北票古生物化石

北 票 古 生 物 化 石 北票市尹湛纳希高级中学 陈秀利 序言 化石是古生物在地层中保留下来的遗体或遗迹，是研究地壳的 演化史以及生物进化的重要历史证据。我们的家乡北票地处辽西地 区，在地质史上沉积了大量的古生物化石。在中生代，这里受到太 平洋板块的影响，产生了一系列盆、岭相间的构造盆地，孕育了早 侏罗纪地层古生物成生，富含大量的鸟类、爬行类、鱼类等动物化 石，以及银杏类、松柏类、真蕨类等植物化石。这些古生物化石， 对于研究鸟类的起源、被子植物的起源等有着非常现实的意义。北 票是世界上第一只鸟起飞的地方，也是世界上第一朵花开放的地方， 了解北票的古生物化石资源，了解古生物的演化历史，对促进北票 的经济发展有着深远的影响。 在编写的过程中，我搜集了大量的资料，并且到化石产地进行 了实地考察，到鸟化石博物馆参观了化石实物和标本的展出，所有 这些，使我深深感受到大自然的无穷魅力，它留给我们的是一笔巨 大的财富，我们应该好好地珍惜，保护它，爱护它。 在编写的过程中得到了学校领导的大力支持，以及我们教研组 同事们的热情帮助，在这里深表感谢。 2012.12 目 录 一 古化石的发现 古化石的发现 古化石形成的地质构造背景 二 古化石的种类和分布 海房沟组 兰旗组 土城子组 魏家岭组 义县组 九佛堂组 孙家湾组 三 古化石的价值 考古价值 历史文化价值 旅游价值 经济价值 四 古化石的利用和保护 进一步依法整顿和规范化石采掘秩序 整顿化石市场 化石资源保护与开发规划 建立自然保护区 建立古生物科技园 北票古生物化石 一、古化石的发现 （一） 古化石的发现 1996 年 8 月，北票市上园镇四合屯农民李玉民，发现了一块古生物化石。这个长 50 厘米的动物，长长的尾巴支在空中，头摆向后边，背部和尾巴上长着一些黑色的圆点，好 象长着一些羽毛。化石是从中间剖开的两个侧面，两面都保存了相同的结构特征。李玉民 分别与北京中国地质博物馆和中国科学院南京地质古生物所联系，这两家单位分别购买了 一个侧面的这种化石，不过南京地质古生物所购买的一面，保存了 80%的骨骼。中国地质 博物馆获得另一面化石后，馆长季强博士不久就给这种动物命名为“中华龙鸟“，并宣布它 是世界上最古老的始祖鸟。 19971998 年，又先后发现了两只长羽毛的恐龙原始祖鸟和尾羽鸟。这些化石的出 现以确凿的证据将赫胥黎提出的“ 假说” 变为学说，基本解决了国际上 140 余年来的未能解 决的鸟类起源问题。 从此以后，北票一下子沸腾起来，成为世界瞩目的焦点。 1998 年，科学家又在四合屯发现了“ 辽宁古果”化石，把被子植物起源时间提前了近两 千多万年。美国科学杂志公布了这一重大发现的研究成果，同时在封面上刊登了这株 “世界上最早的花” 的化石照片。 美国发现杂志以“ 最早的花香味 ”为题介绍该成果时说， 达尔文因被子植物（有花植物）突然在白垩纪中晚期（距今约 1 亿年6500 万年）大 量出现、又找不到它们的祖先类群及早期演化的线索而困惑不解，称之为“讨厌之谜”。150 多年来，科学家们一直难以解答这个“ 讨厌之谜”。2002 年 5 月，吉林大学古生物研究中心 和美国佛罗里达自然史博物馆的古植物学家们宣布：他们在中国发现了“可能是世界上最完 整、也是最古老的被子植物（也称有花植物） ”化石，这种产于中国湖相地层 1.45 亿年前的、 被称为“中华古果” 的水生植物类群很可能就是现今世界上所有花果和谷物的祖先。这种被 子植物的形态特征较之它的时代更为令人惊奇。按植物学界传统理论，被子植物是从类似 于现生木兰植物的一类灌木演化而来的，然而， “中华古果”却是一种小的、细嫩的水生植物， 更像是草本植物。这种被子植物虽具有花的繁殖器官，却没有色彩夺目的花瓣。 