汪筱林 張嘉良

山東萊陽的古生物化石發現和研究已有百年歷史。一個世紀以來,以楊鐘健、譚錫疇、劉東生、周明鎮、葛利普(A. W. Grabau)、維曼(C. Wiman)等為代表的國內外老一代地質古生物學家及其后繼者們,在萊陽進行了長期的野外考察、發掘和研究,發現了大量以恐龍為主的古生物化石,包括鴨嘴龍超科的中國譚氏龍(Tanius sinensis)、棘鼻青島龍(Tsintaosaurus spinorhinus)和楊氏萊陽龍(Laiyangosaurus youngi),獸腳類的破碎金剛口龍(Chingkankousaurus fragilis)和似甘氏四川龍(cf. Szechuanosaurus campi),角龍類的中國鸚鵡嘴龍(Psittacosaurus sinensis)和楊氏鸚鵡嘴龍(Psittacosaurus youngi),甲龍類的似格氏繪龍(Pinacosaurus cf. grangeri),腫頭龍類的紅土崖小腫頭龍(Micropachycephalosaurus hongtuyanensis),一些可能屬于其他類群的恐龍,以及翼龍、龜鱉類、恐龍蛋、恐龍足跡、昆蟲和植物等化石。
萊陽市位于膠東半島的腹地,屬于膠萊(萊諸)盆地,廣泛發育中生代白堊紀陸相沉積地層和陸相火山沉積地層,是我國中生代陸相地層和古生物學研究的經典地區。萊陽地區的白堊紀地層非常發育,出露連續而完整,包括早白堊世的萊陽群、青山群和晚白堊世的王氏群,而且地層剖面集中分布在城郊四周。其中下白堊統萊陽群(距今130~120 Ma)以灰色、灰綠色頁巖、泥頁巖、砂巖等湖泊沉積為主,已發現的化石類群主要有狼鰭魚、中華弓鰭魚等脊椎動物,昆蟲和葉肢介等無脊椎動物,恐龍足跡和植物化石等;青山群(距今110~100 Ma)為一套火山—河湖相沉積地層,發現了鸚鵡嘴龍、翼龍、北山龜等化石。萊陽群和青山群中發現的化石組合與熱河生物群的化石組合非常相似。上白堊統王氏群(距今80~70 Ma)是一套以紅色砂巖、粉砂巖和泥巖為主的河湖相沉積,富含萊陽鴨嘴龍動物群和恐龍蛋化石群。
過去100年間,萊陽地區以恐龍為代表的古生物化石的發現與研究一直是我國乃至世界古生物學研究的熱點之一,萊陽的恐龍大發現可分為三個階段:第一次大發現(1920—1930年代),以譚錫疇發現、維曼研究的中國譚氏龍為代表,它標志著我國學者最早的恐龍化石的發現;第二次大發現(1950—1960年代),以楊鐘健等發現的新中國第一龍——棘鼻青島龍為代表的一大批恐龍等古生物化石被發現,代表著新中國成立后中國古生物學研究的蓬勃發展;第三次大發現(2008年至今),汪筱林等在萊陽進行了新一輪大規模科學考察和發掘,發現包括楊氏萊陽龍在內的大量恐龍等脊椎動物和恐龍蛋化石,以及平原恐龍峽谷群,標志著萊陽恐龍的發現和研究進入了一個嶄新階段。
1923年,我國第一代地質學家譚錫疇在農商部地質調查所主辦的《地質匯報》(Bulletin of the Geological Survey of China)期刊上首次報道了在山東萊陽天橋屯—將軍頂一帶的王氏系等采集到的恐龍骨骼化石,以及在北泊子、南務等地的萊陽組采集到的魚類、昆蟲和植物等化石,并對萊陽及山東中新生代盆地的地層和時代進行了較詳細的對比討論,其中萊陽的地層單元被劃分出上部的王氏系、中部的青山系(組)和下部的萊陽系(組)[1],這是我國學者第一次在中國發現恐龍、昆蟲和植物等化石。同年,在同一期刊中,周贊衡報道了其中的11種植物化石,這也是我國學者的第一篇古植物學論文[2];在北京大學任教的美國地質古生物學家葛利普研究了昆蟲和魚類等化石,其中昆蟲化石4種,魚類化石除了中華狼鰭魚(Lycoptera sinensis)外,還命名了狼鰭魚一新種(L. ferox)[3],這些在萊陽采集的中國最早的關于植物和昆蟲化石及其研究,揭開了我國古昆蟲學和古植物學研究的序幕。1929年,瑞典古生物學家維曼研究了譚錫疇在萊陽采集的恐龍化石,以及譚錫疇等在蒙陰采集的恐龍化石,系統描述了萊陽的鴨嘴龍類和蒙陰的蜥腳類,分別命名其為中國譚氏龍和師氏盤足龍(Euhelopus zdanskyi)[4],其中譚氏龍的種名是為紀念其發現者譚錫疇先生。這批恐龍化石現保存于瑞典烏普薩拉大學。
1930年,王恒升也在萊陽采集到一些恐龍化石,遺憾的是這批標本現已遺失。
這一階段是萊陽恐龍發現與研究大發展的時期,化石發現和研究者中,包括中國古脊椎動物學奠基人楊鐘健院士、黃土之父劉東生院士和中國古哺乳動物學奠基人周明鎮院士等著名地質古生物學家,他們都曾經在萊陽野外考察工作過,并相繼發表了一系列重要的研究成果。
1950年,山東大學地質礦物學系的王麟祥和關廣岳等帶領學生在萊陽實習時,在金崗口和趙瞳等地的上白堊統王氏群中發現了一些恐龍和恐龍蛋化石,時任山東大學副教授的周明鎮首先研究并報道了這些恐龍和恐龍蛋[5],其中恐龍化石在楊鐘健的幫助下鑒定為鴨嘴龍類,這批標本現存于吉林大學地質博物館(原長春地質學院博物館)中。這也是我國學者最早發現的恐龍蛋化石。


