当前简讯:古鱼类化石印证我国长江流域曾有片“扬子海”

科普时报记者 陈杰

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（中科院古脊椎所）早期脊椎动物研究团队关于志留系浅海红层研究取得重要成果，证实早在4.38亿年前的志留纪早期，以我国长江流域为主的华南板块曾是一片广阔的海洋，被称为扬子海，该海域又被分为上、下扬子海，两者通过一狭长的水道相连，而今天远在四千公里之外的塔里木盆地也不在现在的位置，而是与我国的华南板块相连。相关成果由中科院古脊椎所硕士研究生山显任在盖志琨、赵文金研究员的联合指导下在地层学专业期刊《地层学杂志》上发表。

(相关资料图)

中科院古脊椎所早期脊椎动物研究团队在全国范围志留系浅海红层中已进行了长达20年的野外考察，特别是10余年来，盖志琨研究员带领野外团队跑遍了苏、皖、浙、鄂、赣、湘、渝、黔、川、新、藏等省市自治区近50个县（市）的志留系浅海红层，最终在江苏南京、浙江长兴、安徽宁国、巢湖、江西九江、湖北武汉、湖南张家界、重庆秀山、新疆塔里木等地区志留纪早期的海相红层中发现了大量的早期鱼类化石材料，从而为这些地区志留系海相红层的划分对比提供了重要的古鱼类化石证据。

志留纪早期的扬子海及古鱼化石产地的分布（红色代表浅海红层沉积区）（山显任绘制古地理图，纵瑞文提供湖北武汉生态复原图，其他生态复原图均由杨定华绘制）

盔甲鱼成为中国志留系海相红层研究重要证据

志留纪时期，我国华南板块和塔里木板块沉积形成了一系列独特的浅海相红层，主要是一套以紫红色间夹黄、灰绿色为主的细碎屑岩。这些以碎屑岩为主的浅海红层中大多缺失笔石、牙形类等志留纪标准化石，导致不同学者在一些地区红层的划分对比和时代问题上分歧很大，至今仍未达成共识。因此，亟待其他门类化石来确定红层归属和进行广泛的区域地层对比。

盔甲鱼类是我国志留系浅水海相红层中的常见分子，其坚硬的膜质骨头甲很容易被保存成化石。中国志留纪时期的盔甲鱼类化石不仅属种繁多，个体数量丰富，而且经历了几次快速的辐射演化，能够在地层对比上发挥作用。目前，我国学者已经初步建立起志留纪鱼类生物地层对比序列，其中，三个各具特色的鱼类化石组合——温塘组合、茅山组合和扬子组合，分别产自志留系纪下红层、上红层和罗德洛统红层之中，为这三套浅海红层的划分对比提供了重要的化石证据。

温塘组合是依据产自湖南张家界下红层溶溪组中的2个盔甲鱼类属种和若干软骨鱼类鳍刺化石建立的。长期以来，由于该组合的古地理分布比较局限，因此难以被广泛应用于区域地层对比。十余年来的野外工作给了我们新的认识：除湖南地区的溶溪组之外，江西、江苏、浙江、安徽、湖北、重庆、贵州等地的下红层中也产有丰富的盔甲鱼类和软骨鱼类化石材料。这一系列新发现证实盔甲鱼类和软骨鱼类在特列奇期早期具有更高的多样性以及更广泛的古地理分布，表明温塘组合具有更大范围内区域地层对比的潜力。

该研究对近年来发现的最为关键的两个志留纪含鱼层位——江西九江地区的清水组和安徽宁国地区的唐家坞组进行了报道, 并对中国志留纪早期5个下红层沉积区的鱼类化石及鱼化石组合进行了总结及对比分析, 丰富了温塘组合的生物多样性、扩大了该组合在扬子地区的古地理分布, 并为扬子地区溶溪组、清水组、唐家坞组、侯家塘组及新疆塔塔埃尔塔格组等特列奇早期海相红层的对比提供了可靠的化石证据。

