刘云涛 http://m.39.net/pf/a_4580332.html摘要:狭义(或经典)泥河湾动物群主要产自桑干河北岸的下沙沟村周边,化石来源于不同地点;该动物群被作为我国北方早更新世的代表,但其绝对年代一直饱受争议,最新古地磁测年数据是2.2-1.7MaBP。由于受河流及断层切割影响,泥河湾盆地内部不同区域尤其是桑干河两岸的地层对比,一直是个科学难题,其根本原因在于长期以来在桑干河南岸未发现重要化石点。最近,在桑干河南岸的岑家湾台地发现了山神庙咀化石点,目前已在此地点做过9次正规发掘,出土哺乳动物化石件,鉴定出25个种(含未定种),其中23种属于狭义泥河湾动物群的成员。由此看出,山神庙咀动物群的时代应当与狭义泥河湾动物群的时代接近,其地质年代应当不晚于1.7MaBP。山神庙咀遗址与小长梁遗址隔沟相望,但其化石层稍高于小长梁文化层;山神庙咀动物群的研究结果还表明,小长梁遗址年代要比先前所测得的1.36MaBP要早;小长梁周边的史前遗址的地质年代应当再做深入研究。小长梁地区的泥河湾层底部普遍存在砾石层,但其出现的水平位置以及砾石在分选和磨圆程度等方面都各不相同。调查清楚不同剖面中底砾层的分布状况及其性质,将会对本地区地层对比研究以及推断当时泥河湾盆地的古环境都将具有十分重要意义。1 前言泥河湾盆地最初是以发现于桑干河北岸下沙沟地区的经典泥河湾动物群或称“狭义泥河湾动物群”而出名,长期以来,该动物群被视为中国北方早更新世动物群的代表。近几十年来,泥河湾盆地的地层古生物及旧石器考古工作热点,却在桑干河南岸的岑家湾台地(Cheng-chia-wanplatform)或称大田洼台地周边,诸如小长梁、东谷坨、马圈沟及山神庙咀等地(图1);这两个区域不仅隔河相望,而且存在地层断裂现象。因此,桑干河南、北两岸之间的生物地层对比一直是学界难题。主要原因在于桑干河南岸一直未发现化石比较丰富多样的地点,而山神庙咀化石点的发现填补了这项缺失。山神庙咀化石点化石丰富且种属多样;该化石点位于官厅村北侧,与小长梁隔沟相望(图2:A);其地理坐标为40°13′07.9”N,°39′56.5”E,化石富集层顶面的高程是.23m。目前已在山神庙咀动物群中鉴定出25个属种,其中23种属于狭义泥河湾动物群的成员,这是迄今在泥河湾盆地桑干河南岸发现的单一地点中化石属种最为多样、与狭义泥河湾动物群最为相似的动物群,这给桑干河两岸的各化石点及旧石器遗址的对比研究提供了重要佐证。值得说明的是,山神庙咀化石点还发现了乌鸦化石(Corvussp.),这是目前我国境内乌鸦化石的最早发现记录。2 发掘及地层调查工作山神庙咀化石点的发掘工作先后进行了9次(-,,-),共发掘个探方(1×1m)(图3),共获得登记在册的哺乳动物化石件。其中,年做了地层剖面测绘;-年挖掘了探槽,旨在探查化石层的延伸情况及泥河湾层的底界(图4)。山神庙咀化石点位于先前发现的旧石器点的西南侧数十米处,前者位于滑坡的坠落一侧,后者处于未扰动一侧,但地层序列保持稳定(图2:B);前者化石富集层的高程比后者低约4.3m(图4:A)。鉴于该滑坡的落差高4.7m或者4.m(本文作者所测),由此可推断,两个发掘面基本处于同一层位,即*色黏土质细砂-粉砂层;山神庙咀化石点与旧石器点为同一遗址,可以统称为山神庙咀遗址。在山神庙咀遗址的地层剖面中,泥河湾层上覆在侏罗系髫髻山组的凝灰质砾岩之上。