東興晚侏羅世恐龍化石產(chǎn)出層位與古環(huán)境研究

● 陸 剛，蘇正榮，廖東洋

（1.廣西區(qū)域地質調查研究院，廣西 桂林 541003；2.廣西第三地質隊，廣西 欽州 535009；3.廣西東興市自然資源局，廣西 東興 538100 ）

1 恐龍化石的發(fā)現(xiàn)

東興市東興鎮(zhèn)位于廣西西南角，該區(qū)域廣泛出露侏羅紀地層。2021 年6 月9—10 日，研究小組在正在新建高速鐵路（下稱高鐵）東興市站（站前路——在建城市道路，該地歸屬東興鎮(zhèn)楠木山村）工程施工中發(fā)現(xiàn)恐龍骨骼化石。

新發(fā)現(xiàn)的恐龍化石地理位置位于東經(jīng)108°00＇29＂、北緯21°34＇10＂。2021 年6 月18 日，廣西區(qū)域地質調查研究院、廣西第三地質隊與廣西東興市自然資源局聯(lián)合成立東興楠木化石保護與調查應急工作組，對東興市站（站前路）一帶發(fā)現(xiàn)的古生物化石進行了應急保護與調查。在前期應急工作的基礎上，2021 年7 月26 日廣西自然資源廳成立了東興市楠木山恐龍化石保護領導小組，統(tǒng)籌協(xié)調該地恐龍化石保護工作。通過調查與研究，技術人員判斷其為產(chǎn)于晚侏羅世地層中的恐龍骨骼化石，確認侏羅系上統(tǒng)東興組下段上部以褐紅色、紫紅色厚層狀含鈣粉砂質泥巖、含鈣泥質粉砂巖為主的地層是恐龍骨骼化石的產(chǎn)出層位，并依此建立了東興恐龍生物群。此后，研究小組依據(jù)沉積巖石及沉積相特征分析，對其沉積環(huán)境背景進行了探討。

東興市站（站前路）晚侏羅世恐龍骨骼化石的發(fā)現(xiàn)，是迄今為止在中國境內發(fā)現(xiàn)位置最南端的恐龍骨骼化石，其發(fā)現(xiàn)拓寬了廣西恐龍化石分布的范圍，為恐龍的棲息地提供了新地點，為古地理、古氣候研究提供了新資料，具有重要的科學研究、科普研學和旅游價值。

2 區(qū)域地質背景

廣西東興市區(qū)域大地構造位置地處華南板塊西南緣的欽防結合帶，位于NEE 向的江平盆地西南延伸段。該區(qū)域經(jīng)歷了漫長的地質構造活動、古地理環(huán)境變遷，其晚二疊世至中三疊世位于六萬大山巖漿弧南東緣，晚三疊世至白堊紀為十萬大山斷陷盆地的重要組成，古近紀至第四紀演化為北部灣凹陷。其中，十萬大山斷陷盆地在該區(qū)域主要沉積了一套內陸湖相雜色復陸屑巖沉積。區(qū)內構造以NEE 向為主，變形微弱，具表生構造相變形特點。江平盆地是其中的主要構造，該盆地與華石—馬路大斷裂平行，其北東延至防城港市，南西進入越南境內，區(qū)內長約32 km，寬度＞15 km，北翼出露較完整，南翼多為第四系和海水掩蓋。新發(fā)現(xiàn)的恐龍化石產(chǎn)地就產(chǎn)于江平盆地北翼西南端侏羅紀沉積的褐紅色、紫紅色陸源碎屑巖中。

