山東沭河裂谷帶早白堊世調(diào)度及冷武紀(jì)恢復(fù)研究

1中國熱議龍跡學(xué)在美國、加拿大、韓國、中國、日本、法國、英國、美國和蒙古（kuh，1958；haubold，1973；falk，1981；falk，1982；lamp，1986；shule，1986；matskawa，1995，2005，2006a，2006b；sarjanat等人，1998；shule等人，2001，2005，2006，2008，2012年；paik等人，2001，2006；huhe等人，2003，2012）。中國屬于恐龍足跡化石十分豐富的國家之一，目前已在全國24個(gè)省、市、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)50多個(gè)恐龍足跡點(diǎn)(陳偉，2000;李日輝和張光威，2000;Chenetal.,2006;邢立達(dá)，2009a,2009b,2009c,2009d,2010a,2010b,2011;徐莉等，2010;李建軍等，2011;Lockleyetal.,2012c;Xingetal.,2012)，而且近年仍不斷有新發(fā)現(xiàn)報(bào)道。中國最早于1929年發(fā)現(xiàn)的恐龍足跡當(dāng)屬楊鐘健和德日進(jìn)在陜西神木發(fā)現(xiàn)的一個(gè)禽龍足跡，其在30年后被德國學(xué)者OskarKuhn命名為楊氏中國足跡(Young,1943,1960;Kuhn,1958;Lockleyetal.,2002)。此后，楊鐘健又發(fā)現(xiàn)和命名了7屬9種恐龍足跡，奠定了中國恐龍足跡學(xué)研究的基礎(chǔ)。甄朔南先生及其團(tuán)隊(duì)做了大量開創(chuàng)性和系統(tǒng)的恐龍足跡學(xué)研究工作，特別是將國外的研究成果及研究方法系統(tǒng)引進(jìn)到中國，建立了中國恐龍足跡學(xué)理論、研究體系與工作方法(甄朔南等，1983,1986,1994,1996;Zhenetal.,1989)。2000年以來，中國恐龍足跡研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。內(nèi)蒙古鄂托克旗早白堊世恐龍足跡被系統(tǒng)描述(李建軍等，2011);山東省侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)恐龍足跡得到深入研究(李日輝和張光威，2000;李日輝等，2001,2005a,2005b,2008;Lietal.,2005,2008,2011);李大慶等(2001)、杜遠(yuǎn)生等(2002)和Li等(2006)對(duì)甘肅永靖鹽鍋峽的大型蜥腳類恐龍足跡進(jìn)行了描述;陳偉(2000)總結(jié)了20世紀(jì)中國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的恐龍足跡。邢立達(dá)等分別對(duì)重慶綦江(邢立達(dá)等，2007)、遼西四合屯(邢立達(dá)等，2009a)、河北赤城(邢立達(dá)等，2009b)、云南(邢立達(dá)等，2009c)、廣東(邢立達(dá)等，2009d)、山東(邢立達(dá)等，2010a;Xingetal.,2012)、新疆(Xingetal.,2011)、西藏(邢立達(dá)等，2011)及江蘇(邢立達(dá)等，2010b)等地侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)恐龍足跡進(jìn)行了一系列研究;黑龍江(董枝明等，2003)、河南(徐莉等，2010)和浙江(呂君昌等，2010)等地也報(bào)道過恐龍和翼龍足跡研究的成果。山東省是中國恐龍發(fā)現(xiàn)和研究的重要省份。不僅在白堊紀(jì)已發(fā)現(xiàn)多個(gè)時(shí)代不同層位的大量恐龍骨骼化石或蛋化石，而且還發(fā)現(xiàn)了多個(gè)地點(diǎn)的豐富足跡化石。