通过一系列早期鱼类化石材料的新发现和长江下游地区下红层的广泛识别，本项研究对下红层中的温塘组合进行了补充和修订。温塘组合的进一步深化研究不仅为我国长江流域志留系下红层的区域对比提供了最直接的化石证据，而且能够在解决志留系浅水海相红层的时代问题上提供可靠的古鱼类化石实证。

浙西北唐家坞组鱼类化石代表（盖志琨摄、杨定华绘）

古生物化石证据在证明大陆漂移假说的过程中起了非常关键的作用，盔甲鱼类在证明板块漂移学说中同样起着举足轻重的作用。盔甲鱼是一类营底栖滤食性生活的鱼类，主要生活环境为靠近古陆边缘的浅海地带，从现有的化石记录来看，志留纪兰多维列世特列奇期早期的鱼类化石总体上沿华夏古陆和滇黔古陆的北缘分布，进一步印证了在4.38亿年前的志留纪早期，我国以长江流域为主的广大地区曾是一片广阔的海洋——扬子海。此外，盔甲鱼类头甲均扁平，缺少成对的偶鳍，表明其游泳能力较弱，扩散、迁移的能力有限，宽广的陆地和宽阔的海洋均成为其扩散、迁移的障碍，因此盔甲鱼类具有重要的古地理意义。

塔里木盆地因撞击而离开

新疆柯坪-巴楚地区的志留纪特列奇期早期的浅海红层中同样产有丰富的盔甲鱼类，该鱼群面貌涵盖了基干盔甲鱼类的三大类群和原始的多鳃鱼类(古木鱼科)，与同时期华南地区尤其是浙江长兴、安徽巢湖一带的鱼群面貌高度一致，这不仅为华南板块和塔里木板块志留系浅海红层之间的对比提供了直接证据，同时表明如今相隔四千公里的两个板块在志留纪早期可能属于同一片海域。

除了古鱼类化石证据外, 无脊椎动物化石的研究也表明: 我国华南和塔里木盆地在志留纪期间属于同一动物地理区系。另外，两者在志留纪早期的沉积环境也基本是一样的, 均为干旱条件下的浅海环境。再者, 两者在志留纪期间的地层架构基本是相同的, 即底层和盖层的时代大致是相同的。在这一时期，两个板块上的志留纪地层均盖在晚奥陶世的地层上面, 而其上均被中-晚泥盆世的地层所覆盖。古地磁的研究认为, 早在志留纪时期(距今4.43-4.19亿年前)，塔里木板块大约位于北纬15°以南, 即赤道附近，而且位置偏东。当时它应该是与华南板块连在一起的, 被称为塔里木-华南联合板块。

根据古鱼类化石复原的塔里木盆地在志留纪早期的古地理位置（与华南板块一起形成一个塔里木-华南联合大板块，赵文金提供）

那么塔里木盆地后来为什么从赤道附近跑到了四千公里之外的西部边陲了呢?目前尚没有一个统一的看法。不同的学者根据自己手中所掌握的证据资料分别给出不同的解释。目前，根据古生物化石材料的研究并结合古地磁学、地层学和古环境等方面的综合分析得出的最新观点是：塔里木-华南联合板块是在志留纪晚期的罗德洛世(距今4.27—4.23亿年前)开始分开的，并各自成为一个独立的板块, 也就是说在这个时期塔里木板块才开始从联合板块脱离出去。这个联合板块解体的主要原因可能是由于羌塘、昌都陆块从南向北带着巨大的能量冲过来, 从而把联合板块撞开。联合板块解体之后, 塔里木板块开始按着顺时针的方向缓慢地向西北方向漂移。大约在晚二叠世时才到达现在的位置。也就是说塔里木盆地原来并不在现在的位置,经过漫长的地质历程，才从华南地区慢悠悠地漂到这里来。随着印度板块继续向北俯冲, 它是否还要向北漂移，尚待求证。而华南板块则向东平移滑动了约800公里。