巖青西瓜園組剖面，在該組四段采到被子植物化石遼寧古果（Archaefructus liaoningensis Sun，田樹剛等，2008，圖版I，圖2）［10］。該種最初發(fā)現(xiàn)于遼西北票上園黃半吉溝義縣組下部［28］，進一步證明本區(qū)西瓜園組與遼西義縣組完全可以對比。珍稀被子植物化石在冀北-遼西義縣期的發(fā)現(xiàn)為探討被子植物的起源提供了重要的化石證據(jù)，具有重要的古生物學上的理論意義。

3　冀北遼西珍稀脊椎動物化石豐度與分異度的對比分析

（1）遼西北票-建昌盆地和阜新-義縣盆地義縣組珍稀脊椎動物的豐度和分異度

1）魚類：除了狼鰭魚，北票鱘，燕鱘和原白鱘兩地都有外，目前冀北未見弓鰭魚類。另外，無論是大北溝組還是花吉營組，均以豐寧北票鱘為主，而遼西以潘氏北票鱘為多［28］。

2）兩棲類：遼西義縣組僅有無尾兩棲類：Callobatrachus sanyanensis Wang et Gao，Liaobatrachus grabau Jiet Ji［28］，目前未見有尾兩棲類。

3）爬行類：義縣組龜類有Manchurochelysmanchuensis，M.liaoxiensis J；鳥臀類恐龍Psittacosaurus sp.鳥腳類的Jehelosaurus shangyuanensis；離龍類的Morjurosuchus splendens；手宮類的Yabeinosaurus tenuisEndoet Shikama；潛龍類的Hyphalosaurus sp.；手盜龍類的Yixianosaurus longimamus；禽龍類的Jinzhousaurus yangi；喙嘴龍類的Dendrorhynchoides（“Dendrorhynchus”）curvidentatus Jiet Ji；鱗龍類的Dalinghesaurus longidigitus Ji；翼龍類/翼手龍類的Haopterus gracilis，Eosipterus yangi；帶毛恐龍Sinosauropteryx prima，Beipiaosaurus inexpectus，S inornithosaurus m illerrii Caudipteryx zoui，C.dongi，Protarchaeopteryx robusta；鳥類有Yixianornus grabaui，Changchengornishengdaoziensis Ji，Chiappe et Ji，Liaoninggornis longditris Hou，Eoenantiornis buhleri Hou，Martin，Zhou et Feduccia，Confuciusornis sanctus Hou，Zhou，Gu etZhang，C.sunae Hou，C.dui Hou，Martin，Zhou etFeduccia C.chuanzhous Hou等［28-29］。

4）哺乳類；有Zhangheotherium quinquecuspidens Hu，Wang，Luoet Li，Jehelodens jenkinsi Ji，Luo et Ji，Repenomamusrobustus等［28-29］。

（2）承德地區(qū)大北溝組至花吉營組（=義縣組）珍稀脊椎動物的豐度和分異度

就目前資料，灤平縣張家溝榆樹下大北溝組層型地層剖面及所產(chǎn)北票鱘和鱟蟲化石，豐寧縣四岔口至西土窯花吉營組所產(chǎn)翼龍類，鳥類和獸類，圍場縣半截塔西順井的有尾兩棲類與鳥類，以及平泉縣榆林地區(qū)蜥類的豐度和分異度，總的看屬種較為單調(diào)，化石點的數(shù)量也不多，無法與遼西義縣組的珍稀脊椎動物化石相比較。但是，該區(qū)也有其獨特的珍稀動物類型，如時代老于義縣期的大北溝組產(chǎn)有尾兩棲類蠑螈化石，這在遼西是沒有的。同時，在如此更老的地層中竟然也產(chǎn)有鳥類化石，它要老于義縣期數(shù)個百萬年，遼西缺失這一時期的地層。這對該時期鳥類與德國索倫霍芬晚侏羅世晚期提塘期始祖鳥的對比研究提供了重要的化石資料，為解決大北溝組的時代問題以及我國乃至東亞陸相侏羅-白堊系的界限可能具有重大的科學意義。