除上侏羅統(tǒng)三臺(tái)組零星產(chǎn)出的足跡外(李日輝，2002)，山東省的恐龍足跡化石主要賦存于下白堊統(tǒng)的2個(gè)層位，即下白堊統(tǒng)下部萊陽群和上部大盛群。前者如諸城北部黃華鎮(zhèn)黃龍溝(Lietal.,2011)、山東即墨(Xingetal.,2012)和萊陽龍旺莊鎮(zhèn)(李日輝和張光威，2000)等報(bào)道的恐龍足跡;后者則是本研究的重點(diǎn)層位。野外地質(zhì)調(diào)查進(jìn)一步證實(shí)，沿江蘇省西北—山東省中部北北東走向(諸城—莒南—臨沭—郯城一線)的中生代斷裂帶(沂沭斷裂帶)下白堊統(tǒng)上部大盛群中(早白堊世晚期)保存了至少8個(gè)恐龍足跡群點(diǎn)(圖1)。其中一個(gè)足跡點(diǎn)產(chǎn)出的蜥腳類恐龍足跡直徑近1.0ue00fm，可能僅次于前人報(bào)道的蘭州鹽鍋峽下白堊統(tǒng)河口群中的足跡化石(李大慶等，2001;杜遠(yuǎn)生等，2002)，該地最大蜥腳類足跡的前腳寬、長分別為790mm×1120mm，后腳1500mm×1420mm，被認(rèn)為是世界上發(fā)現(xiàn)的最大恐龍足印化石之一(李大慶等，2001;杜遠(yuǎn)生等，2002)。沭河裂谷帶下白堊統(tǒng)上部大盛群不僅恐龍足跡化石豐富，造跡屬種多樣，而且保存足跡化石的地層層位也較多，沉積地層序列齊全;同時(shí)，指相標(biāo)志豐富，恐龍足跡與大量波痕、泥裂、雨痕等同生沉積構(gòu)造共生等，這些都為進(jìn)一步分析和研究恐龍足跡發(fā)育的古地理環(huán)境奠定了良好基礎(chǔ)。然而，盡管前人對(duì)沭河裂谷帶內(nèi)以及魯東下白堊統(tǒng)部分足跡點(diǎn)的恐龍足跡形態(tài)、分類學(xué)等已做過部分初步的研究，但對(duì)沭河裂谷帶內(nèi)以及魯東地區(qū)白堊系恐龍足跡化石的系統(tǒng)研究，特別是區(qū)域大地構(gòu)造背景、足跡時(shí)空分布規(guī)律以及足跡點(diǎn)和足跡群整裝性綜合研究尚屬首次。作者除將概略闡述沭河裂谷帶大盛群恐龍足跡的時(shí)空分布、描述形態(tài)學(xué)特征外，同時(shí)也將簡要探討造跡恐龍行為學(xué)和生活習(xí)性與古地理環(huán)境，并開展區(qū)域或洲際性的對(duì)比，進(jìn)一步的工作還在進(jìn)行中。2下白堊統(tǒng)大盛群中國東部最顯著的地質(zhì)特征就是發(fā)育1條NE向展布的巨型區(qū)域性斷裂帶———郯廬斷裂帶，自形成以來經(jīng)歷了長期、復(fù)雜的走滑、伸展或擠壓的構(gòu)造演化史，控制著沿線分布的一系列中、新生代沉積盆地的形成和演化。郯廬斷裂帶在山東省境內(nèi)部分稱沂沭斷裂帶(抑或“沂沭裂谷帶”)，呈北東向展布，長300ue00fkm左右，寬20～60ue00fkm，由4條同向斷裂組成(圖1)，自東向西分別為昌邑—大店斷裂、安丘—莒縣斷裂、沂水—湯頭斷裂和鄌郚—葛溝斷裂，并共同呈現(xiàn)“兩塹夾一壘”的地貌(許志琴等，1982)。沭河裂谷帶位于沂沭斷裂帶地壘的東部，系由昌邑—大店斷裂、安丘—莒縣2條斷裂夾持控制的線性裂谷帶。沂沭斷裂帶(含)以西稱魯西地區(qū)，發(fā)育華北克拉通基底和元古代—古生代的沉積蓋層，中生界發(fā)育下三疊統(tǒng)、侏羅系和白堊系陸相地層;沂沭斷裂帶以東又以深大斷裂為界劃分為南部蘇魯早中生代造山帶(揚(yáng)子板塊)，北部膠萊白堊紀(jì)盆地和膠北隆起帶(具有華北克拉通基底)，中生界只出露白堊系陸相地層(圖1)。魯西和膠萊盆地的白堊系劃分為下白堊統(tǒng)萊陽群、青山群+大盛群和上白堊統(tǒng)王氏群(譚錫疇，1923)。沂沭斷裂帶內(nèi)不發(fā)育萊陽群。下白堊統(tǒng)萊陽群(K1l)下部為河流—沖積扇相粗碎屑巖，中部為河流—湖泊—三角洲相細(xì)碎屑巖局部夾泥灰?guī)r，上部為河流—沖積扇相粗碎屑巖，組成巨型沉積旋回序列(圖2)，厚度1000～2500ue00fm，空間上顯示存在萊陽南和諸城北2個(gè)沉積、沉降中心。萊陽群產(chǎn)熱河生物群狼鰭魚類、東方葉肢介和延吉葉肢介、昆蟲以及其他屬種的無脊椎動(dòng)物化石(劉明渭等，2003)。