时间是地学研究中最为重要的概念。没有时间标尺就无法开展对地球历史进程中各种事件的研究。国际性的地质年表提供了一个时间标尺,但其中的年代地层内容基本上是基于海相地层,很难直接适用于陆相地层。
而中国从古生代、中生代到新生代,尤其是中-新生代,有大面积的陆相地层。建立一个适合陆相地层的年代地层和生物年代体系是非常有必要的。
但时间是一个抽象的概念,必须通过具体的岩石体,以及保存在其中的各种内容来确定。由于哺乳动物演化的不可逆性和连续性,从理论上看,一个演化系列既没有间断,也没有重合,给我们提供了一个识别和度量相对地质时间的方法。此外,哺乳动物有很高的多样性,演化迅速,分布广,并大量存在于陆相地层中,使其成为陆相地层年代学研究的一个主要内容,形成了一套独立的生物年代系统。
哺乳动物化石和以其为基础建立起来的生物带是我们划分对比新生代陆相地层的最重要、最便捷的方法。哺乳动物组合是哺乳动物分期的基础,形成陆相地层中一个独特的生物年代系统。通过相似或相同哺乳动物种类的横向比较在一定程度上可以建立不同区域地层的等时性或时间上的相互关系,使我们能认识、对比含化石地层的年代。与其他年代地层方法相结合,岩层序列中的哺乳动物化石也可以用来作为生物年代和年代地层标志,标定一个时间点,比如一个动物分期的底界。而各个时期的哺乳动物化石,也给目前广泛运用的古地磁测年方法提供了最直接、最方便的校正点。
我们现在常用的哺乳动物期(阶),本质上就是一个生物年代系统。这个概念来自Wood等(1941),几乎和年代地层学概念同时提出(Schenck et Muller, 1941)。Wood等当时把北美的新生代陆相地层分为18个区域性的期。每一个期以一个生活于该期的哺乳动物组合为特征。这个哺乳动物组合还列出了该期的标准或指示化石,首次出现于该期的化石,在该期灭绝的化石(末次出现),以及特征化石(即出现在更早或更晚,但在该期最繁盛)。这个分期的提出,主要是为了避免在和欧洲的海相年代地层对比时出现的各种问题。因为海相和陆相地层,从岩性到生物特征都很难直接对比。以后欧洲又根据地区性的动物群,提出了自己的一些类似体系,其中对中国的哺乳动物年代系统影响比较大的,是欧洲新近纪哺乳动物分带,即常说的“MN”带(European Land Mammal Neogene Zones)。
与欧美相似,中国的新生代也有自己的哺乳动物年代体系,这个系统同时融合了北美和欧洲系统的不同方面,也成为亚洲最具有代表性的哺乳动物年代系统。中国最早的哺乳动物地层学研究可以追溯到德日进(Teilhard de Chardin,1926, 1937, 1939, 1940, 1941, 1942;引自李传夔,2003)。以后美国中亚考察团又根据中国和蒙古的古近纪、新近纪地层和哺乳动物群建立了一套地层系统。其中很多的内容形成亚洲陆相古近系和新近系的核心,一直沿用至今(Romer,1966;Li et Ting, 1983;McKenna et Bell, 1997;Gradstein et al., 2004;童永生等,1995)。比较系统的中国陆相地层年代系统的提出始于20世纪80年代。Chiu等(1979)提出了中国新近纪的生物年代构架。这一体系得到了不断的补充完善(Qiu et Qiu, 1995;Qiu Z X et al., 1999;Qiu Z D et al., 2006;Deng, 2006;李传夔等,1984;童永生等,1995)。古近纪的年代体系在中亚考察团的工作基础上,由Li和Ting(1983)系统整理,并在以后的工作中得到了修改补充(Russell et Zhai, 1987;Meng et McKenna, 1998;童永生,1989;童永生等,1995)。
整个的新生代被划分成18个哺乳动物期(童永生等,1995)或17个陆相地层阶(期)(《中国区域年代地层(地质年代)表说明书》)。每个哺乳动物期具有自己的特征动物,与上下哺乳动物期相区别。根据这些特征动物,可以比较容易地判断含化石地层的大体年龄。尽管作为一个年代系统,中国的新生代哺乳动物分期还有很多需要改进的地方,但目前的分期,在几十年工作的基础上,已经是一个很实用的体系(图1)。
图1 中国古近纪和新近纪哺乳动物分期
本文由安静摘编自孟津、王元青、李传夔编著《中国古脊椎动物志》第三卷.基干下孔类、哺乳类.第二册(总第十五册),原始哺乳类。文章选自哺乳动物导论,内容有删减。
978-7-03-046741-6
《中国古脊椎动物志(第三卷)基干下孔类 哺乳类第二册(总第十五册):原始哺乳类》内容包括了哺乳动物导论和原始哺乳动物系统记述两个部分。导论部分包括哺乳动物的定义、一般形态学特征、系统发育和分类的基本框架、地理地史分布与环境、哺乳动物年代学等。在形态学特征中特别加入了对岩骨以及中耳形态的介绍,以及使用CT扫描研究颅内、鼻腔、内耳结构等内容。除了基本的哺乳动物分类体系,对哺乳动物一些新的高阶分类单元及其有关的争议内容也做了简要说明。在“中国古哺乳动物研究历史”一节中,记录了一些主要的事件、研究成果和相关的研究人员。系统记述部分包括了截至2014年10月在中国境内已发表的、以中生代哺乳动物为主的54属63种,分属于后兽亚纲、真兽亚纲和9个已绝灭的哺乳动物目(摩根齿兽目、翔兽目、蜀兽目、柱齿兽目、真三尖齿兽目、贼兽目、多瘤齿兽目、“对齿兽目”、“真古兽目”)。每个模式种均附有图片,对一些存有争议的高阶分类单元进行了概要评述。
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