3 地層特征

3.1 恐龍化石產(chǎn)出層位地層層序

東興市站恐龍化石產(chǎn)地發(fā)育的主要地層為侏羅系，區(qū)域內劃分為中統(tǒng)石梯組和上統(tǒng)東興組。目前，對該區(qū)地層劃分的沿革相對較為簡單[1-2]，近年完成的《中國區(qū)域地質志》（2018）、《1 ∶25萬區(qū)域地質調查》（2009）、《1 ∶5 萬區(qū)域地質調查》（2016）、《廣西壯族自治區(qū)古生物化石調查報告》（2015）等均是如此劃分，不存在明顯的爭議。石梯組角度不整合于志留系下統(tǒng)連灘組的不同層位和花崗巖之上。東興組整合于石梯組之上，按照巖石組合及沉積旋回特征劃分為上、下2 個巖性段（見圖1、圖2）。

圖1 廣西東興市恐龍化石產(chǎn)地剖面圖

圖2 廣西東興市恐龍化石產(chǎn)地地層柱狀圖

3.2 巖性組合及沉積特征

石梯組：底部為灰黃、褐紅色厚層塊狀礫巖，局部發(fā)育礫質砂巖、中粗粒砂巖，角度不整合于志留系連灘組之上，凹凸不平的不整合面上局部發(fā)育泥質古風化殼；礫巖厚0.86～12.09 m，東厚西薄；中上部為褐紅、紫紅色薄層狀泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，夾褐紅、紫紅、灰黃色中薄層狀細砂巖、石英砂巖、石英細礫巖及灰綠色粉砂質泥巖、泥巖；巖中水平層理、斜層理發(fā)育，含較多的鐵質結核；產(chǎn)雙殼類Ferganoconchacf.subcentralis及孢粉Disaccialrirli，Concavissimisporiles varivermcalus等化石，厚256 m。

東興組下段：下部為褐黃、淺灰黃色厚層塊狀中細粒石英砂巖、含同生泥礫粗砂巖、不等粒巖屑石英砂巖，夾少量紫紅色薄層狀泥巖、泥質粉砂巖；中上部為褐黃、淺灰黃、淺灰、灰白色薄—中厚層狀中細粒石英砂巖、細砂巖、粉砂巖與褐紅、紫紅色泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖組合，偶夾含鈣質泥巖、含鈣粉砂質泥巖、含鈣泥質粉砂巖、含礫粉砂質泥巖、含礫砂巖、礫巖，組合構成沉積旋回。巖石中發(fā)育交錯層理、水平層理、楔狀層理、透鏡狀層理、波痕構造、沖刷構造及同生變形構造，局部較多鐵質結核、鈣質結核。產(chǎn)雙殼類Ferganoconcha subcentralis、植物Brachyllum lingxiangense與孢粉Classopollis parvus等化石，厚405 m。

東興組上段：該段為褐黃、淺灰黃、紫紅色中厚層、中薄層狀中細粒石英砂巖、細砂巖，夾中薄層狀粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖，局部底部夾含鈣質泥巖。縱向上表現(xiàn)為由一個下細上粗的沉積組合構成；橫向上往東該段相變?yōu)橐院駥訅K狀粗砂巖、中粗粒含礫砂巖、中細礫砂巖為主，具明顯河流相沉積特征。巖石中發(fā)育水平層理、微斜層理、大型交錯層理，底部見層間滑塌構造，厚度＞352 m。

3.3 化石產(chǎn)出層段剖面層序

新發(fā)現(xiàn)的化石產(chǎn)于侏羅系上統(tǒng)東興組下段上部褐紅色、紫紅色厚層含鈣粉砂質泥巖、含鈣泥質粉砂質巖、含鈣質粉砂巖中，巖石中含豐富的暗紫紅色、青灰色、灰綠色、淺灰綠色、灰白色大小不一、不均勻分布的疙瘩狀結核、團塊、條帶，特征明顯，化石產(chǎn)出地層層位明確。該段地層產(chǎn)狀為傾向170°、傾角15°，產(chǎn)狀平緩，巖層清晰、平整、連續(xù)。產(chǎn)出化石的地層厚11 m，其中部4.5 m處厚90 cm 的花斑狀含鈣質含泥質粉砂巖中化石最豐富，目前市政工程施工挖掘出露地表的面積約17 500 m2。化石產(chǎn)出層剖面層序如圖3 所示。