目前僅在魯西萊陽群中上部馬連坡組產(chǎn)師氏盤足龍(Wiman,1929;Wilsonetal.,2009)，其余地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)恐龍骨骼化石。萊陽群下部玄武質(zhì)火山巖長石Ar-Ar測年130～131ue00fMa(張?jiān)罉虻龋?008),SHRIMP鋯石U-Pb測年129ue00fMa(張?jiān)罉虻龋?008)。諸城黃驊鎮(zhèn)黃龍溝村萊陽群水南組(楊家莊組)發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外罕見的超大規(guī)?？铸堊阚E群(Lietal.,2011;許歡等，2013);魯東即墨龍旺莊組也分別發(fā)現(xiàn)翼龍、獸腳類足跡(Xingetal.,2012)(圖1)。青山群(K1q)主要是一套鈣堿性為主的中性火山巖夾沉積巖巨厚序列，魯東主要沿五蓮—青島—即墨—海陽斷裂帶發(fā)育，魯西局部或沿沂沭斷裂帶分布(圖1，圖2)。青山群火山巖長石Ar-Ar定年120～105Ma(邱檢生等，2001;凌文黎等，2006;唐嘉鋒等，2008)。本研究獲得萊陽青山群底部SHRIMP斜鋯石U-Pb年齡121ue00fMa。下白堊統(tǒng)大盛群主要發(fā)育于沂沭斷裂帶內(nèi)，是1套沖積扇—河流—湖泊相碎屑巖夾泥灰?guī)r、灰?guī)r沉積巖石組合與序列，自下而上分為“馬朗溝組、田家樓組、寺前村組和孟疃組”。前人將其對(duì)比青山群上部(劉明渭等，2003)，認(rèn)為大盛群和青山群應(yīng)為同期異相產(chǎn)物，發(fā)育于青山群火山噴發(fā)間歇期(圖1，圖2)。本研究認(rèn)為，下白堊統(tǒng)大盛群主要發(fā)育于沂沭斷裂帶強(qiáng)烈沉降時(shí)期(青山群八畝地組玄武巖—安山巖之上)，主體為1套湖相沉積序列。由于沿?cái)嗔褞н吘壊煌貐^(qū)盆地“基底”巖石組合的差異和所處裂谷盆地部位不同與斷裂活動(dòng)強(qiáng)度差異等原因，導(dǎo)致時(shí)空上裂谷盆地內(nèi)沖積扇、河流相或河流—湖泊—三角洲相等或呈漸變過渡，或?yàn)橥蛔兿嘧冴P(guān)系。也即原劃分由下至上“馬朗溝組和寺前村組，田家樓組與孟疃組”可能為同期異相沉積，而不存在早晚關(guān)系(圖3)。作為盆地堆積主體和分布面積最大的大盛群田家樓組/孟疃組湖泊相沉積以深灰色、黃綠色、紫紅色細(xì)碎屑巖為主，偶夾白云質(zhì)泥巖及泥晶白云巖，厚度大于500m。各種淺水湖泊環(huán)境的沉積構(gòu)造以及鈣質(zhì)結(jié)核或條帶十分發(fā)育，裸子、蕨類等植物繁盛(過渡縫鞘杉Suturovaginaintermedia，堅(jiān)葉杉Pagiopyllumsp．)，表明早白堊世晚期從潮濕進(jìn)入干旱炎熱氣候環(huán)境。前人曾報(bào)道產(chǎn)恐龍(股骨)化石Prodeinodon(原恐齒龍)。本研究或沿沭河裂谷帶新發(fā)現(xiàn)的所有恐龍足跡化石皆屬于田家樓組/孟疃組。上白堊統(tǒng)王氏群(K2w)主要分布于膠萊盆地，沂沭斷裂帶與魯西則發(fā)育局限。魯東王氏群沉積物以紫色、磚紅色礫巖和砂巖的頻繁韻律為特征，局部夾泥灰?guī)r，是1套辮狀河—沖積扇相為主的沉積相組合序列。最厚沉積物堆積發(fā)育于諸城次級(jí)斷陷盆地內(nèi)，大于3000ue00fm，膠萊盆地王氏群平均厚1000～3000ue00fm(圖1～3)。膠萊盆地王氏群產(chǎn)出豐富恐龍骨骼化石，由下至上至少發(fā)育5個(gè)以上的獨(dú)立化石層位。諸城龍骨澗—臧家莊恐龍骨骼化石集群埋藏地層層位屬于王氏群底部。萊陽將軍頂—金崗口恐龍骨骼化石層位于王氏群中上部和頂部。王氏群中部玄武巖K-Ar和全巖40Ar-39Ar測年為76～66ue00fMa(趙廣濤等，1993;閆峻等，2003;孟繁聰?shù)龋?006)。本研究新近實(shí)測諸城王氏群下部獲得的6個(gè)碎屑鋯石樣品，鋯石ICP-MS測年結(jié)果顯示，王氏群下部地質(zhì)年代不老于70ue00fMa(數(shù)據(jù)結(jié)果與討論將另文發(fā)表)。