脈羊齒屬小羽片化石鑒定方法的改進

鄧朝義，馬施民

中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083

0 引 言

脈羊齒類(Neuropterides)是裸子植物門(Gymnospermae)、種子蕨綱(Pteridospermopsida)中的一類植物化石，該類包括了脈羊齒屬(NeuropterisBrongn)和網(wǎng)羊齒屬(LinopterisPresl)兩個形態(tài)屬[1,2]。此次采集自石門寨地區(qū)的148塊脈羊齒類小羽片化石標(biāo)本經(jīng)初步鑒定均屬于脈羊齒屬(Neuropteris)小羽片化石。脈羊齒屬的小羽片較大、易脫落，因此小羽片多是獨立保存為化石。這讓我們能較易地辨認其小羽片的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，利用此特點對其進行鑒定。

對脈羊齒屬小羽片各種化石的鑒定，現(xiàn)今主要依據(jù)其小羽片化石的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，結(jié)合已經(jīng)被鑒定出的脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本的圖版，進而推斷小羽片化石的歸屬種[2]。在查閱脈羊齒屬相關(guān)文獻后，筆者發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)文獻對脈羊齒屬化石標(biāo)本鑒定的過程并無記述，在描述完小羽片化石標(biāo)本后，便寫出了脈羊齒屬小羽片化石的種名。在筆者整理這批采集自秦皇島市柳江盆地石門寨地區(qū)的脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本時，便思考使用更科學(xué)、客觀的鑒定方法對脈羊齒屬小羽片化石進行鑒定?；趯Α吨袊派参铩分小懊}羊齒屬檢索表”[1]的使用，筆者改進了脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本的鑒定方法。

1 脈羊齒屬小羽片化石的數(shù)值特征鑒定法

1.1 鑒定方法的由來

在對柳江盆地石門寨地區(qū)采集的148塊脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本進行鑒定時，筆者使用“脈羊齒屬檢索表”(見表1)，遇到了無法按照檢索表進行鑒定的情況為：標(biāo)本殘缺、損壞較多，導(dǎo)致使用“脈羊齒屬檢索表”鑒定時無法按照檢索表進行，以致于得到模糊的鑒定結(jié)果。也就是說，當(dāng)脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本不完整、保存不佳的情況下，依據(jù)檢索表進行鑒定將導(dǎo)致鑒定結(jié)果不準確、不科學(xué)甚至無法進行鑒定。

鑒于上述問題，筆者根據(jù)“脈羊齒屬檢索表”，參考前人研究者對脈羊齒類植物化石各種的描述、拍攝的圖版以及繪制的復(fù)原圖，結(jié)合柳江盆地石門寨地區(qū)采集整理的148塊脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本，總結(jié)了脈羊齒屬小羽片化石各種的主要特征，再依據(jù)其特征，改進了脈羊齒屬小羽片化石的鑒定方法，稱作“脈羊齒屬小羽片化石的數(shù)值特征鑒定法”。

表1 “脈羊齒屬檢索表”[1](引自《中國古生代植物》)Table 1 The search table of the Neuropteris[1] (Quoted from Chinese Paleozoic Era Plants)

1.2 “數(shù)值特征鑒定法”的介紹

閻同生等[2]在《河北撫寧、曲陽晚古生代地層及植物群》一文中指出，中生代、新生代的植物葉片角質(zhì)層能較好的成為化石保存下來，而古生代植物的葉片卻因為年代久遠而不易保存為化石，因此“植物化石的主要鑒定依據(jù)仍為平面形態(tài)及葉脈特征”。

據(jù)此筆者將脈羊齒屬的各種小羽片化石標(biāo)本的平面形態(tài)和葉脈特征進行辨識并記錄，將小羽片主要用作鑒定依據(jù)的結(jié)構(gòu)大致分為：

(1)小羽片形態(tài)：小羽片形狀，小羽片長度與寬度，小羽片頂端形狀，小羽片基部形狀；

(2)小羽片中脈：中脈長度，中脈清晰度；

(3)小羽片側(cè)脈：側(cè)脈的特點，側(cè)脈自中脈分出的角度，側(cè)脈的形態(tài)，側(cè)脈分叉次數(shù)。

結(jié)合脈羊齒屬中的大脈羊齒(NeuropterisgiganteaSternb)、耳脈羊齒(NeuropterisotozamioidesSze et Lee)、開平脈羊齒(NeuropteriskaipingianaSze)、近大脈羊齒(NeuropterispseudogiganteaPot)、卵脈羊齒(NeuropterisovataHoffm)、鐮脈羊齒(NeuropterisplicataSternb)[1,3,5-7]這六種已知的脈羊齒屬小羽片化石種的特征及描述，參考相關(guān)文獻、書籍及圖冊中的圖版和復(fù)原圖[1-7,10-14]，分別記錄小羽片形態(tài)及結(jié)構(gòu)的特征為：

