諸城恐龍足跡化石道出的信息

孫佳鳳

諸城位于膠萊盆地東部，因發(fā)現(xiàn)大規(guī)模恐龍骨骼化石而聞名于世。除骨骼化石外，在諸城北部張祝河灣、棠棣戈莊地區(qū)的大盛群和南部皇龍溝地區(qū)的萊陽群中均發(fā)現(xiàn)了恐龍足跡化石，其中以皇龍溝地區(qū)規(guī)模最大且最為著名。目前，已探明面積約5000m2，發(fā)現(xiàn)了不同類型的獸腳類、蜥腳類恐龍足跡11000多個，被專家認(rèn)定為世所罕見的地質(zhì)奇觀。

諸城的3處恐龍足跡化石點(diǎn)

皇龍溝恐龍足跡化石點(diǎn)是目前已發(fā)現(xiàn)的、規(guī)模較大的恐龍足跡動物群之一。該化石點(diǎn)位于諸城南部皇華鎮(zhèn)大山社區(qū)一個叫皇龍溝的沖溝內(nèi)，距諸城城區(qū)20公里?？铸堊阚E密集區(qū)位于一處50度陡坡上，整個斜坡由堅硬的巖層構(gòu)成。在近5000m2的范圍內(nèi)，11000多個形態(tài)各異、大小不一、深淺不同的各種恐龍足跡密密麻麻排列在一層黃綠色細(xì)砂巖的層面上，并與泥裂、波痕相伴生。足跡保存非常完好,每個恐龍化石的腳趾、腳板、腳跟清晰明了,如同人踩在柔軟的泥土上留下的腳印一樣自然、逼真。恐龍足跡的種類有大型獸腳類、次大型獸腳類、小型獸腳類（似蹺腳龍）、蜥腳類及龜鱉類游泳的痕跡，其中以小型獸腳類為主。產(chǎn)出化石的層位屬于下白堊統(tǒng)下部的萊陽群，時間為早白堊世中期。這是目前山東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的白堊系最低層位的恐龍足跡。

皇龍溝恐龍足跡群的大型獸腳類足跡

皇龍溝足跡群

皇龍溝恐龍足跡群局部展示大量方向一致的小型獸腳類腳印

皇龍溝足跡群上面的波痕

棠棣戈莊和張祝河灣恐龍足跡化石點(diǎn)皆位于諸城市北部，兩地距離1公里，層位都屬于下白堊統(tǒng)上部的大盛群，時間為早白堊世晚期，距今約1億年。棠棣戈莊恐龍足跡點(diǎn)規(guī)模相對較小，具有重要科學(xué)意義的是在同一個巖層上，發(fā)現(xiàn)了28個蜥腳類恐龍足跡組成的恐龍拐彎足跡，后足平均長度約為30厘米，整道行跡呈半圓形分布，恰好保存了恐龍轉(zhuǎn)向的全過程，是目前世界上首次發(fā)現(xiàn)的恐龍180度轉(zhuǎn)向的行跡。足跡集中在傾角約為45°的同一層面上，賦存于紫紅色細(xì)砂巖中，與泥裂、交錯層理、雨痕伴生。

張祝河灣恐龍足跡化石點(diǎn)位于石橋子鎮(zhèn)張祝河灣村東河?xùn)|岸，由4個蜥腳類與1個古鳥類足跡組成。其中，以古鳥類足跡尤為珍貴，足跡集中分布在接近水平的同一層面上。

恐龍足跡是怎樣形成的

恐龍足跡化石是遺跡化石的一種。遺跡化石主要是動物在生命活動中遺留下來的痕跡或遺物，前者如爬跡、足跡等，后者如糞便、蛋等?？铸堊阚E化石是中生代統(tǒng)治陸地生態(tài)系統(tǒng)1.6億年的恐龍，在生活時留在沉積物上的足跡印痕經(jīng)漫長的地質(zhì)歷史變遷逐漸石化形成的。盡管不同種類化石的形成機(jī)理是相似的，甚至是相同的，但足跡化石的形成要比實(shí)體化石如骨骼化石的形成難很多。由于受地面濕度、坡度、含碎屑物溶液的黏度以及顆粒度大小的制約和影響，只有在這些條件都比較合適的情況下，恐龍在湖濱、海濱或河地上行走后留下的足跡才有可能以化石的形式保留下來。如果是在特別稀濕的泥地上，在恐龍的腳離開地面的瞬間，周圍的稀泥就會自動回填到足跡坑中，足跡就會蕩然無存，更不可能有機(jī)會形成化石，保留下來。