圖3 廣西東興市站化石產(chǎn)出層剖面層序柱狀圖

化石產(chǎn)出層段上覆地層：

13.黃灰、灰黃色中—厚層狀細砂巖、石英砂巖。巖石單層厚20～55 cm，發(fā)育水平層理、斜層理、波痕構造。

＞3m

化石產(chǎn)出層段：

12.紫紅、紅灰、灰黃色等雜色中厚層狀粉砂巖、細砂巖夾粉砂質泥巖。巖石單層厚20～55 cm，發(fā)育水平層理。

1.70m

11.褐紅、紫紅色厚層狀泥巖、含鈣質泥質粉砂巖，底部斷續(xù)發(fā)育有厚度3～5 cm 的礫巖（或為鈣結殼層）。礫石直徑0.2～1.5 cm，次圓—次棱角狀，泥質膠結，固結程度較差。發(fā)育斜層理、水平層理。

1.30m

10.褐紅、紫紅、灰紫色塊狀含鈣質泥質粉砂巖。巖石中上部不均勻分布有少量青灰、綠灰色及少許褐紅、深褐色鈣質、鐵質、泥質、粉砂質疙瘩狀、不規(guī)則狀、似層狀的斑團和條帶，具花斑狀構造。化石產(chǎn)出層，該層上部發(fā)現(xiàn)一塊碎裂的恐龍骨骼化石。

2.20m

9.褐紅、紫紅色塊狀泥巖。

2.35m

8.褐紅、紫紅色塊狀花斑狀含鈣質泥質粉砂巖、含鈣質砂質粉砂巖，頂部斷續(xù)發(fā)育3～10 cm厚的綠灰色含粉砂巖，底部斷續(xù)發(fā)育2～8 cm 厚的礫巖（或為鈣結殼層）。下部含少許礫石（2～4 mm），中上部不均勻分布有大量青灰、綠灰色及少許褐紅、深褐色鈣質、鐵質、泥質、粉砂質疙瘩狀、不規(guī)則狀、似層狀的斑團和條帶，巖石呈現(xiàn)花斑狀構造。發(fā)育同生變形構造。化石重點產(chǎn)出層，古生物化石主要富集于該層上部，呈分散狀態(tài)產(chǎn)出。

4.10m

7.灰、青灰色（風化呈灰黃色）中厚層狀含鈣質粉砂巖。鈣質不均勻富集，發(fā)育溶蝕孔洞和團塊構造。化石產(chǎn)出層。

0.55m

6.褐紅、紫紅色厚層塊狀花斑狀泥巖、含鈣質泥質粉砂巖。巖石中分布有較多青灰、綠灰色及少許褐紅、深褐色鈣質、鐵質、泥質、粉砂質疙瘩狀、不規(guī)則狀、似層狀的斑團和條帶，使巖石呈現(xiàn)花斑狀構造。與下伏層為過渡關系。

2.10m

5.褐紅、紫紅色厚層狀含礫泥巖，含少量不規(guī)則、斷續(xù)發(fā)育的黃灰、綠灰色粉砂巖條帶及斑團塊。巖中零星、不均勻分布有少許粉砂、鈣質礫石或結核，直徑2～4 mm，含量＜5%。

0.75m

化石產(chǎn)出層段下伏地層：

4.灰黃、灰色薄—中厚層狀細粒石英砂巖。具浪成斜層理，底部具蝕底構造，上部具水平層理。

0.60m

3.灰色、褐黃、淺灰黃色薄—中厚層狀細粒石英砂巖、細砂巖。具水平紋層理。

0.20m

2.灰色、褐黃、淺灰黃色薄—中厚層狀細粒石英砂巖、細砂巖。與上下層之間為斷續(xù)分布的1～2 cm 的紫灰色泥質粉砂巖。

0.20m

1.青灰、褐黃、淺灰黃色薄—中厚層狀中細粒石英砂巖、細砂巖，發(fā)育不規(guī)則不連續(xù)的條帶狀、似層狀、脈狀、撕裂屑狀紫灰色、紫紅色的含泥粉砂巖，具水平層理。