由上可知，截至2013年3月足跡野外調(diào)查和綜合研究資料顯示，山東省白堊系恐龍足跡分別發(fā)育在2個(gè)主要時(shí)期，其一為早白堊世中期萊陽群最大湖泛期———水南組、楊家莊組、龍旺莊組沉積時(shí)期，時(shí)代為130～120ue00fMa，主要在山東省東部的膠萊盆地出露;其二為早白堊世晚期最大湖泛期—大盛群(田家樓組、孟疃組)沉積時(shí)期，時(shí)代為110～100ue00fMa，主要在沂沭斷裂帶內(nèi)東側(cè)的沭河裂谷帶出露。3江蘇保護(hù)德國聯(lián)邦、大盛群內(nèi)的預(yù)鑄跡截至2013年3月，沭河裂谷帶內(nèi)大盛群內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的8個(gè)大盛群恐龍足跡化石點(diǎn)，由南至北分別位于江蘇東海，山東省郯城市(2處)、臨沭市(2處)、莒南縣(1處)以及諸城市西北(2處)(圖1，圖2，圖4)。本研究已完成上述8處足跡點(diǎn)共計(jì)650余個(gè)恐龍足跡的野外數(shù)據(jù)測量統(tǒng)計(jì)以及初步的室內(nèi)綜合研究工作。這些足跡既有正型印痕，也有負(fù)型鑄模。造跡者以蜥腳類為主，同時(shí)也有豐富的獸腳類和部分鳥腳類足跡或行跡，零星產(chǎn)出鳥類足跡(李日輝等，2000,2008;邢立達(dá)等，2010;Xingetal.,2010)。上述化石點(diǎn)的恐龍足跡中，前人僅對(duì)諸城市張祝河灣村(邢立達(dá)等，2010)、莒南縣后左山鎮(zhèn)(李日輝等，2005a,2005b,2008)、江蘇東海縣山左口鎮(zhèn)(Xingetal.,2010)3個(gè)足跡點(diǎn)的部分足跡進(jìn)行過初步描述，余下5個(gè)足跡點(diǎn)或?yàn)楸敬涡掳l(fā)現(xiàn)，或?yàn)楸狙芯渴状蜗到y(tǒng)描述。本文將著重從區(qū)域角度，整體、概要介紹沭河裂谷帶早白堊世末期產(chǎn)于大盛群中的恐龍足跡特征，包括時(shí)空分布、形態(tài)學(xué)，復(fù)原造跡恐龍，分析足跡層古環(huán)境，探討沭河裂谷盆地與古地理演化。諸城棠棣戈莊村、郯城縣、臨沭市等本研究新發(fā)現(xiàn)或首次描述統(tǒng)計(jì)的足跡點(diǎn)，以及沭河裂谷帶大盛群恐龍足跡發(fā)育特征對(duì)比研究等成果(陳軍等，2013;彭楠等，2013;王寶紅等，2013;汪明偉等，2013;許歡等，2013)。沭河裂谷帶大盛群足跡和行跡分布(點(diǎn))以及實(shí)測、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見圖4和表1。3.1賦存足跡點(diǎn)諸城張祝河灣村和棠棣戈莊村各發(fā)現(xiàn)1處恐龍足跡化石點(diǎn)，諸城張祝河灣村“萊陽群”被報(bào)道產(chǎn)出古鳥類遺跡和13個(gè)恐龍足跡(邢立達(dá)等，2010)，但經(jīng)多次野外調(diào)查和區(qū)域?qū)Ρ炔槊?，該地賦存足跡的“萊陽群”應(yīng)為沂沭斷裂帶大盛群田家樓組。同時(shí)，通過進(jìn)一步野外調(diào)查工作，又在張祝河灣村南2ue00fkm處的棠棣戈莊村發(fā)現(xiàn)另處恐龍足跡點(diǎn)，同屬于大盛群田家樓組，但略高于張祝河灣村古鳥類與恐龍遺跡層位。棠棣戈莊村足跡點(diǎn)共出露29個(gè)清晰足跡，其中23個(gè)平面上構(gòu)成一近乎圓形、半徑約1.5ue00fm的弧型行跡(圖5-1)。據(jù)足跡特征和規(guī)模分析、判斷，造跡者應(yīng)為體長4.8～5.6ue00fm的蜥腳類恐龍(王寶紅等，2013)。3.2足跡層巖性特征莒南縣足跡點(diǎn)位于嶺泉鎮(zhèn)后左山村，足跡層位多，分別為圖4所示的該地實(shí)測剖面的11、12、14及28層。