江西赣州小型恐龙蛋化石的新发现
2022-06-23温秀娟冯亮李刚刘卫明
温秀娟 冯亮 李刚 刘卫明
江西省赣州市是中国恐龙蛋富藏区域之一,2020年6月由江西理工大学地质专业师生在赣州市建筑工地野外实习过程中新发现小型恐龙蛋化石新蛋种,包含一窝18枚。通过对比吉尼斯世界纪录最小恐龙蛋(4.5cm×2.0cm),初步认为该恐龙蛋(5.35cm×3.15cm)可能为文献资料中公布的中国最小的恐龙蛋化石,并且本次发现的小型恐龙蛋较吉尼斯世界纪录的最小恐龙蛋数量更多、外形更加完整。本文简要介绍该蛋化石的初步研究成果,主要包括恐龙蛋的外形特征、赋存状态、蛋壳的显微结构和矿物组分,以及初步分类结果。根据研究分析,该蛋种可初步划分为白垩纪晚期的长形蛋科。本次发现可为小型恐龙蛋化石的研究以及恐龙到现代鸟禽进化提供参考。
赣州地质背景
化石发现现场(冯亮供图)
恐龙蛋发掘前出露状态
赣州盆地为NE向延伸的似葫芦状断陷盆地、NE-SW向长约30km,NW-SE向宽约20km,为晚白垩世盆地北西侧呈角度不整合覆于下伏地层之上,南东侧与下伏地层呈北东向断层接触。该断层总体呈NE向线状延伸,地层倾角一般为10°~20°。盆地周边出露的地层有震旦纪及下古生代浅变质岩系和古生代沉积盖层。
赣州盆地白垩纪晚期古气候环境为干旱气候下封闭-半封闭内陆湖泊湖相沉积环境,恐龙蛋化石赋存丰富。例如:南康龙华黄塘该产地出土3窝共63枚蛋化石,基本呈椭圆形,长径为16~18cm、横径为7~8cm,蛋壳厚为0.15~0.2cm;每窝蛋均有3或4层叠覆,每一层为8枚蛋呈椭圆形或圆形放射状排列,且排列方式均为内高外低。赣县红金工业区出土的蛋化石单枚长径19~22cm,宽径10cm,蛋壳厚约0.1cm,表皮青灰色,麻纹状,单枚呈椭圆形,以放射状排列,整窝直径70cm。于都县罗坪村附近出土的13枚圆形蛋化石,长径约7cm,表皮呈浅灰黑色,有明显凸起。
恐龙蛋发掘地点位于江西省赣州市客家大道与章贡王路交会处附近100米左右的建筑工地内。该发掘区域为位于江西南部的赣州盆地,面积约1261.85km,出露主体地层为上白垩统河口组的砖红色、紫红色钙质细粒岩屑粉砂岩。根据手持式元素分析仪测定,赋存岩石除碳、氧等轻质子元素无法测定含量外,主要富含钙、铁、钾等元素。恐龙蛋赋存岩石主要为砖红色粉砂岩,岩石含泥质较高,风化程度为弱风化,微裂隙发展较为发达,地质锤轻敲即可破碎。
据文献资料对比研究发现,从外观形态、尺寸分析,本次赣州地区发掘恐龙蛋化石为新蛋种。与吉尼斯世界纪录公布的世界最小恐龙蛋(4.5cm×2.0cm)相比,本次发掘的恐龙蛋尺寸略大,但发掘数量多、保存完整,属中国本土发掘的最小恐龙蛋。本次发掘丰富了恐龙蛋种属,也为恐龙到现代鸟禽类进化研究提供参考。
赣州发现的小型恐龙蛋化石
本次发掘共分离18枚恐龙蛋,因岩体风化、低强度和分离条件限制,部分恐龙蛋未进行分离。从出露现场可见,蛋窝出露面和部分恐龙蛋受工地施工而破坏丢失。发掘的蛋窝共2层恐龙蛋,1层和2层都有部分恐龙蛋破坏丢失。
