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和政动物群见证青藏高原的隆起


□ 李建军

  和政动物群是指我国甘肃省和政地区发现的新生代古生物化石所代表的动物群。和政县位于兰州市南偏西约100千米处,行政上属于甘肃省临夏回族自治州。在地质学和古生物学上常常把发现在同一地方、同一时代的各种古生物化石组合统称为一个动物群,并经常以发现地或其代表动物命名。比如,著名的热河动物群就是发现于辽宁西部及华北地区白垩纪早期的一个古动物群,其中包括中华龙鸟等带羽毛的恐龙、孔子鸟等中生代鸟类以及哺乳动物和两栖动物等。后来,科学家在该地区的相同地层中还发现了大量植物化石,包括被人们称为第一朵花的“辽宁古果”等被子植物化石,于是科学家将热河动物群更名为热河生物群,即包括动物群和植物群的生物群。另外,三叠纪晚期的关岭生物群和中新世的山旺动物群等也是如此命名的。

  但是,和政地区新生代古动物化石的分布时间很长,从渐新世开始经过中新世,一直到更新世,历经3千万年的时间。在如此漫长的地质时期里,和政地区的古环境发生了翻天覆地的变化,生活在其中的动物群成员的种类和数量等方面也出现了很大差异。因此,科学家又将生活在和政地区的古动物按照生存时代分成四个古动物群,即:晚渐新世巨犀动物群、中中新世铲齿象动物群、晚中新世三趾马动物群和早更新世的真马动物群。因此,广义的和政动物群包括上述四个不同时代、不同种类的动物群。

  伴随着青藏高原的隆起,黄土高原、云贵高原和内蒙古高原也被迫随之抬升,最终形成了我国西高东低的地理格局。和政地区位于青藏高原东侧,属于黄土高原的一部分,这里的四个新生代动物群都经历了这个抬升过程,见证了青藏高原的隆起。

  从早期的地球说起

  我们生活的地球大约形成于46亿年前,当时没有地壳,也没有海洋,到处是翻滚的岩浆,不断有小行星大小的岩块撞击地球,地球表面因此格外动荡不安。大约5亿~6亿年以后,随着地球周围星际物质的减少,剧烈的撞击也逐渐减少,地球表面渐渐稳定下来。

  随后,地表的温度也逐渐下降,岩浆中的挥发性成分逐渐分离出来,飘逸在空中,形成了原始大气。随着地球温度的进一步下降,原始大气中的水一蒸气冷凝成雨水降落在地表,逐渐形成了原始海洋。在地球重力的作用下,重的物质向地球中心聚集,轻的物质漂在上面,逐渐形成了地球内部致密、外部疏松的圈层构造——从外向内分别为大气层、地壳、地幔和地核。在此基础上,孕育无限生命的水圈和生物圈也逐渐形成。

  地球的圈层构造形成之后,整体上是外部温度低、内部温度高,地核的温度最高。由于受地核高温的影响,地幔物质发生对流,热的物质较轻,涌向地表方向,原来地表下面温度较低的岩浆又向地层深处沉降。又因为地幔物质有很高的黏稠度,在对流过程中,对地壳产生了类似牵引或撕扯的作用力,便导致了板块运动。

  地幔物质的对流时时刻刻都在进行,从不停歇,所以地球上的板块运动无休无止。其结果多种多样,有的地方因板块之间分崩离析而形成裂缝,造成火山喷发,地幔物质涌出并形成新的地壳:有的地方因板块之间相互挤压,而使一侧地壳插入另一侧地壳之下,在地质学上被称为“俯冲”。俯冲过程中,地壳因被压缩而褶皱隆起,形成山脉,同时还造成了许多地震和火山喷发。

  现在的地壳由七大板块和一些夹在其间的小板块组成。七大板块包括:欧亚板块、非洲板块、南美板块、北美板块、印度一澳大利亚板块、太平洋板块和南极洲板块。自5000万年前的始新世开始,随着印度一澳大利亚板块向北运动,印度次大陆在西藏地区与欧亚大陆碰撞,封闭了原来的特提斯海。由于印度一澳洲板块还在继续向欧亚板块下面俯冲,原来的特提斯海海底被挤压并抬升而形成山地。这种碰撞和持续的俯冲最终造成了青藏高原和喜马拉雅山脉的不断隆起,原来的海底沉积物被推向海拔数千米的地方,形成了大规模的褶皱,原本层叠有序的地层也交织叠覆在了一起。

  和政地区的地质演化

  在第三纪初期,随着喜马拉雅山脉的隆起,青藏高原的边缘形成了一系列小型的断陷盆地,和政地区所在的临夏盆地便是其中之一。临夏盆地在3千万年前形成一个较大的湖泊,各种各样的动物在此生活。其中很少一部分生物的尸体因为偶然的机会被埋藏在湖泊沉积物中,当周围的沉积物在地质作用下固结成岩的时候,其中埋藏的这些生物遗体也变成石头,即我们今天看到的化石。

  和政地区目前已发现的古动物化石点多达80余处,化石种类包括哺乳动物、爬行动物以及鸟类,分别属于4个古动物群:渐新世晚期的巨犀动物群、中新世中期的铲齿象动物群、中新世晚期的三趾马动物群和更新世早期的真马动物群。这4个古动物群分别代表着不同的生活环境,反映了动物生活的不同海拔高度。

  巨犀动物群

  巨犀动物群生活在3000多万年前的渐新世时期,包括巨犀、阿尔泰查干鼠、巨翼齿兽、三趾原犀、高冠阿丁犀和兰州巨獠犀等共生动物,其中以巨犀为典型代表。巨犀是地质历史中最大的陆生哺乳动物,体长可超过8米,肩高过5米。巨犀以植物为食,颈部和四肢很长,可以吃到生长在高处的树叶和嫩枝。要想让庞大的巨犀填饱肚子,那可需要大面积的植物。由此可以推断当时的和政地区应该生长着很多高大的树木。

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摘自:大自然 2013年第05期  
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