四川盆地第四纪象化石演化与气候环境关系

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　　[摘要] 类化石是我国晚新生代地层中最常见的古脊椎动物化石。在四川,象类化石也甚丰富,特别是更新世以来的真象科的象化石,在四川绝大部分市、县都有发现和出土。在前人做过大量研究工作的基础上,本文收集汇总了四川象类化石发掘、研究方面的文章,并对部分实物标本进行了观察和鉴定,拟对四川象类化石的发现、研究状况作一简要回顾。
　　[关键词]四川盆地晚新生代象类的演化和气候环境关系
　　
　　一、四川盆地的沧桑之变
　　1.1 四川盆地在地球演化史上属于扬子陆台的一部份,古称四川陆台,在地球构造运动上它属比较稳定的地区。5亿多年前的寒武纪―志留纪,经过大规模的海平面上升侵入陆地,四川陆台不断下陷成海洋盆地;志留纪时期发生了加里东运动,使西部龙门上地槽继续下陷外,其余地区上升为陆。2.9亿年前石炭纪末期,又发生了第二次范围更大的海侵,盆地再次为海洋占领。二叠纪时,海洋陆地交替,后来形成了著名的松藻天府煤矿。
　　1.2 三叠纪晚期(距今约2亿年前)“印支运动”使得盆地边缘逐渐隆起成山,海水退去,被海水淹没地区逐渐上升为陆。由海盆地转为“陆盆地”。这是四川盆地的雏形。湖水曾经占据今日四川盆地,称为:“巴蜀湖”,从此结束了海侵的历史。在“巴蜀湖”时期,气候温暖湿润,蕨类、苏铁、银杏的裸子植物发展茂盛。在四川形成了一个大的成煤时期。
　　1.3 白垩纪末期(距今约7000万年前)发生了一次强烈的地壳运动――燕山运动,盆地四周山地继续隆起,同时产生了不少大断层。如西部龙门山大断层和东部华蓥山大断层,依地形把盆地分为了三部分。古“巴蜀湖”缩小面积仅有2万平方公里。封闭的盆地地形急剧缩小水面,使气候变得炎热,沉积物由海相、海陆相交替变为陆相,大量风化、侵蚀、剥蚀的物质在盆地堆积了数千米厚,形成红色和紫色砂岩、页岩。
　　1.4 2000万年前的中新世,受喜马拉雅造山运动的影响,距今200-300万年的第四纪时,地壳再次发生构造运动,盆地边缘继续上升隆起,呈现现在的四川盆地的面貌。“四川盆地”经历了海盆―→湖盆―陆盆→发展演化的沧桑之变。
　　二、四川盆地象类化石发现及其地理分布
　　《山海经・中山经》中说:“岷山,江水出焉……,其兽多犀象,多夔牛。”《华阳国志・蜀志》记载:古蜀有“犀、象”。《吕氏春秋・古乐篇》史料中载有殷商时期蜀人作战使用的象军、象阵的记录。
　　象类化石是我国晚新生代地层中最常见的古脊椎动物化石。在四川,象类化石也甚丰富,特别是更新世以来的真象科的象化石,在四川绝大部分市、县都有发现和出土。
　　在前人做过大量研究工作的基础上,本文收集汇总了四川象类化石发掘、研究方面的文章,并对部分实物标本进行了观察和鉴定,拟对四川象类化石的发现、研究状况作一简要回顾。
　　2.1四川盆地象类化石出土简况
　　四川的象类化石不仅十分丰富,而且发掘、研究的时间也较早。
　　早在19世纪,英国外交官斯温霍在重庆附近发掘了一批哺乳动物化石材料(包括剑齿象化石),交给英国著名的古生物学家理查德・欧文(R.owen)研究。欧文于1870年发表了《中国化石哺乳动物》一文。这也是我省也是我国最早的一篇有关象化石的文献记载。
　　在我省万县盐井沟的三叠纪石灰岩溶洞中,1921―1925年美国学者谷兰阶(W. Granger)采集了一批保存相尖完整的象类化石。这批化石材料由马修(W.O.Matthew)和谷兰阶1923年初步研究后发表。1953年,美国古生物学家科伯特(E.H.Colbert)和荷兰的何尤(D.A.Hooijer)对万县盐井沟的象化石进行了重新研究。
　　1939年,我国古生物学家杨钟健教授描述了采自万县地区的厚齿象化石,地质时代为晚上新世(?);1950年杨钟健、刘东生在《四川歌乐山哺乳动物群》一文中描述并研究了重庆歌乐山龙骨洞的剑齿象和纳玛象化石标本;1951年奥斯朋研究了万县盐井沟的厚齿象化石,取名为褶齿厚齿象;1951年修筑成渝铁路时在资阳县黄鳝溪大桥的桥墩工程中发掘了13种哺乳动物化石及古人类头骨化石,斐文中对剑齿象化石作过详细研究和对比;1959年周明镇报导了采自潼南县的剑齿象化石;同年,周明镇研究了巫山县的嵌齿象化石,并定名为扬子江嵌齿象;1974年周明镇、张玉萍在《中国的象化石》一书中对四川的剑齿象化石作了系统的描述和分类;1972年成都地质学院博物馆在乐至县团结公社水库大坝的施工中发掘了长3米的东方剑齿象门