陕西神木白垩纪恐龙足迹沉积环境与时代研究

第９卷第５期２０１８年５月矿产勘查ＭＩＮＥＲＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＶｏｌ．９Ｎｏ．５Ｍａｙ，２０１８［收稿日期］２０１８－０４－０８［基金项目］陕北丹霞地貌地质遗迹调查项目（编号：公益［２０１７］０２－０７）和神木市公格沟丹霞地质公园申报项目联合资助。［第一作者简介］唐永忠，男，１９６５年生，学士，教授级高工，从事沉积盆地分析和矿产资源勘查工作；Ｅ－ｍａｉｌ：６２５８７９９１６＠ｑｑ．ｃｏｍ。［通讯作者简介］邢立达，男，１９８２年生，博士，副教授，从事中生代脊椎动物及其遗迹化石研究工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉｎｇｌｉｄａ＠ｃｕｇｂ．ｅｄｕ．ｃｎ。陕西神木白垩纪恐龙足迹沉积环境与时代研究唐永忠１，徐涛１，邢立达２，李兴文１，王继辉１，唐玉１，李益朝１，吴昊１（１􀆱 陕西省地质调查院，西安７１００５４；２􀆱 中国地质大学地球科学与资源学院，北京１０００８３）摘要２０１７年，陕西省地质调查中心在陕西神木市中鸡镇公格沟白垩系紫红色砒砂岩中发现多处恐龙足迹，这在鄂尔多斯盆地东北部尚属首次。含恐龙足迹地层岩石组合为一套典型沙漠相“红色砒砂岩”系：岩石组合以紫红色—暗紫红色厚—块状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩与薄层中—粗粒长石石英砂岩、石英砂岩为主，构成典型的丹霞地貌景观。发现识别出恐龙足迹３处，小型四足动物足迹２处。根据足迹形态对比，推断恐龙为兽脚类实雷龙类、恐爪龙类足迹，小型四足足迹为哺乳动物足迹类，恐龙足迹分布在水深更浅的滨岸线附近。由于恐龙足迹产地地层研究程度较低，因此，恐龙足迹的研究在地层年代确定以及恢复岩相古环境方面具有重大意义。西部邻区鄂尔多斯盆地鄂托克旗查布地区中生代植物化石组合以银杏类为主，次为真蕨类，属有利于植物快速生长的温暖潮湿—干燥温带—亚热带气候，适合恐龙生活的有利地区。神木市栏杆堡镇邱井沟侏罗系曾经发现恐龙足迹，表明神木市恐龙足迹化石从早、中侏罗世到早白垩世均有分布。下白垩系洛河组沙漠相湖泊沉积中有少量的火山灰层，表明气候炎热干燥。早、中侏罗世与早白垩世恐龙足迹形成时代、岩相古地理、沉积环境明显不同。关键词砒砂岩沙漠相恐龙足迹岩相古地理沉积环境中图分类号：Ｑ９１５文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－７８０１（２０１８）０５－０７９３－１００引言陕西神木是中国最早发现恐龙足迹的地方（ＴｅｉｌｈａｒｄａｎｄＹｏｎｇ，１９２９），由我国古脊椎动物学家杨钟健和法国著名古生物学家德日进先生于１９２９年发现的恐龙足迹后来被命名为杨氏中国足迹（Ｓｉ⁃ ｎｏｉｃｈｎｉｔｅｓｙｏｕｎｇｉ）（ＴｅｉｌｈａｒｄａｎｄＹｏｎｇ，１９２９；杨钟健，１９６６）。２００９年北京自然博物馆李建军研究员对神木东南栏杆堡镇邱家沟村发现的恐龙足迹特征进行了详细研究，确定为侏罗纪早期重要鸟臀类恐龙足迹，并建立了新属新种杨德氏神木足迹（Ｓｈｅｎｍｕｉｃｈ⁃ ｎｕｓｙｏｕｎｇｔｅｉｌｈａｒｄｏｒｕｍ）（张玉光等，２０１２）。２０１７年，陕西省地质调查中心开展“关中—天水经济区综合地质调查—陕北丹霞地貌地质遗迹调查项目”中，在陕北神木市中鸡镇北东约６ｋｍ发现了一处丹霞地貌景观遗迹（图１）。