(1)蛋体外壳呈灰绿色。蛋体与围岩的分离过程中,外壳易黏连岩石与蛋体脱离,内壳呈灰白色。蛋形为长条形,略显扁平,蛋体长径5.0 cm~5.7cm,平均5.35cm。横径3cm~3.3cm,平均3.15cm。长径与横径之比约为1.7:1。
上图:恐龙蛋外部形态及尺寸;下图:恐龙蛋蛋壳镜像放大100倍展示(左:蛋壳横截面,其中蛋壳中心线左侧为恐龙蛋外部围岩,右侧为恐龙蛋内部岩石;右:蛋体内部蛋壳碎片)
(2)蛋窝中的排列方式:发掘中的蛋窝的大小大约为24cm。我们研究发现,该恐龙蛋在蛋窝中每两个为一组出现,两蛋之间的夹角大约为32°。因蛋窝的破坏缺失和部分未分离,恐龙蛋在蛋窝中排列方式尚不确定。
恐龙蛋蛋壳在显微镜下观察分外壳和内壳,内壳与外壳之间有明显界限。外壳在显微镜下的呈锥体层和柱状层排列紧密,柱体间界限不明显,柱状层生长纹与外壳平行,其纹理呈波浪形。在显微镜下观察蛋壳外表面具有小瘤状或脊状纹饰,内部存在蛋壳碎片,并且可观察到内壳和外壳。恐龙蛋内部岩性与外部围岩相似,部分恐龙蛋外部可观察到蛋壳扭曲破裂。恐龙蛋蛋壳厚度不均。蛋壳外层和内层的平均厚度分别为0.2mm和0.15mm,其中,蛋壳外层的最厚处厚度为0.25mm,最薄处为0.15mm,蛋壳内层最厚处厚度为0.46mm,最薄处为0.12mm。
恐龙蛋各部位元素测定结果
江西理工大学矿物岩石实验室通过矿物微量元素测定仪器(矿石分析仪)产生X射线分析矿石中含有的元素及其含量。值得特别说明的是,该仪器对碳、氧等轻质量元素的含量占比不能够探测。通过该仪器,测得恐龙蛋内部岩石和外面赋存岩石微量元素差异较小,其中Ca、Fe和K占比最大,分别为8%、2.5%和1.7%;蛋壳外层和内层微量元素占比差异较大,蛋壳外层Ca元素占比高达24%,而蛋壳内层Ca元素占比为8%,较恐龙蛋内外岩石稍高。结合蛋壳微观结构分析,蛋壳外层主要为方解石矿物,蛋壳内层主要为黏土矿物。蛋内物质不断进行生物降解并通过壳表气孔逸出的同时,壳外物质通过蛋壳气孔渗入蛋壳内,因为遇到底部蛋壳的阻隔,便在蛋壳附近积聚下来。蛋壳由于压实作用被压碎并破裂使周围红色碎屑砂岩中通过蛋壳裂隙进入内部从而发生填充,最终造成蛋体内外岩性相似。
赣州小型恐龙蛋发现的意义
通过对比分析江西赣州盆地恐龙化石赋存规律与埋藏特征,此次发掘蛋化石位于在白垩纪晚期河口组。对照刘红杰蛋化石鉴定与分类研究,长形蛋形状指数50,锥体层和柱状层排列紧密,柱体间界限不明显,柱状层生长纹与外壳平行,呈波浪形。由此可见此次发掘的蛋化石属长形蛋科(Elongatoolithidae)。蛋壳内层主要为黏土矿物,蛋壳外层主要为方解石矿物。蛋壳由于压实作用被压碎并破裂使周围红色碎屑砂岩中通过蛋壳裂隙进入内部从而发生填充。特别值得提出的是,通过对比吉尼斯世界纪录最小恐龙蛋(4.5cm×2.0cm)和国内文献公布的恐龙蛋化石尺寸,本次发现的恐龙蛋可能为中国最小的恐龙蛋化石。该发现可为小型恐龙蛋化石的研究以及恐龙到现代鸟禽进化提供参考。