2002 年 4 月，中国地质学院研究员、辽宁省古生物化石鉴定委员会专家季强博士等人， 在辽宁北票四合屯大板沟发现了一具保存极为完整的初鸟类化石东方吉祥鸟化石。其 上、下颌无齿而具角质喙、胸骨发达且具龙骨突、前肢显著长于后肢等特征与德国“始祖鸟” 不同；其后肢第一趾爪已反转而与其他三趾对握等特征又与中华“神州鸟”相区别。东方吉 祥鸟化石的发现对“始祖鸟” 作为世界鸟类“ 始祖”的权威地位提出了挑战，因为德国的“ 始祖 鸟”大约有 75%以上的特征属于近祖特征( 爬行类或恐龙的特征)，仅具滑翔能力，不具有从 地面展翅起飞的飞行能力。所以专家根据东方吉祥鸟骨、肩带、腰带、四肢等骨骼学特征 认为，东方吉祥鸟很可能是目前世界上最古老最原始真正具有角质喙和飞行能力的原始鸟 类。 （二）古化石形成的地质构造背景 在中生代，辽西是中国东部大陆边缘活动带的组成部分，属于太平洋构造域，由于受 太平洋板块向中国东部大陆板块俯冲挤压作用，受其影响，在辽西产生了一系列近东西、 北东、北北东向的盆、岭相间的构造盆地，这些盆地的形成表现为大小不同、先后不同、 走向不同的 17 个构造盆地。受印支运动最后一期的影响，产生了近东西或北东东方向的构 造盆地，孕育了早侏罗纪的地层古生物成生，如北票盆地，在北票组中成生了优质煤层群 和大量的古植物化石，如蕨类、苏铁、本内苏铁类、银杏类和少量的松柏类以及动物化石 中的双壳类等。 在早期侏罗纪末，受燕山运动第一幕的影响，产生了一系列近北东向的构造盆地，如金岭 寺羊山盆地、汤神庙盆地、牛营子郭家店盆地、凌源盆地、紫都台盆地等。这五个盆 地在早期时，成生了海房沟组和兰旗组，赋存大量的古植物化石和动物化石，如松柏类、 银杏类、苏铁、本内苏铁类以及少量的蕨类等，在动物中已经发现鱼类以及大量的昆虫类、 双壳类和叶肢介类等。后期盆地逐渐转为回返，成生了沙漠风成相和河流相的土城子组。 气候转入严重干旱，使生物遭受了几乎灭顶之灾的厄运。在局部绿洲中仅存了少量的动、 植物化石，如龙类及其足印叶肢介类和植物中的松柏类以及孢粉等。在中侏罗纪末和晚侏 罗纪初，由于受燕山运动第二幕的影响，又成生了一系列北北东向的构造盆地，如八道壕 彰武盆地、务欢池盆地、铁营子盆地、平庄盆地、朝阳盆地、梅勒营子老爷庙盆地、 波罗赤喀左盆地、建昌盆地、四官营子三家子盆地、大甸子盆地等 11 个盆地。孕育了 魏家岭组、义县组、九佛堂组、沙海组和阜新组的沉积，繁育了热河生物群和阜新生物群。 燕山运动第二幕，在辽西地区表现最为强烈，不仅成生了新的构造盆地，而且对前期的构 造盆地还加以改造利用，因而使魏家岭组、义县组和九佛堂组等几乎分布区内各个盆地中。 受燕山运动第三幕的影响，在原第二幕成生的盆地基础上，零星沉积了孙家湾组和大 兴庄组。孙家湾组时期，气候再度转入干旱。现已发现龙化石。 综上所述，土城子组时期，严重干旱过后，受燕山运动第二幕的影响，发育了魏家岭 组、义县组和九佛堂组等，在这一时期，繁衍生息了鸟类、龙类、鱼类、植物类等大量的 动、植物，组成有名的热河生物群。并且明显与构造前的生物组合，有了天壤之别。这些 现象说明由于受构造运动的影响，使辽西形成有山、有河、有湖的地理分异，从而为生物 发展繁衍带来生机，淘劣生优，在动物群中出现了鸟类，在植物群中出现了买麻藤类和被 子植物，组成了新的动物群和植物群。 二、古化石的种类和分布 (一) 海房沟组 北票北郊海房沟于家沟化石点 该点是辽西较为发育的地区之一，是建组的标准地点。 化石属种有：鱼类、双壳类、叶肢介类、昆虫类、植物类等。 （二）兰旗组 1北票长皋乡南 6km 处喇嘛营 -三道沟-老窝堡- 小塔子乡西山化石点 这一化石点是兰旗组火山岩中的沉积夹层所产的矽化木化石。