恐龍足跡形成以后，如果馬上下雨或者被水淹沒，尚未干燥的足跡很快就會在水中消失。因此，足跡在潮濕的地面上形成后還需要一定時間的干燥，待保存足跡的地表干燥硬化后，再被后來的沉積物掩埋，之后隨著地殼下降，沉積的泥沙經(jīng)過成巖作用變成巖石，這些足跡也就在巖石層面上保存成化石了。含有足跡化石的地層必須上升，否則它們將被永遠(yuǎn)埋在地下不為人所知。保存有足跡化石的巖層在硬度上與上覆巖層有差別，經(jīng)過差異風(fēng)化，足跡化石就有可能暴露出來。最后，暴露出來的足跡化石還被人們發(fā)現(xiàn)，在許多交通十分不便的地區(qū)，人跡罕至，恐龍足跡就是暴露出來也不會被發(fā)現(xiàn)。由此可見，能夠被今天的人們發(fā)現(xiàn)的恐龍足跡是多么的珍貴。

足跡化石保存了恐龍在日常生活中的精彩一瞬，提供了有關(guān)恐龍的類型、大小、數(shù)量、相對豐度、行走方向和速度及生活環(huán)境等方面的信息。另外，恐龍足跡也可提供恐龍足部形態(tài)和腳趾數(shù)目等信息。在某些情況下，恐龍腳印還保存有皮膚印痕，為研究恐龍皮膚結(jié)構(gòu)和恐龍復(fù)原提供了珍貴信息。

諸城恐龍足跡化石的重要科學(xué)意義

大約1.85億至1億年前的晚中生代時期，盤古大陸開始了第二個階段的分裂，全球地理格局發(fā)生了重大變化。白堊紀(jì)時期，以恐龍為代表的脊椎動物群逐漸走向鼎盛階段，尤其是早白堊世，被認(rèn)為是現(xiàn)生動物群起源和輻射的重要時期。但是該時期動植物的發(fā)現(xiàn)都是以骨骼化石為依據(jù)，而相應(yīng)的足跡化石卻較為少見。相比之下，中國東部地區(qū)，比如即墨、諸城地區(qū)的萊陽群和莒南、東海地區(qū)的大盛群中早白堊世恐龍骨骼化石很少，卻保存了大量的恐龍足跡，為研究中國東部地區(qū)早白堊世恐龍動物群的生存演化、古生態(tài)和古環(huán)境提供了條件和重要新材料。

山東諸城作為我國白堊系發(fā)育最為齊全的地區(qū)之一，保存有大量恐龍骨骼和恐龍蛋化石，其時代多集中在晚白堊世，而早白堊世恐龍足跡的發(fā)現(xiàn)則彌補(bǔ)了骨骼化石缺乏所帶來的不足。諸城恐龍足跡化石點(diǎn)以皇龍溝地區(qū)規(guī)模最大，對這些足跡化石的研究，獲得了大量恐龍形態(tài)學(xué)和運(yùn)動學(xué)方面的信息，對恢復(fù)膠萊盆地早白堊世早期恐龍動物群古地理、古環(huán)境和古生態(tài)具有重要科學(xué)意義。

在古環(huán)境方面：諸城3處化石點(diǎn)的足跡賦存于細(xì)砂巖中，與水平層理、雨痕、泥裂相伴生，顯示3處地點(diǎn)的恐龍都是行走在湖岸灘地時留下了足跡。大量恐龍足跡和鳥類足跡的出現(xiàn)，證明了這3處地點(diǎn)在早白堊世時期曾經(jīng)有水體存在，恐龍和鳥類把這里的湖泊當(dāng)做水源，定期前來飲水?；数垳系貙又械哪嗔眩ㄔ诟珊导竟?jié)，淺水區(qū)往往首先干涸，水底沉積物暴露出來形成泥裂）主要集中在北部，波痕主要發(fā)育在南部和西南部，表明湖盆深水區(qū)應(yīng)該位于南部和西南部，而北部和東北部為湖岸。棠棣戈莊和張祝河灣恐龍足跡化石點(diǎn)因化石數(shù)量少，規(guī)模小，很難揭示古環(huán)境其他方面的信息。