角砾层位于主化石层以下约6.2m处,角砾毫无分选、大小混杂、磨圆程度较低(图5:B’)。山神庙咀遗址与小长梁遗址最为接近(图3)。山神庙咀遗址含旧石器地层为棕*色细砂层,与小长梁文化层2.7m上方的棕*色细砂层大致相当。小长梁遗址A区文化层之下的地层依次是:灰绿色细纹层-灰绿色层上部含*色细沙层-灰色粉砂含钙质结核层-红色粉砂黏土层-底砾层。山神庙咀遗址的下部地层序列与此相似,不同点如下:1)底砾层的出现位置比小长梁高出3m多;2)红色层较小长梁薄;3)两次探沟发掘以及一次扩方,均在主化石层下方发现零星化石,直到接近底砾层;而小长梁化石出现在底砾层之上8.7m处。本项目所测的山神庙咀化石层的高程比小长梁A区文化层低0.63m,但比B区高出0.51m。考虑到滑坡的影响,可以推断山神庙咀遗址比小长梁遗址层位稍高、时代稍晚。在山神庙咀遗址东北方向数百米处的照坡,早在年就发现有化石及旧石器。年,应同号文邀请,袁宝印在对山神庙咀遗址周边进行地层调查对比时发现了照坡的“石铺地面”,并同时
鼠兔科FamilyOchotonidaeThommas,
拟鼠兔属OchtonoidesTeilharddeChardinetYoung, 复齿拟鼠兔Ochotonoides
杨氏鼠兔OchotonayoungiErbajevaetZheng,左下颌骨带i1和p3-m3(V)(图7:6a-6d)。杨氏鼠兔明显比复齿拟鼠兔要小,p3-m3长度为7.9mm;p3下前边尖颊侧无褶沟,颊侧有3个棱柱(图7:6e)。在杨氏鼠兔模式标本的变异范围内,与马圈沟的特征及大小相若。啮齿目RodentiaBowdich,
跳鼠科DipodidaeFischerdeWaldheim,
五趾跳鼠AllactagaCuvier,
西伯利亚五趾跳鼠Allactagasibirica(Forster,)1件几乎完整的后炮骨(愈合的II+III+IV蹠骨),近端和远端结构均保存完好(V)(图7:1a-1c);除远端分叉之外,第II+III+IV完全愈合;第III蹠骨最长,第II和第IV蹠骨长度相若;最大长度约50mm。从近端关节面看,第IV蹠骨面积最大,第II蹠骨最小;第III和第IV蹠骨之间有一沟谷;第II蹠骨后端变为细脊状并与第IV蹠骨后内角相接。后视可以看到在第IV蹠骨近端后侧面存在一很小的关节面,应当是与第V蹠骨的接触面;在第II蹠骨近端后侧面的约7mm处有一突起,应当是与第I蹠骨的关节处。每个蹠骨远端掌侧各有一个中矢隆。上述特征与Mooreetal.所描述的西伯利亚五趾跳鼠一致,大小也与Teilhard?de?Chardin?and?Piveteau?(;?text-fig.?36)描述的下沙沟Allactagacf.annulata化石接近,后者的远端破损,残存长度约为45mm。该种名为Allactagasibirica的晚出同物异名。泥河湾马圈沟III也有五趾跳鼠(未定种)(Allactagasp.)发现,但只有单个牙齿,而无蹠骨,因此难以进一步比较。长鼻目ProboscideaIlliger,
真象科FamilyElephantidaeGray,
猛獁象属MammuthusBrookes,