在三道沟处见一表皮呈 绿色，直径 1m 以上，长 8m 以上的一棵矽化木，这种表皮呈绿色是十分稀少的，不失为 极品。在喇嘛营村，几乎家家门前都摆放着矽化木，说明盗采滥挖现象比较严重。 2.北票长皋乡来马营子、蛇不歹化石点 该化石点是兰旗组火山岩中沉积岩夹层所产生的植物化石，计 67 种。 （三）土城子组 1北票南八家乡东 5KM 处朝阳沟北山化石组。主要是恐龙足印化石 2北票金岭寺镇蔡家沟、郑家沟化石点 该化石点地层为土城子组一段，为紫红色粉沙岩 和砾岩。发现有叶肢介昆虫和孢粉化石 3北票三宝乡北西刘家沟南公路旁化石点 该点地层为土城子组第三段，岩性为灰紫色砂岩，产有植物化石和矽化木化石 （四）魏家岭组 北票西官营子乡梁杖子东官营子西山化石点。 该化石点位于北票西官营子乡北 2KM 处梁家杖子，往北东经西台延至东官营乡西山 一带。为一套河流相的沉积，主要为砾岩和砂岩，夹细砂岩和粉砂岩 。该处的魏家岭组与 太古界大营子组片麻岩呈断层接触，受其影响，魏家岭组出露的厚度仅有几米至几十米， 其中富产矽化木化石，此处的矽化木，完全玛瑙化，主要呈灰色玛瑙，其次为黑色玛瑙。 在梁杖子西山坡，目前尚摆放着一棵粗约 70CM，长约 9M 的玛瑙矽化木，很具观赏性和 经济价值。 （五）义县组 具有重要意义的是北票上园镇四合屯、黄半吉沟、大尖山沟一带义县组中的沉积夹层， 产有有名的孔子鸟和中华龙鸟等化石，现已批定鸟化石国家级自然保护区。 1北票东官营子乡往东经冷家窝铺土洞沟上公吉营子。 （跃进） 化石点，未形成规模。 2 北票上园镇西 3KM 处三家子化石点 3 北票巴图营子乡东 3KM 处油坊沟往东至窝瓜店平房下羊草店子南沟一带化 石点。 4 北票四合屯黄半吉沟大尖山沟一带鸟化石国家级自然保护区 。 保护区内地层为义县组中的一个沉积夹层，顶部为砾岩、沙砾岩，中部为一套湖相沉 积的页岩、泥岩和粉砂岩 ，夹有砂岩和沙砾岩、砾岩。在中部层中富产极为丰富的热河生 物群化石，现在计有 34 类，255 个属种，分属 7 个门 24 个纲 34 个目。 无脊椎动物化石：（1）腹足类（2）双壳类（3）叶肢介类（4）介形虫类（5）昆虫类 （6）甲壳类 脊椎动物化石：（7）鱼类（8）两栖类（9）龟鳖类（10）蜥蜴类（11）翼龙类（12）蜥脚 类（13）兽脚类（14）角龙类（15）蜥鸟类（16）反鸟类（17）今鸟类（18）哺乳类 （19）龟蛋类（20）足印类 植物化石：（21）苔藓类（22）石松类（23）有节类（24）真蕨类（25）种子蕨类（26） 本内苏铁类（27）茨康类（28）银杏类（29）松柏类（30）买麻藤类（31）分类不明的植 物（32）被子植物类（33）矽化木类（34）孢粉类 （六）九佛堂组 已发现化石点有 20 处，北票地区有 1北票台吉营乡北 3KM 处生金北沟赵户沟化石点 鱼类、昆虫类、叶肢介类、双壳类、植物类 2 北票黑城子镇南 6KM 处八大股子化石点 鱼类、昆虫类、叶肢介类 3北票兴顺德农场化石点 暂时没有任何有价值的化石 （七）孙家湾组 近期在北票凉水河乡西南 10KM 五间房村西山发现有 6 种类型的恐龙化石，正在研究 中。北票的古生物化石群落在种类、数量和保存的精美性等方面都远远超过了世界上著名 的德国索伦霍芬含始祖鸟的生物群，为研究早期鸟类和其他生物的生理习性和恢复古环境 提供了罕见的证据。这一区域在世界古生物研究史上创造了 6 个世界之最，即年代最早、 鸟化石最多、属种最多、密度最大、含鸟化石层最多，未知领域最广。经专家鉴定，这里 出土的鸟化石，验证了我国专家关于鸟类早期演化理论的正确性，支持并奠定了鸟类是由 小型恐龙演化而来的学说基础，表明北票上园及其邻近地区是世界含有有关鸟类起源和演 化问题答案的最完美的地点，鸟类起源及早期演化这一世界性课题极有可能由中国科学家 在中国土地上解决，这里展示的其它门类的中生代古生物化石标本，对各门类自身起源演 化史，中生代古生态、食物链的研究，都有巨大的推动作用。