足跡層巖性以灰色厚層塊狀中—細(xì)砂巖與紫紅色中—薄層粉砂質(zhì)泥巖、泥巖不等厚互層為特征(圖6-1,6-7,6-8;圖7-5至圖7-8)。據(jù)莒南縣后左山村足跡特征和形態(tài)學(xué)綜合研究與分析認(rèn)為，該地恐龍足跡的造跡者以獸腳類和鳥腳類恐龍為主，另為少量蜥腳類恐龍(圖4，表1)。3.3臨沭a和臨沭b剖面地質(zhì)特征結(jié)果分析沭河裂谷帶南部臨沭市足跡點(diǎn)是作者重點(diǎn)描述與研究的地區(qū)，目前已在臨沭市曹莊鎮(zhèn)馬莊村一帶(岌山)發(fā)現(xiàn)2個(gè)足跡層數(shù)、數(shù)量及規(guī)模都十分壯觀的恐龍足跡化石群(圖1，圖4，表1臨沭A和臨沭B(yǎng)剖面)。但由于馬莊村處于沂沭斷裂帶核心部位，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育且復(fù)雜，地層變形強(qiáng)烈，從而導(dǎo)致臨沭A和臨沭B(yǎng)剖面相對(duì)層位或上下關(guān)系不易精確對(duì)比，暫依照目前掌握的一系列地質(zhì)特征和區(qū)域?qū)Ρ鹊茸C據(jù)，將臨沭A剖面置于臨沭B(yǎng)剖面之下。臨沭A剖面:截至2013年3月發(fā)現(xiàn)至少10層足跡化石層(圖4，臨沭A剖面)，臨沭A剖面中不僅足跡層位和足跡數(shù)量多，而且足跡的踩踏深度普遍較大，除了正型印痕，還有負(fù)型鑄模。臨沭B(yǎng)剖面主要由中厚層紫紅色粉砂巖、泥巖的高頻互層和灰綠色、黃綠色粉砂巖、泥巖的高頻韻律組成，局部夾有薄層深灰色碳質(zhì)粉砂巖—泥巖?？铸堊阚E主要出現(xiàn)在紫紅色粉砂巖中，已在7個(gè)層位(圖4，臨沭B(yǎng)剖面)中發(fā)現(xiàn)恐龍足跡。通過對(duì)臨沭和莒南縣含恐龍足跡層的沉積序列、沉積環(huán)境(圖5-2，圖6-11，圖7-9,7-10)的分析，臨沭一帶可能位于濱湖更深地帶，恐龍足跡層層位或許也略低于莒南。3.4可獨(dú)立造跡的虎林市沭河裂谷帶南端江蘇省與山東省交界，圍繞馬陵山發(fā)育3個(gè)毗鄰的恐龍足跡化石點(diǎn)(圖1，圖4，表1)，其中江蘇東?？h山左口鎮(zhèn)含足跡地層下部為棕紅色中層中砂巖夾厚層泥質(zhì)粉砂巖，恐龍足跡化石發(fā)育于褐灰色粉砂巖層面，其中部分恐龍足跡前人做過初步研究(邢立達(dá)，2010)。另2處足跡點(diǎn)屬于山東省郯城縣:郯城東足跡產(chǎn)于厚層三角洲前緣砂巖中，共19個(gè)足跡，其中17個(gè)蜥腳類足跡構(gòu)成3條行跡(圖5-3)。郯城北恐龍足跡產(chǎn)于紫灰色粉細(xì)砂巖層面，在3個(gè)層面上共發(fā)現(xiàn)30個(gè)足跡(圖5-4)，其中尤以發(fā)現(xiàn)的21個(gè)巨型蜥腳類足跡構(gòu)成的巨型行跡為特征(圖5-4-a)。該行跡中單個(gè)后足跡直徑近100cm(圖5-4-a*)。若以臀高等于足徑的4倍為計(jì)算依據(jù)(Alexander,1976;Thulborn,2011)來還原造跡恐龍大小，那么該造跡恐龍至少達(dá)4ue00fm高。此外還發(fā)現(xiàn)了一些獸腳類的足跡及行跡。野外勘查表明，郯城東足跡層位高于東海山左口鎮(zhèn)南古寨村足跡產(chǎn)出層位。4般地表遺跡研究區(qū)恐龍足跡有凸形(圖6-1)和凹形2種(圖6-2至圖6-12)。對(duì)沭河裂谷帶大盛群中由北到南共計(jì)650多個(gè)足跡基本特征的野外系統(tǒng)考察和詳細(xì)數(shù)據(jù)實(shí)測、描述與綜合分析研究表明(表1，圖4)，造跡者包括了蜥腳類、鳥腳類和獸腳類恐龍(圖4，表1，圖6-2至圖6-7)。其中蜥腳類足跡378個(gè)、鳥腳類107個(gè)和獸腳類116個(gè)(表1)。以本研究為基礎(chǔ)并結(jié)合前人已發(fā)表的足跡研究成果進(jìn)一步顯示(表1)，沭河裂谷帶內(nèi)東?？h(圖6-9)、郯城縣(圖6-3)及臨沭市(圖6-4,6-11,6-12)基本上以蜥腳類恐龍足跡為主，也含部分獸腳類和鳥腳類足跡;莒南縣則主要為獸腳類和鳥腳類(圖6-1,6-5,6-6,6-7,6-8,6-10)。