(1)小羽片形狀：略呈鐮刀形、鐮刀形、長鐮刀形、舌形、長舌形、卵形、長卵形、長橢圓形、披針形、長三角形；

(2)小羽片長寬度：長2～3厘米、寬約1厘米，長3～4厘米、寬0.5～1厘米，長小于2厘米、寬小于7毫米，長3～5厘米、寬1～1.5厘米，長小于1.5厘米、寬小于1厘米，長3～4厘米、寬小于或等于1.2厘米；

(3)小羽片頂端形狀：圓、鈍、鈍圓、微尖、尖；

(4)小羽片基部形狀：心形、偏斜形(下部突出呈耳狀)、截形；

(5)中脈長度：超過小羽片長度1/2，不超過小羽片長度1/2；

(6)中脈清晰度：明顯、隱約可見；

(7)側(cè)脈的特點：密、疏(中脈兩側(cè)處)、細；

(8)側(cè)脈自中脈分出的角度：極狹角、狹角、銳角、角度大；

(9)側(cè)脈的形態(tài)：稍彎曲、呈放射狀或略呈放射狀、呈弧形且曲折；

(10)側(cè)脈分叉次數(shù)：2～3次、3～4次、3～6次、多次。

將上述各分類特征整理制成表：脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本的特征表，見表2。

表2中，筆者使用字母和數(shù)字分別對脈羊齒屬特征名稱和特征點進行表示。例如，A表示“小羽片形狀”；A1表示“小羽片形狀為略呈鐮刀形”。

表2 脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本的特征表Table 2 Characteristic table of Neuropteris Pinnula fossil specimens

續(xù)表2 脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本的特征表Continued Table 2 Characteristic table of Neuropteris Pinnula fossil specimens

筆者再對比脈羊齒屬的相關(guān)文獻、書籍[1-7,9,15]中的化石描述，以及脈羊齒屬六個種的化石標(biāo)本圖版即大脈羊齒(NeuropterisgiganteaSternb)、耳脈羊齒(NeuropterisotozamioidesSze et Lee)、開平脈羊齒(NeuropteriskaipingianaSze)、近大脈羊齒(NeuropterispseudogiganteaPot)、卵脈羊齒(NeuropterisovataHoffm)、鐮脈羊齒(NeuropterisplicataSternb)所擁有的各項特點，整理總結(jié)制成表：脈羊齒屬各種小羽片化石所含特征的對照表，見表3。

表3中，筆者使用字母和數(shù)字直接表示脈羊齒屬各種小羽片化石所包含的特征。例如，大脈羊齒中應(yīng)含有特征B1、D2等。且表中A4/6/7意為A4或A6或A7，A9-A3意為A9至A3，E1E3意為E1且E3。

表3 脈羊齒屬各種小羽片化石標(biāo)本所含特征對照表Table 3 Comparison table of characteristics of various Neuropteris Pinnula fossil specimens

1.3 “數(shù)值特征鑒定法”的應(yīng)用

筆者使用“數(shù)值特征鑒定法”對柳江盆地石門寨地區(qū)采集到的148塊脈羊齒屬小羽片化石標(biāo)本進行再鑒定，摘錄2例標(biāo)本鑒定并記述“數(shù)值特征鑒定法”的使用步驟。

(1)鑒定標(biāo)本LJ12-129：(圖版Ⅰ，圖1)

①辨認出該小羽片化石標(biāo)本所含有表2中的特征，并記錄下代號：A1；B3(1.6 cm，0.7 cm)；C3，C'1；D1，D'2；E2，E'1，E''1/2，E(3)2/4(側(cè)脈分叉3、4次)。

②將該小羽片化石標(biāo)本所記錄下的代號對照表3，以脈羊齒屬的六種小羽片化石為坐標(biāo)橫軸，縱軸為六種小羽片包含的標(biāo)本LJ12-129的特征數(shù)(包含該標(biāo)本的一個特征即記1)，整理制成標(biāo)本LJ12-129特征分布圖，見圖1。

③取含標(biāo)本LJ12-129中特征數(shù)最多的脈羊齒屬種為近大脈羊齒，所含標(biāo)本LJ12-129特征有：A1、C3、C’1、D1、E’1、E’’1/2、E(3)2/4。綜合分析，標(biāo)本LJ12-129為近大脈羊齒化石。

(2)鑒定標(biāo)本LJ12-096：(圖版Ⅰ，圖2)

①辨認出該小羽片化石標(biāo)本所含有表2中的特征，并記錄下代號：D1，D'1；E3，E'3，E(3)2/3/4(3、4次)。

②將該小羽片化石標(biāo)本所記錄下的代號對照表3，以脈羊齒屬的六種小羽片化石為坐標(biāo)橫軸，縱軸為六種小羽片包含的標(biāo)本LJ12-096的特征數(shù)(包含該標(biāo)本的一個特征即記1)，整理制成標(biāo)本LJ12-096特征分布圖，見圖2。