1.30m

4 恐龍化石產(chǎn)地古生物特征

高鐵東興市站（站前路）新發(fā)現(xiàn)的侏羅系恐龍化石，與防城港市江山恐龍化石、茂名市恐龍蛋化石產(chǎn)出在同一緯度附近，位于江山恐龍化石產(chǎn)出地西26 km 處，比江山恐龍化石的產(chǎn)出點偏南1 km。根據(jù)資料統(tǒng)計［3］，參閱廣西區(qū)域地質調查研究院完成的《廣西1 ∶25 萬南寧市、北海市幅區(qū)域地質調查報告》（2009）、《廣西壯族自治區(qū)古生物化石調查報告》（2015），其是已有報道在我國國內產(chǎn)出位置最南端的恐龍化石產(chǎn)地。

目前，已發(fā)現(xiàn)的恐龍動物化石見于東興市高鐵站前路施工破碎的巖塊中。化石呈分散分布的特征，未發(fā)現(xiàn)脊椎動物骨架（或部分骨架）。化石塊體大小不一，小的直徑只有幾厘米，呈碎塊、碎片狀；最大的骨骼直徑為27 cm，保存長度約60 cm，一端保存較完好，另一端因為施工破碎已經(jīng)破斷缺失。化石豐度較高，脊椎動物化石碎塊豐富。東興楠木化石保護與調查應急工作組在應急保護中已搜尋采獲化石共計228 塊，相對較大、結構較清晰的約有30 塊。經(jīng)初步鑒定有蜥腳類和獸腳類2個種類，可確認的骨骼有肢骨、肋骨、椎骨、趾骨以及牙齒等（見圖4、圖5、圖6）。除此，還發(fā)現(xiàn)有雙殼類、魚類（硬骨魚類軟鱗魚的鱗片）和疑似的龜鱉類化石。初步判斷恐龍骨骼化石為經(jīng)過移位或水流搬運后沉積而成，為異地保存化石體，指示形成于盆地邊緣湖濱環(huán)境。它們組合構成了一個以恐龍骨骼化石為主體的生物群——東興恐龍生物群。

圖4 東興市站（站前路）產(chǎn)出的恐龍肢骨化石

圖5 東興市站（站前路）產(chǎn)出的恐龍肋骨化石

圖6 東興市站（站前路）產(chǎn)出的獸腳類恐龍牙齒化石

高鐵東興市站（站前路）侏羅系上統(tǒng)新發(fā)現(xiàn)的恐龍化石，是廣西第三個侏羅系恐龍化石發(fā)現(xiàn)點，意義重大。新發(fā)現(xiàn)點所產(chǎn)的脊椎動物化石豐度高（與廣西崇左、寧明、防城港等恐龍化石產(chǎn)地相比較），未來有發(fā)掘更大成果的前景。

5 地質時代討論

東興市區(qū)域內石梯組盛產(chǎn)雙殼類Ferganoconchacf.subcentralis Chernychev，Pseudocardiniacf.hupchcnsis(Grabau)，Pseudocardiniasp.等，以假鉸蚌為主，是俄羅斯和我國（南方、北方）中侏羅統(tǒng)常見的化石，面貌與云南中侏羅統(tǒng)的雙殼面貌相似；高鐵東興市站附近的長湖剖面其頂部產(chǎn)孢粉Disaccialrirli，Concavissimisporiles varivermcalus，Lycopdiumsporites(?)，Leiotriletes等化石，孢粉總體反映了中生代的面貌特征，屬于侏羅紀的可能性較大。