在古氣候方面：皇龍溝恐龍足跡化石群賦存于早白堊世早期萊陽群龍旺莊組砂巖中。大比例尺實(shí)測剖面和沉積相分析顯示，從水南組到龍旺莊組，由淺湖相逐漸演變?yōu)闉I湖相，水體逐漸變淺，氣候干旱。前人的研究顯示，蜥腳類足跡的出現(xiàn)代表干旱環(huán)境。而且恐龍足跡專家認(rèn)為，要形成高質(zhì)量的恐龍足跡，需要恐龍踩過了湖濱灘地之后，灘地慢慢變干燥，足跡長時期暴露在空氣中，變得十分堅硬。在足跡硬化過程中沒有降水，使足跡得以充分固結(jié)。后來的洪水?dāng)y帶泥沙把已經(jīng)堅硬的足跡掩蓋了起來，使其得以保存成化石?；数垳系貐^(qū)發(fā)現(xiàn)大量精美的足跡化石，說明在足跡形成的時候，也就是恐龍在皇龍溝地區(qū)活動的時候，皇龍溝屬于干旱氣候。

棠棣戈莊恐龍足跡

在恐龍生活習(xí)性方面：諸城3處恐龍足跡化石點(diǎn)大量化石的發(fā)現(xiàn)，說明早白堊世時期諸城地區(qū)水系發(fā)育，植被繁茂，具有適宜恐龍生存的環(huán)境，發(fā)育著一個以恐龍為主的大型陸生動物群?；数垳险麄€足跡層面上，以似蹺腳龍為主，且主要分布在足跡層面中下部（北部），其中很多行跡的行進(jìn)方向一致，顯示似蹺腳龍營群居生活。上部僅發(fā)現(xiàn)少數(shù)大型獸腳類足跡，且行跡數(shù)量少，分布散亂顯示其單獨(dú)行動，而大型蜥腳類足跡則延伸到足跡層面最上部（南部）。此外，獸腳類中的似蹺腳龍足跡和東方百合肥壯足跡也存在明顯的分區(qū)性。似蹺腳龍足跡主要分布于足跡層面的中下部，而強(qiáng)壯百合足跡則分布于足跡層面的下部，表明深水區(qū)常見大型蜥腳類和大型獸腳類活動。似蹺腳龍和東方百合肥壯類恐龍生活習(xí)性上也存在一定差異，即東方百合肥壯類恐龍更適應(yīng)于生活在水體更淺的岸邊，而小型獸腳類恐龍能夠在一定深度水體中活動。此外，在四川天全地區(qū)晚三疊世地層、內(nèi)蒙古查布地區(qū)下白堊統(tǒng)、山東嶺泉后左山公園發(fā)現(xiàn)的蜥腳類恐龍足跡化石也都保存在濱淺湖沉積相中，說明蜥腳類恐龍會聚集于水源富足的地區(qū)活動。

在恐龍的行為方面：通過對恐龍足跡單步、復(fù)步的測量，棠棣戈莊發(fā)現(xiàn)的足跡屬于一類身長3—4米的中小型、較為原始的蜥腳類足跡，被歸入副雷龍足跡（Parabrontopodus），當(dāng)時處于慢速行走狀態(tài)。同時揭示了蜥腳類四足著地的前進(jìn)方式與現(xiàn)生長頸鹿的相同，它們的前足與后足并非交替著陸與離地，而是同一側(cè)的前足與后足同時行動。也就是說，交替的是它們的左右足，而不是前后足?；数垳系貐^(qū)的小型獸腳類大部分處于高速奔跑狀態(tài)，似蹺腳龍的速度為22.8 km/h，東方百合肥壯龍速度為25 km/h，而蜥腳類則處于慢速行走狀態(tài)，速度為1.4 km/h。獸腳類大部分處于高速奔跑狀態(tài)，而蜥腳類和鳥腳類則處于慢速行走狀態(tài)，且相對于行走狀態(tài)的獸腳類要慢得多，表明獸腳類行進(jìn)速度一般較蜥腳類和鳥腳類快。同時推測獸腳類沿著湖岸快速向東遷移，可能是在追蹤遷徙中的蜥腳類或鳥腳類。

恐龍足跡化石既是大自然留給人類的錄像，也是人類認(rèn)識恐龍及其環(huán)境的信息群。我們一方面要加強(qiáng)對恐龍足跡知識的普及，讓更多的人了解和認(rèn)識恐龍；一方面要投入更多的人力、財力，提高恐龍足跡學(xué)的研究水平，讓恐龍足跡道出更多的恐龍新信息。