后期，在开展“神木市公格沟丹霞地质公园申报项目”野外调查中，在白垩系紫红色砒砂岩中发现５处恐龙、四足动物足迹化石，恐龙行迹为原始保存状态，足迹保存完好，行迹清晰，呈现十分良好的自然属性与可保护性。紫红色砒砂岩“红层”中恐龙足迹的罕见发现，与前人在侏罗纪发现的恐龙足迹层位、化石组合明显不同，这种多样性的兽脚类行迹与小型四足类足迹的组合，在陕北地区乃至全国范围内是首次发现，因此在地层年代确定与岩相古环境研究方面具有重大意义。３９７图１鄂尔多斯盆地东北缘恐龙足迹分布位置１鄂尔多斯盆地地质背景鄂尔多斯盆地是一个叠加在古生界稳定的克拉通背景之上的一个中生代大型陆相坳陷沉积盆地，新生代在盆地周缘出现了一系列断陷盆地。盆地多种能源同生共存，古生界天然气和煤，中生界油、煤和铀矿等多种能源同生共存。进入２１世纪以来，大量深入研究认为晚中生代以来，鄂尔多斯盆地演化进入了强烈的陆内变形和改造阶段（赵重远等，１９９０）。鄂尔多斯盆地在地质历史时期经历了多期次构造运动，早白垩世在燕山运动影响下，盆地整体抬升、形成盆地周缘抬升、后期剥蚀改造强烈、盆内封闭的总体构造格局（郭庆银等，２００６）。鄂尔多斯盆地构造演化主要分为５个演化阶段：盆地基底形成与演化阶段、中新元古代—早古生代克拉通演化阶段、中晚奥陶世隆起构造演化阶段、晚古生代构造分异演化阶段和中新生代内陆湖盆演化阶段。可划分为６个一级构造单元，盆地北部是伊盟隆起、中部是伊陕斜坡、东部是晋西挠褶带、西部是天环坳陷和西缘冲断带、南部是渭北隆起。早古生代时期，鄂尔多斯盆地主体进入稳定克拉通发展阶段，盆地内部表现缓慢构造沉降，盆地东北地区接受来自于华北海沉积，而西缘和南缘地区经历了较强的沉降，表现快速沉降特征，接受来自西部和南部祁连海和秦岭海沉积。晚古生代石炭纪时期，总体表现为西部断陷沉降带、中部隆起带和东部浅坳带的格局。从晚石炭世晚期到早二叠世早期，盆地西部断陷沉降带被含煤的海湾—前三角洲—三角洲平原沉积序列依次充填，盆地中央古隆起因为周缘海侵而逐渐被掩埋。早、中三叠世逐渐转化为大型内陆差异沉降盆地，形成了以河流三角洲—湖泊沉积体系为主巨厚陆相沉积，沉积中心呈“Ｌ”形展布于盆地南部。延长期是鄂尔多斯湖盆发育的鼎盛时期，延长组主体沉积中心沿富县—吴起—定边呈西北—南东向展布，构成了一个大型鄂尔多斯盆地沉积坳陷，晚三叠世末的印支运动使华北地区整体抬升，鄂尔多斯地区抬升为西高东低的古地形背景，延长组顶部遭受不均匀剥蚀。进入侏罗纪，盆地渐趋平原化，气候转向温暖潮湿，植被茂密，湖塘、沼泽星罗棋布，盆地填平补齐充填了以冲积扇—辫状河相为主、广泛发育河流与沼泽相的煤系地层，富县组主要为古河道及河道间沉积。延安组盆地沉积范４９７矿产勘查２０１８年围和湖区迅速扩张，鄂尔多斯盆地进入了又一个鼎盛发育期。早白垩世，盆地周边褶皱断裂加剧。晚白垩世盆地西倾大单斜形成，主要为沙漠相沉积环境，在东胜以西杭锦旗东存在一条南北向断裂，西侧为深水裂陷带，东部为斜坡地带，沿鄂尔多斯—榆林一线为沙漠—冲积扇。鄂托克旗查布地区有火山活动。第三纪时，由于气候干旱炎热，加之盆地进一步抬升，沉积范围萎缩。仅渐新世时在天环坳陷北段有局部沉积，下部为盐湖相沉积，上部为河流相沉积，上新世在局部地区发育三趾马红土。新生代以来，盆地本体相继隆升，盆地周边相继断陷形成一系列地堑，形成了鄂尔多斯盆地现今地质面貌。２研究区沉积地质特征研究区恐龙足迹核心地处陕蒙接壤的神木市中鸡镇（图２），属鄂尔多斯盆地北部伊盟