齿,这是我省发现并展出的最长的象门齿化石;1980年西南师范大学地理系罗伦德等师生在华蓥山一带的合川县三汇坝、重庆北碚文兴场分别发现了东方剑齿象化石并予以报导;1981年成都地院研究生游天星在川南筠连县镇洲乡灯杆洞、拱猪洞和古蔺县云山乡的长沟洞分别采集了数量较多的东方剑齿象及纳马象化石臼齿并进行了研究;1984年何信禄在《四川脊椎动物化石》一书中描述了采集德阳黄浒镇的一剑齿象新种―拟高冠剑齿象;1987年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所宗冠福首次在盐源县发现了乳齿象化石,定名为盐源中国乳齿象,将产乳齿象化石的地质时代定为早上新世 ,这是我省目前已知地质时代最老的含象化石层位。多年来,中国科学院古脊椎动物研究所,成都理工大学博物馆、四川大学生物系、重庆自然博物馆、四川考古队和一些地质调查单位都对四川境内出土象化石进行过察看和研究。
　　2.2 四川象类化石产地地理分布
　　三、四川盆地气候环境因素和象类演化
　　第四纪的地质研究中,化石哺乳动物常被用来作为了解更新世气候变化的依椐。第四纪冰期中曾经出现过4次亚冰期和3次亚间冰期,它使生物界和古地理环境出现了巨大变化。总的来说,四川盆地西、北边缘山地发育冰川,而盆地内部受此影响较小。盆地中出现过气候寒冷和温暖交替出现,所以保存了大量古老植物的属种和动物的多种类型,所以保存了大量古老植所以保存了大量古老植物的种属和动物的多种类型,因南北走向横断山脉,便于植物北上南下,相互混杂融化使四川盆地走向同时期动植物组成成份十分复杂,如:
　　①植物:高等植物约300科,1860属;约10000种左右;被子植物仅次于云南省居中国第二位;裸子植物种类居全国第一;
　　②脊椎动物有1229种,占全国约1/4,珍贵、稀有动物种类和国家重点保护类型全国359种,四川省133种,占全国37%左右;所以,从植物分带的多样性和动物种类繁多,可以看到盆地内第四纪气候基本以潮湿和温暖为主导型的。
　　1.早更新世(约200~73万年):这段时间,全球气候非常寒冷,冰土发育,气候比现代低10-8℃,植物为川云杉、冷杉为主的针叶林,较为寒冷气候。这一时期的象化石在盆地内还未发现,仅在盆地边缘有乳齿象生存,即1988年发现的盐源中国乳齿象化石,1959年在巫山发现的扬子江嵌齿象和1974年在万县发现的厚齿象等;与我国华北同时期出土的象化石相比,它们的共同特征为象的个体要小一些,牙齿齿脊数目少,齿脊一般为五排,乳突较大,可见中裂沟。主齿柱和副齿柱部位明显,反映了象化石的原始性。从这几处零星的化石出土地来看,地理分布靠盆地东、西边缘。
　　2.中更新世:(约73万年~20万年)这一时期气候比较温暖,气温比现在低约3―5℃,早期属针叶林―阔叶林带,这一时期四川盆地内生存比较原始的乳齿象、嵌齿象已经绝灭。在两次冰期中间,有一次气温相对温暖的亚间冰期;在这一温暖时期,真象亚科的剑齿象类迅猛发展,迁陡到四川盆地各个地方并繁衍发展。它们个体由小变大,从类型上看也出现了多种类型种属的剑齿象,如类象剑齿象,拟高冠剑齿象和师氏剑齿象等等。从盆地近几十个县、市出土的剑齿象化石看,化石数量中众多,类型较繁,特别是四川万县盐井沟的洞穴中,出土了十多个完正剑齿象标本。在这一时期,剑齿象在四川得到空前的发展,并在20多处市、县发现了大熊猫―剑齿象动物群化石存在。中-晚期,真象类的纳马象也迅速成长起来,亚洲象开始出现并壮大发展。
　　3.晚更新世(约20-1万年)第四纪冰期为大理亚冰期(12-1万年)初期气候较冷,晚更新世中晚期,气候由冷变暖,属针、阔叶林混交环境。.
　　这一时期四川盆地的象化石得到进一步发展,特别是晚更新世中、晚期,气候逐渐变暖,迎来了剑齿象持续发展,纳马象和亚洲象共同发展时期。
　　到晚更新世晚期冰期结束时,四川盆地剑齿象类及纳马象类都绝灭了,只有亚洲象还顽强地生存下来。考古资料显示距今3000-5000年还有亚洲象生存。
　　结束语:四川盆地第四纪以来的气候在亚冰期和亚间冰期之间相互交替期,它们约以10万年为一个冷暖周期。气候较温暖,象类演化逐步加速发展,气候寒冷,则象类生存发展困难。中-晚更新世时期,盆地气候转暖,针阔叶林混交植物比较茂盛,迎来了四川象类进化和演化的大好时机,特别是剑齿象类,地理分布也比较广泛。更新世晚期剑齿象、纳马象绝灭。亚洲象发展延至新石器时代。
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