實(shí)測與統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，東?？h、臨沭市及莒南縣發(fā)育的獸腳類恐龍足跡普遍偏小(L<23ue00fcm)，造跡者有可能為小型虛骨龍類;通常蜥腳類足跡規(guī)模不一，其中已發(fā)現(xiàn)的最大后足直徑近100cm(郯城)，最小者不超過33ue00fcm;但鳥腳類足跡變化不大，長度一般在20～30ue00fcm之間。應(yīng)用恐龍足跡復(fù)步長與臀高之比值(即用復(fù)步長SL與臀高h(yuǎn)比值，SL/h)可以計(jì)算恐龍行走的速度和表示恐龍的行走狀態(tài)(SL/h<2.0為慢行狀態(tài)，2.0<SL/h<2.9為小跑，SL/h>2.9為奔跑)(Alexander,1976;Thulborn,2011)。依此方法和原理計(jì)算了沭河裂谷帶大盛群足跡數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)造跡恐龍多處于漫步行走狀態(tài)，而進(jìn)一步推論則可認(rèn)為這些造跡恐龍正處于棲息生活狀態(tài)?？铸堊阚E的能否保存及其好壞與深淺，除了與恐龍自身的身高、體重、行走速度有關(guān)外，還與地表物質(zhì)組分、干濕程度及黏度密切相關(guān)。通常在含水率高、粒度細(xì)、黏度大的層面上留下的足跡要深，反之則淺;但又不能太濕、太細(xì)或太黏。太濕、太細(xì)可能保存不住，馬上被水沖掉或是垮掉或被踩塌的物質(zhì)掩埋;太黏則會(huì)使留下的足跡變形而難于識(shí)別;但也不能太干，太干則根本留不下足跡。其次，痕跡留下后應(yīng)迅速被沉積物掩埋，掩埋后需要地殼下降，使其經(jīng)過成巖作用過程被石化。另外，還要求保留凹型足跡的巖石與后來的覆蓋層巖性不一樣，這樣才能在后來的差異風(fēng)化中將足跡暴露出來，被人們所發(fā)現(xiàn)(甄朔南等，1996)。有這種條件的地表一般都出現(xiàn)在湖濱、海濱及河灘地，因而多與波痕、泥裂、雨痕等共同出現(xiàn)。圖5、圖6所示，足跡出現(xiàn)在干裂層的表面，足跡與干裂、波痕等沉積構(gòu)造同時(shí)產(chǎn)出是非常普遍的特征。由于干裂泥面主要由泥質(zhì)粉砂質(zhì)沉積物組成，富含水分而松軟，恐龍足跡較深，也容易使干裂在足跡處中斷(圖6-2)。但莒南足跡點(diǎn)則顯示，足跡是鈣質(zhì)膠結(jié)的粉砂層面上形成細(xì)小干裂后踩上去的，底層結(jié)實(shí)，足部很淺，干裂紋也保存得很好，足跡處干裂隙仍連續(xù)分布(圖7)。更多的是足跡疊加在波痕上，如果足底巖層面含泥少，為細(xì)砂—粉砂，且相對(duì)較硬一些，足底處的波痕就得以保留(圖6-9,6-12);而粒度細(xì)一些，含水率高一些，足跡就陷入較深(圖6-11)，反之會(huì)淺一些。總之，恐龍足跡多保存在細(xì)砂或粉砂巖地層中，并與波痕、泥裂、雨痕、冰雹痕共生，因砂層粒度大小、飽水程度、鈣質(zhì)膠結(jié)程度不同而使足印深淺不一。北部諸城棠棣戈莊及中南部臨沭岌山地區(qū)A剖面沉積物粒度細(xì)、粉砂為主，腳印深度大;南部東海、郯城東沉積物粒度較粗，中—細(xì)砂，但由于松散的砂層厚度大，飽水程度高(水下沉積)，腳印也很深;莒南及臨沭岌山地區(qū)B剖面及郯城北，沉積物為細(xì)砂，但鈣質(zhì)膠結(jié)嚴(yán)重，水體相對(duì)較淺，足跡淺。5早-中奧陶紀(jì)構(gòu)造環(huán)境特征恐龍足跡能否保存下來受到苛刻的沉積環(huán)境與埋藏、保存條件的限制，是不可多得的寶貴地質(zhì)遺跡，通過詳細(xì)分析和對(duì)比足跡層系沉積巖相特征，可以很好地恢復(fù)恐龍生存時(shí)期的古地理環(huán)境特點(diǎn)，這有益地補(bǔ)充了恐龍骨骼化石研究方面的不足。因?yàn)榭铸埞趋阑捌涞貙映练e特征，反應(yīng)的是恐龍死后的埋藏環(huán)境，二者可以相得益彰，共同構(gòu)建恐龍從生存到死亡—埋藏—成巖的全過程。