東興組下段中部（江平鎮(zhèn)掃把坪村掃把坪剖面）產(chǎn)雙殼類Ferganoconcha? sp.，F(xiàn).subcentralis Chernychev，F(xiàn).cf.subcentralis Chernychev等，這些化石常見于中晚侏羅世，分布廣泛。東興組下段上部產(chǎn)植物Barchyphyllumsp.，Brachyllum lingxiangense，B.sp.，Cupressinocladus elegans，Elatocladussp.，它們大量出現(xiàn)在白堊紀至古近紀，在晚侏羅世縱型枝等植物也有出現(xiàn)，這是區(qū)域地質調查研究綜合判斷東興組地質時代為晚侏羅世的重要連接點；產(chǎn)孢粉Classopollissp.，C.parvus，C.qiyangensis，Exesipollenitessp.，Steueisporitessp.，反映了干旱生態(tài)環(huán)境的克拉梭粉屬占絕對優(yōu)勢（占97.6%），其他孢粉類型極少。克拉梭粉屬廣泛分布于中生代，尤其在早侏羅世、晚侏羅世至早白堊世最為繁盛，在華南晚侏羅世中更為突出（有時高達99%～100%）。與十萬大山盆地的上思云派、半引、崠曉和邕寧那陣、新棠地區(qū)相似。

根據(jù)以上化石產(chǎn)出的總體面貌，結合東興市—防城港市區(qū)域的江平盆地石梯組角度不整合于志留系下統(tǒng)連灘組或印支期花崗巖之上以及長期以來相關區(qū)域地質調查及綜合成果表明，該區(qū)域沒有發(fā)育早侏羅世沉積，將該區(qū)域石梯組歸屬為中侏羅世晚期，東興組形成時代歸屬為晚侏羅世。

中國恐龍化石分布的范圍和發(fā)育的古地理環(huán)境非常廣泛，數(shù)量多、種類多，但是目前中國發(fā)現(xiàn)的晚侏羅世恐龍骨骼化石點并不多，僅零星見于新疆、甘肅、重慶等西南、西北部等地區(qū)[3-4]。中晚侏羅世恐龍化石對研究恐龍一些類群的起源和演化具有關鍵作用，因此深入開展高鐵東興市站（站前路）恐龍化石產(chǎn)地綜合研究，對區(qū)域地層劃分對比、古生物群、沉積環(huán)境和古地理以及大地構造研究等具有重要意義。

6 古環(huán)境討論

以上研究表明，中晚侏羅世時期東興一帶是一個淡水湖盆，由河湖相碎屑巖組成。中侏羅世沉積形成的石梯組在江平盆地北部邊緣呈帶狀角度不整合于志留系下統(tǒng)連灘組之上，表明其北為古陸，往南為湖盆邊緣。廣西第三地質隊研究認為，區(qū)域當時水流可能由北東向南西流入。

石梯組底部古風化殼之上發(fā)育的礫巖是一套以粗碎屑巖為主的湖盆周緣濱湖相沉積體系，再往上發(fā)育的砂巖是一套以細碎屑巖為主的淺水湖盆相沉積體系，該組沉積組合被認為是江平盆地擴張期逐漸變深的特征。

東興組下段由粗至細、由厚變薄的碎屑巖沉積旋回組合構成，沉積旋回下部底沖刷作用明顯、大型水流沉積構造發(fā)育，沉積旋回上部紫紅色泥質巖、含鈣粉砂—泥質巖發(fā)育，通常認為紅色泥巖是常與蒸發(fā)巖共生的一種沉積，因此沉積旋回上下組合代表了河流三角洲相與淺水湖盆相交互沉積的組合體系。