這些發現引起了楊鐘健的關注,他于1951年帶領劉東生和王存義組成的科考隊在萊陽進行了大規模的野外考察和發掘,并對金崗口西溝上白堊統王氏群和陡山下白堊統青山群兩個地點進行了發掘,發現了大量恐龍和恐龍蛋化石[6]。楊鐘健詳細研究了此次發現的恐龍化石后,在1958年撰寫出版了中國古生物志《山東萊陽恐龍化石》一書[7],全面系統地報道了這批標本中的恐龍和其他脊椎動物化石,初步展現了萊陽晚白堊世鴨嘴龍動物群的基本面貌,這是新中國成立以來第一部關于恐龍研究的重要著作。其中,棘鼻青島龍是新中國成立后發現的第一具恐龍化石。此外,還研究命名了第二種譚氏龍——金剛口譚氏龍(Tanius chingkankouensis),以及獸腳類的似甘氏四川龍和破碎金剛口龍,其他可能屬于劍龍類和蜥腳類的恐龍骨骼化石等。同時還記述了發現于陡山青山群的角龍類中國鸚鵡嘴龍,以及翼龍的骨骼化石,這也是我國首次報道的翼龍化石。

在此期間,萊陽的恐龍蛋化石發現和研究也取得了豐碩的成果,在我國乃至世界恐龍蛋研究史上也具有十分重要的意義。1954年,楊鐘健研究了1951年在萊陽發現的恐龍蛋化石,將這些恐龍蛋分成圓形蛋和長形蛋兩大類,在此基礎上首次提出恐龍蛋的初步分類方法[8]。周明鎮對萊陽的恐龍蛋化石首次進行了蛋殼顯微結構的觀察和研究[9]。這些開拓性研究為恐龍蛋研究方法和命名系統的提出奠定了基礎。周明鎮還報道了此次發掘中采集的龜類化石。
1958年,北京自然博物館(現國家自然博物館)甄朔南在中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱古脊椎所)王存義的協同下,對萊陽金崗口王氏群的青島龍化石地點進行了又一次發掘和采集,采集到一批鴨嘴龍類化石。1976年,經甄朔南研究后將其歸于譚氏龍屬并建立新種,命名為萊陽譚氏龍(T. laiyangensis)。其間,天津自然博物館在古脊椎所協助下也在萊陽進行了發掘。
此后,萊陽仍有零星的恐龍等相關化石的發現和研究報道。1960年楊鐘健報道的發現于萊陽北泊子的劉氏萊陽足跡(Laiyangpus liui);1962年趙喜進研究了陡山發現的鸚鵡嘴龍,命名了楊氏鸚鵡嘴龍;1978年董枝明報道了腫頭龍類的紅土崖小腫頭龍。
1970年代,趙資奎等深入研究了萊陽恐龍蛋化石的顯微結構,在楊鐘健研究的基礎上建立了長形蛋科(Elongatoolithidae)和圓形蛋科(Spheroolithidae),首次提出了目前國際學術界通用的恐龍蛋化石分類和命名系統[10]。
1984年,由于萊陽恐龍等古生物化石的重要發現,中國古脊椎動物學會在萊陽成立,并召開了第一次古脊椎動物學研討會。