棠棣戈莊村新發(fā)現(xiàn)的足跡產(chǎn)于陡傾斜的黃綠色泥巖與紫灰色粉砂巖韻律層面，與大型菱型泥裂構(gòu)造共生(圖7-1)。沉積韻律層由下至上砂巖單層厚度或夾層數(shù)逐漸增多，粉砂巖或細(xì)砂巖中發(fā)育豐富的雙向交錯(cuò)層理，砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)，屬于典型濱淺湖相沉積(圖7-2,7-3);張祝河灣村古鳥類與恐龍足跡沉積層序和沉積構(gòu)造特征與其基本一致(圖7-4)。莒南后左山村賦存恐龍足跡沉積序列由小礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖與泥巖構(gòu)成向上變細(xì)沉積序列，其中大型槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理、小型波狀紋層以及不對(duì)稱波痕、雨痕、泥裂和泥礫等十分發(fā)育，局部還見有腹足、雙殼等化石。含有大量恐龍足跡的泥質(zhì)粉砂巖層面都呈現(xiàn)豐富的泥裂、波痕及雨痕等淺水—暴露的沉積構(gòu)造(圖7-5,7-6,7-7,7-8;圖8-1,8-8)，此外還發(fā)育蟲跡(圖8-10)，層系底部具泥礫(圖8-12)，代表了從曲河流—河流三角洲—濱淺湖環(huán)境的變化和沉積序列。同時(shí)，沉積物呈淺紫色，普遍出現(xiàn)鈣質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)條帶、鈣質(zhì)泥巖、泥晶白云巖等特征說明當(dāng)時(shí)具相對(duì)干旱的古氣候和不斷咸化的水體條件。正是由于這種氣候、環(huán)境特點(diǎn)，加之足跡發(fā)育層單層厚度薄、泥質(zhì)含量低，造成沉積物質(zhì)地脆硬，導(dǎo)致恐龍足跡深度較淺。臨沭A剖面下部為黃綠色粉細(xì)砂巖，紫紅色中細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖和灰綠色、黃綠色細(xì)粉砂巖、泥巖韻律，足跡多產(chǎn)于黃綠色粉細(xì)砂巖與鈣質(zhì)粉砂巖層面(圖7-9,7-10)，并與大量的波痕，尤其是浪成波痕(圖6-6，圖8-6)和零星泥裂構(gòu)造等淺水—暴露沉積構(gòu)造共生，代表較淺湖沉積環(huán)境。臨沭B(yǎng)剖面恐龍足跡主要出現(xiàn)在紫紅色粉砂巖中(圖5-2)，恐龍足跡多與波痕、雨痕和冰雹痕(圖8-7，圖6-12)疊加在一起，指示著明顯的濱湖沉積環(huán)境。山左口鎮(zhèn)含足跡地層下部為棕紅色中層中粒砂巖夾厚層泥質(zhì)粉砂巖(圖7-11)，向上泥質(zhì)粉砂巖夾層逐漸增厚，砂巖中槽狀和楔狀交錯(cuò)層理發(fā)育;中部為棕紅色薄層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖組成高頻韻律段，偶夾棕紅色薄層細(xì)砂巖，泥裂、波痕發(fā)育，恐龍足跡化石發(fā)育在褐灰色泥質(zhì)粉砂巖層面;上部為棕紅色中—薄層中砂巖與中—薄層的細(xì)砂巖、粉砂巖組成的韻律，砂巖中見楔狀交錯(cuò)層理。郯城東足跡層位應(yīng)較東海左口山鎮(zhèn)足跡層位高，產(chǎn)于厚層三角洲前緣砂巖中，大型交錯(cuò)層理十分發(fā)育(圖7-12,7-13;圖8-4,8-5)。郯城北恐龍足跡產(chǎn)于紫灰色粉細(xì)砂巖層面，各類中小型交錯(cuò)層理，不同規(guī)模和形態(tài)的泥裂與波痕、泥礫及變形構(gòu)造十分發(fā)育(圖7-12,7-13;圖8-2,8-3,8-11)。馬陵山周邊的這3個(gè)足跡層的沉積特征都指示了三角洲環(huán)境的特點(diǎn)。一般波痕指示的水流方向是由湖心(河心)向岸或由于回岸浪而產(chǎn)生干涉波痕，因而，海、湖波痕在平面上的分布有平行濱線的趨勢(shì)(何幼斌和王文廣，2007)，而不對(duì)稱波痕所指示的水流方向有垂直濱線，并有可能指向?yàn)I岸方向的趨勢(shì)。