草原猛犸象Mammuthustrogontherii(Pohlig,)有1件几乎完整的桡骨(V10.89)(图8:1a-1d),总长度为mm,该长度是已知草原猛犸象化石中最短小的。鉴于其远端骨骺尚未愈合,可能代表未发育完全的雌性青年个体;但也不能排除早期类型本身个体就小,因为泥河湾被认为是草原猛犸象的发源地;按照进化规律,在一个种系演化中,越是早出现的类型,其体型越小;先前报道的在泥河湾发现的草原猛犸象化石材料在同种类中也是偏小的,例如马圈沟的M3和山神庙咀的肱骨及桡骨等。偶蹄目ArtiodactylaOwen,
骆驼科CamelidaeGray,
副驼属ParacamelusSchlosser,
巨副驼ParacamelusgigasSchlosser,山神庙咀发现一骆驼蹠骨,缺失远端部分。残存长度为mm(V.1)(图8:2a-2c),近端横宽为75.1mm,近端前后径为60.4mm,其特征和大小与榆社及周口店的巨副驼Paracamelusgigas十分接近,但稍小。副骆驼属早在晚中新世就已出现,在我国可以延续到中更新世,但其化石记录主要出现于早更新世的泥河湾盆地和榆社盆地。该属的最主要特征是其硕大的身躯;此外,跗骨更扁、胫骨远端的腓骨槽较浅、蹠骨近端后突的后侧面有一明显纵沟。山神庙咀的蹠骨与副骆驼的蹠骨特征完全一致。应当说明的是,年在泥河湾石沟遗址附近发现1件大型食草类的残破下颌骨(V.2)(图8:3a-3b),由于牙齿磨耗太深,冠面结构不清,下颌体又受压变形,当时被误鉴定为古麟。现在看来,该标本很可能也是巨副驼,但明显比河南渑池的巨副驼要大;前者p3-m3(p3齿冠残破)长度为mm,而后者的相应长度为mm;尽管石沟标本与有些古长颈鹿类的齿列长度最为接近,但鉴于长颈鹿类动物颊齿宽/长比值较大、釉质层表面较为粗糙;且真正的大型古长颈鹿类未能延续到更新世;虽说在泥河湾盆地大南沟曾发现过古麟化石,但其牙齿要小很多;因此把石沟标本归入巨副驼较为合适。鹿科CervidaeGray,
日本鹿属NipponicervusKretzoi,秀丽日本鹿Nipponicervuselegans(TeilharddeChardinandPiveteau,)鹿类在狭义泥河湾动物群中化石数量最多,属种最多样,但也是分类问题最多的类别。究其原因,一是当年发掘的材料绝大多数未得到详细研究;二是对有些属种的鉴定缺乏足够的材料支撑,例如双叉麋鹿只鉴定出角,而对其头骨和齿列及头后骨骼几乎是一无所知。当年那批未曾做出详细鉴定的鹿类标本,主要保存在天津自然博物馆和法国自然历史博物馆。年,TeilharddeChardinandPiveteau建立一新种—秀丽黑鹿Cervus(Rusa)elegans,但归入该种的化石样式多变。鹿角依据大小及角枝状况被分为3类:A、B和C类(图8:7-9),其中B类和C类角型有可能代表不同于3枝型水鹿的其它大中型鹿类;牙齿依据大小可分为两类:中小型(可与A型鹿角匹配)和大型(可与C型鹿角匹配);炮骨也可依据大小分为3类:小型、中型和大型。因为秀丽黑鹿眉枝分叉位置较高,与3枝型的水鹿(Rusa)和轴鹿(Axis)都不同,有人曾将泥河湾的秀丽黑鹿(主要是A型鹿角)归入欧洲的假达玛鹿(Pseudodama)和东亚的日本鹿(Nipponicervus)。就目前的认识来看,当年被TeilharddeChardinandPiveteau归入秀丽黑鹿的鹿角、头骨、下颌骨及炮骨(III+IV掌蹠骨)等很可能包含了不同属种,至少在大型牙齿中,有的下颌颊齿列长度可达-?mm?(NIH?)