这些沉积的化石，不仅仅是 北票的财富，也是世界的财富。 三、古化石的价值 （一）考古价值 1996 年在上园镇四合屯发现了世界上第一只长羽毛的恐龙中华龙鸟，在我国引起 了一场建国以来为时最长、最激烈的自然科学争鸣。19971998 年，又先后发现了两只 长羽毛的恐龙原始祖鸟和尾羽鸟。 北票地区古生物化石遗迹，对于寻找石油、煤等重要地下资源具有十分重要的价值， 尤其对开发辽西地区的石油资源更具有现实意义。古生物化石标本，对各门类自身起源演 化史，中生代古生态、食物链的研究，都有巨大的推动作用。古生物化石是鉴定和对比地 层、了解地球历史的重要根据，是研究动物与人类起源、发展历史及其规律的珍贵材料， 也是群众学习并认识自然和人类历史及其发展规律、建立唯物主义世界观的实物资料。 （二） 历史文化价值 北票拥有的古生物化石独一无二、举世无双。第一，它具有广泛性，除了几条年轻的 山脉外，朝阳大地到处是含化石的地层，但化石保存下来的可能性为万分之一，在这万分 之一中发现的可能性又是万分之一。第二，它不可再生，这些生物化石大多形成于 1.25 亿 年前，独特的地理条件、地质条件使它形成，而且不可再生。第三，它具有世界性，它的 蕴藏,它的发现,它的保护,它的利用，绝不是一个地区、一个国家的事情，而是属于全世界。 第四，它具人文性。化石中含有人类生存环境的信息，而且含有人类产生前祖的信息。它 与人类息息相关。 （三）旅游价值 化石是稀缺的旅游资源。化石具有知识性、文化性、观赏性和趣味性，化石产地具有 异地性，所以化石和化石产地都是旅游资源。化石和化石产地可以单独构成风景名胜区， 也可以成为其他风景名胜区的组成部分。北票的旅游资源丰富：白石水库风景区、下府惠 宁寺和移民纪念碑、尹湛纳希纪念馆、大黑山国家森林公园等，与化石相辅相成，扩大了 北票的知名度。 （四）经济价值 化石有巨大的经济价值。大家知道， 侏罗纪公园以最现代的手法表现古生物及其生 存环境而大发其财。无独有偶，中国科学院的著名刊物化石杂志 2000 年第一期载文说： “郝秀荣收集并被命名为娇小辽西鸟 的一块化石，作为标本通过中科院在国外展出时，曾 有人想出资 2 亿美金收藏。“据中科院董枝明教授讲：国际上规定走私的东西不能研究，不 能收购，如果一块鸟化石走私到国外能卖 1 万美金的话，经海关批准出去能卖 5 万美金。 这是保守的估计。 1998 年在化石杂志发表文章的一位记者估计，孔子鸟的身价涨到了“一只鸟一幢 楼“ 的地步。还有另外的经济价值，2000 年 5 月末 6 月初参加世界第五届古鸟类大会的中 外科学家到朝阳看地层，食宿费均自理，朝阳人收到了由古生物化石吸引来的第一笔大宗 的外汇。有人提出了“化石经济 “概念，认为化石已经走向市场，形势又是非走向市场不可。 历史发展到今天，化石有了一种新作用，那就是把化石当作一种奇石来买卖，因此，化石 经济时代的到来是不可避免的。 四、古化石的保护与利用 北票鸟化石自然保护区位于辽宁省北票市境内，地理座标为东经 1204522 -120 5238，北纬 413221-413753，总面积 4630 公顷。保护区于 1997 年经辽宁省政府批准 建立，是一个以中华龙鸟、原始祖鸟、孔子鸟等珍稀古生物化石为主要保护对象的自然保 护区。 本区地处辽西山地丘陵区，最高海拔 449.3 米，区内完备的中生代地层及其所含门类 众多的化石，在全世界占有极其重要的地位。