東興組下段總體下粗上細，沉積旋回上部及該段上部發(fā)育紫紅色泥質巖、含鈣粉砂—泥質巖，同時有雙殼類和孢粉化石產(chǎn)出，說明它們的沉積當時屬于炎熱干燥的湖相環(huán)境，屬于湖退旋回序列的頂部，高鐵東興市站（站前路）侏羅系新發(fā)現(xiàn)的恐龍生物群化石就出現(xiàn)在這樣的環(huán)境中，產(chǎn)于淺水湖盆組合體系湖退旋回頂部的濱湖至濱岸的泥灘沉積中。東興組下段沉積旋回的發(fā)育說明了古環(huán)境、古氣候的周期性頻繁變化，這與江平盆地邊緣恐龍生物群及其化石的形成具有密切的關系。

濕潤與炎熱干燥氣候以及古環(huán)境的交替，對江平盆地邊緣生活恐龍生物群的影響以及化石形成與保存的制約還有待進一步研究，以期發(fā)現(xiàn)更直接、更確切的證據(jù)。

7 結語

（1）東興市站（站前路）新發(fā)現(xiàn)恐龍化石，該發(fā)現(xiàn)是繼防城港市江山半島之后再次發(fā)現(xiàn)并報道的侏羅紀恐龍化石，這一發(fā)現(xiàn)拓寬了廣西恐龍化石、中國侏羅紀恐龍化石的分布范圍，為恐龍的棲息地提供了新地點及其古地理、古氣候研究提供了新資料，意義重大。

（2）該恐龍化石產(chǎn)于侏羅系東興組下段上部，產(chǎn)出于褐紅、紫紅色厚層含鈣粉砂質泥巖、含鈣泥質粉砂質巖、含鈣質粉砂質巖中。目前發(fā)現(xiàn)的化石主要分散分布于巖石中，初步判斷為經(jīng)過移位或水流搬運后沉積而成的異地保存化石。

（3）該化石產(chǎn)地已發(fā)現(xiàn)蜥腳類和獸腳類2 個種類的恐龍化石，采獲了豐富的肢骨、肋骨、椎骨、趾骨、牙齒等骨骼化石，以及雙殼類、魚鱗和疑似龜鱉類化石。其中恐龍骨骼化石豐度較高、化石碎塊豐富，構成了一個以恐龍骨骼化石為主體的生物群——東興恐龍生物群。

（4）中晚侏羅世東興恐龍生物群發(fā)育于江平盆地北部邊緣地帶，化石產(chǎn)出于淡水湖盆邊緣的周緣濱湖相沉積—淺水湖盆相沉積—河流三角洲相—淺水湖盆組合體系的湖退旋回頂部的紫紅色泥灘沉積中，形成于炎熱干燥的濱湖至濱岸環(huán)境。

（5）中晚侏羅世恐龍化石對研究恐龍一些類群的起源和演化具有關鍵作用，目前中國發(fā)現(xiàn)的晚侏羅世恐龍化石點不多，深入開展高鐵東興市站（站前路）恐龍化石產(chǎn)地綜合研究，對區(qū)域地層劃分對比、古生物群、沉積環(huán)境和古地理以及大地構造研究等具有重要意義。

（6）東興恐龍化石是迄今為止我國境內發(fā)現(xiàn)位置最南的沿海沿邊的恐龍骨骼化石，區(qū)位條件特殊且優(yōu)越，具有重要的科學研究、科普研學和旅游價值。

（致謝：參加廣西東興楠木化石保護與調查應急工作的還有廣西區(qū)域地質調查研究院潘藝文高級工程師、黃炳誠高級工程師、梁力杰工程師；廣西第三地質隊黃山高級工程師、申強奇高級工程師、韋學歡工程師、黃民森助理工程師、劉芳等同志；廣西東興市自然資源局莫智、蘇維鑫等同志。工作過程中得到了中國地質科學院季強、姬書安、王旭日、彭陽研究員，中國地質大學萬曉樵、杜遠生教授，中國古生物化石保護基金會陶慶法、張培老師，中國地質環(huán)境監(jiān)測院董穎、季燕南教授，中國地質調查局成都中心張啟躍教授，廣西自然資源廳、廣西地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局、防城港市政府、東興市政府等部門的指導和幫助，在此一并表示感謝！）