4　化石組合特征及其地質(zhì)意義

綜上所述，本區(qū)雖然在珍稀化石的豐度與分異度與遼西同層位的化石無法相比，但是，圍場縣半截塔西順井地區(qū)大北溝組鳥類化石的發(fā)現(xiàn)和有尾兩棲類蠑螈化石的產(chǎn)出，對鳥類的起源和有尾兩棲類的系統(tǒng)分類具有重要的古生物學意義。該層位的鳥類化石明顯老于義縣期的鳥類，更顯得尤為重要。

豐寧四岔口和西土窯花吉營組（=義縣組）所產(chǎn)狼鰭魚，北票鱘，燕鱘，原白鱘，翼龍，金鳳鳥，冀北鳥，細弱鳥，孔子鳥以及燕獸等珍稀脊椎動物化石極大地豐富了熱河生物群的內(nèi)容，是冀北地區(qū)最重要的珍稀脊椎動物化石產(chǎn)地，具有極大的保護價值。其中，孔子鳥是遼西義縣組下部保存數(shù)量最多的一種鳥類化石，它在豐寧花吉營組下部的發(fā)現(xiàn)證明：冀北的花吉營組與遼西的義縣組應為同一地層層位，具有地層劃分與對比上的地層意義。

平泉縣榆林盆地花吉營組（=義縣組）保存了皮膚的蜥蜴類化石等，是本區(qū)特有的化石類型，特別是保存了蜥蜴類的皮膚鱗片，這在世界上也是極為罕見的，具有重要的古生物學上的理論意義。

對灤平縣火斗山鄉(xiāng)張家溝門榆樹下大北溝組層型地層剖面的開發(fā)研究是熱河生物群早期組合的代表，熱河生物群中晚期組合就是從早期組合逐漸演化發(fā)展并擴展到整個東亞地區(qū)的，對探討熱河生物群的起源具有重要的科學意義。

大北溝組中的介形類自該組三段開始出現(xiàn)，生物地層單元為Luanpingella-Torinina-Eoparacypris組合帶。該組合帶又可分為三段下部的Luanpingella postacuta亞帶和三段上部的Torininaobesa亞帶。與其共生的還有Eoparacypris jingshangensis，E.surriensis，Djungarica sp.，Darw inula legum inella，D.dabeigouensis，Rhinocypris subechinata，R.dadianziensis，Pseudoparacypridopsis luanpingensis，P.mountfieldensis，Yanshanina dabeigouensis，Y.postitruncta等。至大北溝組頂部該組合帶以灤平介為代表的絕大多數(shù)屬種都絕滅了，其上覆大店子組代之而起的是Cypridea-Yanshanina-Rhinocypris組合帶［30］。前者可簡稱為灤平介動物群（Luanpingella Fauna），后者可稱為女星介動物群（Cypridea Fauna）。

大北溝組的葉肢介類自下而上可劃分3個葉肢介生物帶：1）二段為Nestoria pissovi-Jibeilimnadia ovata-Ambonella lepida帶；2）三段下部為Nestoria pissovi-Keratestheria gigantea帶；3）三段上部為Yanshania xishunjingensis-Y.subovata（高峰）帶。綜合三個葉肢介帶，可稱為尼斯托葉肢介動物群（Nestoria Fauna），至該組頂部，絕大多數(shù)屬種都已絕滅，其上覆大店子組代之而起的是東方葉肢介動物群（Eosestheria Fauna）［8］。

介形類和葉肢介的生物地層分帶為年代地層單元階的建立提供了重要的化石依據(jù)。另外，這兩個介形類動物群和兩個葉肢介動物群在大北溝組與大店子組界線上發(fā)生集群絕滅事件和集群新生事件，對大北溝組早期熱河生物群化石及大北溝組層型地層剖面的保護具有重要的生物地層意義與地質(zhì)年代學意義。