目前，已陆续发现鸟类化石（11 属、14 种） 250 余块，其中中华龙鸟、原始祖鸟被专家们认为接近于鸟类的始祖，远比德国始祖鸟为 早，孔子鸟的时代也基本可与德国的始祖鸟相比，这一发现从根本上动摇了古生物界认为 德国始祖鸟是一切鸟类祖先的传统看法，为解开生命发展史中世界四大难题之一-鸟类起源 与早期演化的重大理论问题取得了突破，因而使世界科学界为之震惊。 本区不仅产出重要的鸟类化石，而且还发现众多门类的其它化石。计有 6 个门、14 个 纲、20 类化石，动物化石除鸟类外，还有爬行类、鱼类、叶肢介类、介形虫类、昆虫类、 双壳类和腹足类，此外还有蛋及足印类化石，共 3 个门、8 个纲、46 个属、83 种。植物化 石从蕨类植物到高等的被子植物计 2 个门、3 个亚门、6 个纲以及分类位置不明的硅化木、 种子及孢子花粉化石等。化石种类之多、数量之大，世所罕见。国内外专家认为，该地区 极有可能既是鱼类和某些昆虫类群的起源和深化中心，也是鸟类起源和早期演化区域。北 票鸟化石群自然保护区的建立，对研究古地理、古气候、古生态，特别是研究生命从水中 到陆地，从水中到空中的演化，具有重大的科学意义。 北票市化石资源的保护管理工作起步较早，1996 年在上园四合屯发现中华龙鸟化石 后，各级政府及地矿主管部门对此十分重视，迅速投入大量人力、物力进行保护工作，并 建立了国家级自然保护区。对其后陆续发现的其他化石产地，也都采取必要措施加以保护。 但由于法规不健全，管理力量薄弱，盗采滥挖化石现象一度十分猖獗，使一些产地的化石 遭到较为严重的破坏。2001 年 1 月 12 日，辽宁省人大常委会通过了辽宁省古生物化石 资源保护管理条例 ，为我们做好化石资源保护与开发工作提供了法律保障。为了充分发挥 我市得天独厚的化石资源优势，使其更好地服务于我市经济和社会发展，服务于全世界古 生物科研事业，对今后化石资源保护与开发工作提出如下意见： 1进一步依法整顿和规范化石采掘秩序 依法实行化石资源勘查、采掘许可制度，严禁任何单位和个人非法采掘古生物化石。对重 点化石产区，管理责任落实到人。对重点化石产区的核心地段，设置专人看护。各级公安 机关和地矿部门密切配合，对盗挖者及时依法惩处。明确人民政府对辖区内的化石资源保 护管理工作负总责，今后哪个地方在化石保护管理工作上出了问题，要追究领导责任，坚 决杜绝盗采滥挖化石的现象。 2整顿化石市场 化石市场的混乱无序，是引发盗采滥挖化石资源的主要原因。因此，化石市场管理是化石 资源保护管理工作的重要一环。各级工商和地矿主管部门，要密切配合，进一步加大化石 市场的整顿和监管力度。坚决取缔化石自由市场，取缔无照经营，严禁超标准范围经营。 在公安机关的配合下，坚决打击非法收购、贩卖、走私化石以及制造、销售假化石的不法 行为。 3 化石资源保护与开发规划 为使我市化石资源保护与开发管理工作尽快纳入科学化、法制化、规范化的轨道，要以 朝阳市化石资源调查报告为基础，经过认真的科学论证，制定北票市化石资源保护 与开发规律 。根据各化石产地的化石资源情况和科研价值，分别划定自然保护区、重点看 护区、规划挖掘区。 4 建立自然保护区和化石馆 认真贯彻省政府对化石资源要“依法保护、科学研究、合理开发、有效利用”的方针，对重 点化石产地要分期申请省级以上自然保护区。要把化石馆建成一个集科研、科普、观赏于 一体的参观、考察、教育场所。为了确保化石馆高起点、高标准、馆藏丰富、在国内外有 知名度。 5 建设古生物科技园 为了扩大我市对外开放，让世界都知道北票是破解鸟类起源、被子植物起源这两大难题最 理想的地方，牵动我市旅游业的发展，要选一个重点化石产地，建设古生物科技园。利用 我市化石资源埋藏浅的特点，把揭露出来的各类化石，特别是珍稀属种化石，要原地保存， 在地上建设优美别致的保护措施。在园内空地上，配放一些较大的地质遗迹化石