(Teilhard?de?Chardin?and?Piveteau,:?text-fig.22)(图8:12),这类颌骨不仅牙齿大,下颌水平支也明显较厚,这些都符合布氏真枝角鹿的特征;此外,有些炮骨的长度也在布氏真枝角鹿的变化范围。即使在被归入中小型鹿类的牙齿中,其下颊齿列长度也在-mm。就目前所知,长度在mm及其以上的下颊齿列应当属于个体很大的鹿类。因此,被原作者归入中小型黑鹿的下颌骨(TeilharddeChardinandPiveteau,:PlX-1)(图8:11)也应当属于大型鹿类。不过,该标本上的p4因其前后谷都不封闭而稍不同于布氏真枝角鹿和双叉麋鹿,但随着进一步磨耗,后谷将很快封闭。因此,该标本与布氏真枝角鹿的最为接近。在天津自然博物馆馆藏标本中,有些未详细鉴定的鹿类下颌骨(标本THP16.),可能属于双叉麋鹿(图8:10)。该标本不仅齿列长度稍小,且齿柱和前外齿带都不发育,最主要的是p4的前后谷都封闭,m3第三叶自下而上明显收缩,上述特征与布氏真枝角鹿的有所不同。长期以来,化石鹿类动物主要依据鹿角的形态和大小来分类,但因为鹿角的发育受性别和年龄的影响很大,这种分类方法曾遇到不少质疑。最近有学者提出,鹿角是研究鹿类动物分类和演化的可靠证据。因此,早先被归入秀丽黑鹿的3种鹿角,既可能是代表3种不同的鹿,也可能代表同一种鹿的三个不同年龄阶段。如果能将鹿角和齿列结合研究,得出的结论会更可靠些。若仅就牙齿大小来判断鹿类,狭义泥河湾动物群中的鹿类动物主要是大型鹿类,中小型鹿类很少。但中小型掌蹠骨的存在表明,除过布氏真枝角鹿和双叉麋鹿等大型鹿类外,泥河湾动物群中的确存在中型鹿类,只是这种鹿类的化石记录不够完善。从角基长度来看,山神庙咀出土的一段鹿角(V20)(图8:4),其角基长度(从角节到第一岔口距离)为74mm,远小于布氏真枝角鹿和双叉麋鹿的角基长度。在大小和特征方面都与TeilharddeChardinandPiveteau鉴定的秀丽黑鹿角型A最为接近,后者的角基长度为76mm。双叉麋鹿ElaphurusbifurcatusTeilharddeChardinandPiveteau,有1枚下第三臼齿(V21.1)(图8:6a-6b),其长×宽为33.3×16.2mm,稍小于布氏真枝角鹿。此外,该牙齿缺失前外齿带和齿柱,第三叶自下而上明显收缩,这些特征都与布氏真枝角鹿不同,与本文归入双叉麋鹿的THP16.标本(图8:10)一致。山神庙咀发现的1件鹿类掌骨(V21.2)(图8:5a-5b),总长为.3mm;近端宽40.4mm,近端前后径26.9mm;远端宽42.4mm,远端前后径26.0mm;中段宽27mm,中段前后径21mm。其长度在中型鹿类葛氏斑鹿的掌骨变异范围(-mm),而泥河湾的下颊齿列长度超出葛氏斑鹿的变异范围(97-mm)。因为现生麋鹿的下颊齿长度为.4-mm,对应的掌骨长度为-mm,而山神庙咀发现的鹿类掌骨长度在此范围之内。因此,本文暂将此掌骨归入双叉麋鹿。4 山神庙咀动物群组成及其与狭义泥河湾动物群对比目前已在山神庙咀化石点出土化石中鉴定出25种(含未定种)哺乳动物(表1),其中23种是狭义泥河湾动物群的成员。鉴于狭义泥河湾动物群的发现和发表时间较为久远,目前就其化石来源、出土的具体地点和层位、分类及年代等问题仍存在诸多疑点,下面将对其做一简单梳理。年,泥河湾动物群的化石引起专业人员