除上述介形類和葉肢介化石進行了較深入研究外，還有以額爾古納蚌（Arguniella）為代表的雙殼類，以前貝加爾螺（Probaicalia）為代表的腹足類，以擬蜉蝣（Ephemeropsis）為代表的昆蟲，以及鱟蟲，北票鱘，有尾兩棲類以及早期鳥類等仍未能深入研究，通過開發(fā)性化石產(chǎn)地保護可進一步促進這些化石的深入研究。除了在地層劃分對比上的地層意義外，這些珍稀脊椎動物化石的發(fā)現(xiàn)，對有尾兩棲的早期演化，鳥類和早期哺乳類的起源，以及被子植物的起源等都具有古生物學上的理論意義。

最后，冀北承德地區(qū)熱河生物群化石屬種較為單調(diào)，其豐度與分異度遠不如遼西，筆者試做以下客觀和認知的原因推測：

（1）冀北豐寧縣與圍場縣清泉盆地，花吉營組（=義縣組）較之遼西義縣組總的地層厚度較小，沉積夾層厚而不多，火山噴發(fā)期次與噴發(fā)間歇的韻律性沒有遼西義縣組那樣頻繁，產(chǎn)珍稀化石的層位顯得不是很多。由于火山噴發(fā)相對較弱，空氣的污染程度沒有遼西嚴重［26］，受硫化氫等有害氣體毒害相對較輕，水中無脊椎動物和魚類較為繁盛就說明了這一點。但是，陸生脊椎動物和空中鳥類由于較少受到有害氣體影響，未能保存更多的大型恐龍和鳥類化石。承德地區(qū)發(fā)現(xiàn)的珍稀脊椎動物化石產(chǎn)地略少，似有先天不足之處。

（2）遼西在上世紀八九十年代就已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)珍稀脊椎動物化石，特別是帶毛恐龍和鳥類化石的發(fā)現(xiàn)，轟動了全世界，引起了國家和有關專業(yè)機構的重視，珍貴化石多被有關專家所獲得，有機會進行系統(tǒng)的化石鑒定。承德地區(qū)在九十年代中后期才開始發(fā)現(xiàn)恐龍和鳥類等珍稀脊椎動物化石［22］，地方上有關機構和民間早已知道它的“市場價值”，致使許多珍貴化石很快流失甚至遭到破壞，有關專家失掉了對這些珍貴化石進行系統(tǒng)的研究機會。特別是近年來，對已發(fā)現(xiàn)的脊椎動物化石點進行了大規(guī)模的盜采，致使許多珍稀化石得不到系統(tǒng)鑒定與研究。對冀北承德化石的認知不足可能也正是這次對其進行全面保護的原因和它的科學意義。

最后，值得討論的是：目前國際地層表侏羅紀-白堊紀的界線年齡標定為145Ma。我國于2000年召開的第三屆全國地層會議將侏羅紀-白堊紀的界線年齡值標定為135M a，并于2004年10月召開了冀北-遼西陸相侏羅-白堊系界線現(xiàn)場會，將我國陸相侏羅-白堊系界線確定在大北溝組與大店子組之間［31］。2013年11月，召開的第四屆全國地層會議采納了國際地層表侏羅紀-白堊紀的界線年齡值為145Ma，并將我國陸相侏羅-白堊系界線確定在土城子組與張家口組之間。對于侏羅-白堊系界線年齡數(shù)據(jù)還沒有最后確定，對我國陸相侏羅-白堊系界線不同學者尚有不同的認識［32］，留待今后深入研究。本文只是從熱河生物群化石組合特征上討論其地質(zhì)意義。

致謝：在成文過程中，中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所王思恩研究員審閱文稿，表示衷心感謝。

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Q911.2

A

1672－4135（2015）04－0241-07

2015-03-20

全國地層委員會項目“中國主要斷代地層建階研究（200113900076）”

牛紹武（1938-），男，研究員，1964年畢業(yè)于長春地質(zhì)學院，地質(zhì)系，地質(zhì)古生物專門化，長期從事中生代與中新元古代地層古生物研究，Email:402416024@qq.com。