通過對(duì)保存恐龍足跡層系發(fā)育的波脊線方向、波痕所指示的流向以及恐龍行跡方位等數(shù)據(jù)實(shí)測和統(tǒng)計(jì)分析，莒南縣一帶的恐龍行跡方向多與波脊線方向垂直或相交?？铸埿羞M(jìn)方向?yàn)镹E-SW向，而該區(qū)地層穩(wěn)定，產(chǎn)狀一致，層面上的波脊線方向一致表現(xiàn)為NW-SE(圖9)。且行跡表現(xiàn)為向與水流相反的方向(往湖心或河心的方向)行走，可能處于前往飲水狀態(tài)，如圖9中，在SiteC-2面上，共識(shí)別出8個(gè)足跡，其中獸腳類3個(gè)，鳥腳類5個(gè)，上方有一列行跡，行進(jìn)方向指向西方，恐龍足跡行進(jìn)的方向多為南西(SW)向，波痕指示的流向?yàn)镹E，波脊線方向?yàn)镹W-SE;也有部分足跡與波脊線方向一致(圖4，圖9)。臨沭的恐龍行跡方向也多與波脊線方向垂直，亦表現(xiàn)為逆水流方向行進(jìn)(向湖行進(jìn))(圖5-2，圖6-12)。而其余足跡點(diǎn)恐龍既有沿岸(與波脊線方向平行)行走的，也有(順?biāo)鞣较?向岸方向行走的(圖5-2,5-3)。從沭河裂谷帶不同地點(diǎn)大盛群田家樓組足跡層系巖性、同生沉積構(gòu)造特征的總結(jié)、對(duì)比可見(圖5，圖6，圖7，圖8，圖9，表2)，足跡層系反映的原始沉積環(huán)境較為類似，說明早白堊世晚期沭河裂谷帶處于陸相湖盆沉積環(huán)境，足跡都幾乎保存在濱湖或三角洲前緣砂巖和粉砂巖巖相中。6早白堊世內(nèi)生熱價(jià)值論早白堊世晚期伊始，沭河裂谷帶基底強(qiáng)烈拉張—斷陷，中基性火山巖噴發(fā)，隨之進(jìn)一步演化為沿線狀裂谷帶發(fā)育的大盛群，堆積沖積扇—河流—湖泊相等沉積建造。沉積序列與沉積物組成上，下部以礫巖、砂巖與泥頁巖組合為主，上部以黃綠色薄層粉砂巖、頁巖、夾鈣質(zhì)泥巖及泥晶灰?guī)r條帶或結(jié)核等為巖石組合特征。圖9和表2中不同足跡發(fā)育層波脊線方位和水流方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，交錯(cuò)層理指示沭河一帶總體為南流水系(向西南或東南方向)，波脊線主要呈近東西向展布，波痕流向指向東北(為岸線方向)，從而表明恐龍生活在沿東西(或NE-SW)向展布的寬淺湖泊北岸，進(jìn)一步指示當(dāng)時(shí)北高南低，裂谷盆地呈西緩東陡的古地貌特征。田家樓組頂部鈣質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)結(jié)核與條帶的出現(xiàn)，表征著早白堊世晚期氣候已由潮濕逐漸向半干旱與干旱氣候條件轉(zhuǎn)變。因此，早白堊世晚期，沭河沿線地區(qū)廣布寬而淺的淡水湖泊。長長的湖岸線，開闊的湖泛平原，半干旱、半潮濕的古氣候環(huán)境與條件，包含恐龍動(dòng)物群等無數(shù)生靈在此棲息、繁衍，山川、湖泊、動(dòng)植物、氣候等要素構(gòu)成了早白堊世晚期優(yōu)良的生態(tài)系統(tǒng)。110～100ue00fMa時(shí)期沭河地區(qū)大量恐龍足跡的發(fā)現(xiàn)充分印證了這個(gè)曾經(jīng)繁榮的生態(tài)環(huán)境(圖10)。到田家樓組頂部鈣質(zhì)膠結(jié)及鈣質(zhì)結(jié)核與條帶的出現(xiàn)，表征著早白堊世末期氣候已由潮濕逐漸向半干旱至干旱氣候條件轉(zhuǎn)變。沭河裂谷帶早白堊世晚期發(fā)育的恐龍足跡與同時(shí)期東亞和東北、華北等廣大區(qū)域上出現(xiàn)的恐龍足跡基本可以對(duì)比(Xinetal.,2010;柳永清等，2011)。如冀北—遼西(Yabeetal.,1940;Zhaoetal.,2004;張永忠等，2004;Chenetal.,2006;Fujitaetal.,2007;Sullivanetal.,2009;Xingetal.,2009,2010,2011)、鄂爾多斯北部(李建軍等，2010;Lietal.,2012)、內(nèi)蒙古中部(Lockleyetal.,2002)、甘肅西部(Zh