③取含標(biāo)本LJ12-096中特征數(shù)較多的脈羊齒屬種為卵脈羊齒和鐮脈羊齒，但卵脈羊齒不含區(qū)分該標(biāo)本特征D1，因此標(biāo)本LJ12-096確定是鐮脈羊齒。所含標(biāo)本LJ12-096特征有：D1、D’1、E(3)2/3/4。

圖1 標(biāo)本LJ12-129特征分布圖Fig.1 Characteristic distribution of LJ12-129 specimen

圖2 標(biāo)本LJ12-096特征分布圖Fig.2 Characteristic distribution of LJ12-096 specimen

1.4 “數(shù)值特征鑒定法”的檢驗

標(biāo)本LJ12-129、LJ12-096經(jīng)使用“數(shù)值特征鑒定法”鑒定為近大脈羊齒、鐮脈羊齒，現(xiàn)從《中國古生代植物》中分別摘錄近大脈羊齒、鐮脈羊齒的描述及其復(fù)原圖，進行對比檢驗。

(1)檢驗標(biāo)本LJ12-129：

標(biāo)本使用“數(shù)值特征鑒定法”得到的描述：小羽片形狀略呈鐮刀形。小羽片頂端鈍圓，基部心形。中脈長度超過小羽片長度1/2才分散。側(cè)脈自中脈分出角度極狹角，側(cè)脈形態(tài)稍彎曲或呈放射狀。側(cè)脈分叉次數(shù)為3～4次。標(biāo)本LJ12-129見圖版Ⅰ，圖1。

《中國古生代植物》中對近大脈羊齒(Neuropterispseudogigantea)的描述：多次羽狀復(fù)葉。小羽片長3～5 cm，寬約1～1.5 cm，舌形，披針形或略呈鐮刀形，頂端鈍，基部心形。中脈到小羽片全長2/3處才分散；側(cè)脈以極狹角伸出，略呈放射狀通常分叉3～4次。復(fù)原圖見圖3。

通過對比上述“數(shù)值特征鑒定法”的描述和近大脈羊齒(Neuropterispseudogigantea)的描述，對比標(biāo)本體視鏡照片和復(fù)原圖，證明化石標(biāo)本LJ12-129即為近大脈羊齒。

(2)檢驗標(biāo)本LJ12-096：

標(biāo)本使用“數(shù)值特征鑒定法”得到的描述：小羽片中脈長超過小羽片長度1/2才分散。中脈明顯可見。側(cè)脈細，自中脈分出角度為銳角，側(cè)脈分叉多次。標(biāo)本LJ12-096見圖版Ⅰ，圖2。

《中國古生代植物》中對鐮脈羊齒(Neuropterisplicata)的描述：至少一次奇數(shù)羽狀復(fù)葉。小羽片鐮刀形、披針形或長三角形，長達3～4 cm，最寬處1.2 cm，頂端尖。中脈明顯；側(cè)脈纖細，羽狀，分叉次數(shù)多。復(fù)原圖見圖4。

通過對比上述“數(shù)值特征鑒定法”的描述和鐮脈羊齒(Neuropterisplicata)的描述，對比標(biāo)本體視鏡照片和復(fù)原圖，證明化石標(biāo)本LJ12-096即為鐮脈羊齒。

圖3 近大脈羊齒(Neuropteris pseudogigantea)復(fù)原圖[1](依《中國古生代植物》繪)Fig.3 Monochrome picture of Neuropteris pseudogigantea[1]

圖4 鐮脈羊齒(Neuropteris plicata)復(fù)原圖[1](依《中國古生代植物》繪)Fig.4 Monochrome picture of Neuropteris plicata [1]

2 結(jié)論

(1)使用“脈羊齒屬檢索表”對脈羊齒屬小羽片化石進行鑒定時，如遇小羽片化石殘缺將導(dǎo)致無法準確鑒定。而使用“數(shù)值特征鑒定法”將彌補“脈羊齒屬檢索表”這一不足，對于殘缺、損壞的小羽片化石標(biāo)本將能繼續(xù)對其進行鑒定。

(2)使用“數(shù)值特征鑒定法”鑒定了標(biāo)本LJ12-129和LJ12-096，對比檢驗后，確定了鑒定結(jié)果的正確性，說明“數(shù)值特征鑒定法”具有實用性和準確性。

(3)“數(shù)值特征鑒定法”以脈羊齒屬小羽片化石的各項特征作為鑒定依據(jù)，以數(shù)值、統(tǒng)計方法為綜合分析法，體現(xiàn)了鑒定的科學(xué)性和客觀性。

圖版：

圖版1標(biāo)本LJ12-129體視鏡照片

圖版2標(biāo)本LJ12-096體視鏡照片