1990年,山東地礦局區域地質調查隊編寫了《山東萊陽盆地地層古生物》,較全面地總結了萊陽的地層和古生物化石。張俊峰總結了萊陽群的昆蟲化石共計300余種。1995年,法國古生物學家比弗托(E. Buffetaut)等研究了1923年譚錫疇在萊陽采集的部分恐龍化石,發現其中有一些甲龍類的骨骼,將其歸于似格氏繪龍;其后,在萊陽群中還發現了楊氏擬蹺腳龍足跡等足跡化石。
2008年起,古脊椎所汪筱林帶領的萊陽科考隊進行了新一輪大規??疾欤B續十多年在萊陽開展地層古生物的野外考察、發掘、研究和保護等工作。2010年開始對萊陽1號地點(棘鼻青島龍地點)和新發現的2號地點進行搶救性發掘,并對發現有8層連續化石富集層的2號地點進行了持續的大規模發掘??瓶缄牥l現了大量以鴨嘴龍為主的恐龍和恐龍蛋化石、數十個恐龍和恐龍蛋化石新地點和新層位,以及平原恐龍峽谷群等。
2010年,科考隊開始對1號地點進行試發掘,以厘定棘鼻青島龍發現的準確地點和層位。在對前期資料收集和整理以及野外調查考證的基礎上,初步確定了當年發現棘鼻青島龍的地點,在清理覆土后對巖層進行逐層發掘,最終證實了棘鼻青島龍的發現地點。出于對棘鼻青島龍這一新中國第一龍發現遺址的保護和科普教育的目的,對1號地點進行了原址保護,萊陽市政府建設了青島龍遺址館。
在對1號地點發掘的同時,科考隊在距1號地點以東約1千米處發現了一個新的2號地點。該地點出露地表的部分骨骼已經暴露破碎,科考隊進行了搶救性發掘,發現在不到100米的視厚度范圍內,具有8個連續的化石富集層。在發掘初期暴露的3個化石富集層中化石主要以鴨嘴龍類為主,以及一些龜鱉類、無脊椎動物和植物化石??瓶缄爩患瘜舆M行了原址保護,萊陽市政府也建設了臨時的2號遺址館。

2013年開始,科考隊對2號地點遺址館東側的區域進行了大規模發掘,逐年對連續5個化石富集層進行發掘和暴露,在第三化石層不到200平方米范圍內,發現以鴨嘴龍類恐龍為主的脊椎動物化石千余件,代表數十個不同發育階段的個體。部分修理后組裝了4具恐龍骨架,包括萊陽龍和青島龍的成年和幼年個體各一具,現陳列于萊陽白堊紀國家地質公園博物館內。同時,汪筱林團隊成員分別對新發現的恐龍和蛋化石,以及之前研究過的化石材料進行了詳細的再研究。
2017年,對2號地點新發現的化石修理和初步研究后,發現新采集的鴨嘴龍類化石與此前在萊陽發現的鴨嘴龍成員有明顯區別,代表了一種新的櫛龍亞科成員,張嘉良等將其命名為楊氏萊陽龍,以紀念楊鐘健先生對萊陽古生物化石發現和研究的重要貢獻。
由于鼻棘青島龍奇特的向前傾斜的棒狀頭飾形態,自1958年命名以來一直對其頭飾形態和屬種有效性存有爭議。張嘉良等通過對鼻棘青島龍頭飾的CT掃描和三維重建來重點觀察其內部結構,并結合外部形態認為,棘鼻青島龍屬于具有空心頭飾的賴氏龍亞科是確定無疑的,并重建了其頭飾形態,其具有由鼻骨與前頜骨共同圍成的空心頭飾,但頭飾不像其他已知的鴨嘴龍頭飾那樣向后傾斜,而是略向前傾,解決了學界多年來對棘鼻青島龍的爭議。
2013年,在1號地點還發現了一枚蛋化石,王強等通過對其蛋殼特征和顯微結構的研究,鑒定為龜類蛋化石,命名為萊陽水龜蛋。2018年,王強等對發現于萊陽上白堊統將軍頂的半枚蛋化石研究后,根據其蛋殼特征和顯微結構特征,將其歸入棱柱形蛋科,建立了新蛋屬新蛋種:梨鄉萊陽蛋。一般認為棱柱形蛋的產蛋母體屬于傷齒龍類。
2023年,蔣順興等對產自萊陽的中國最早發現的翼龍化石進行了再研究,重新厘定其分類位置,并將其歸入神龍翼龍超科。還根據這些材料中保存較好的一件股骨,對翼龍股骨的性狀演化和大腿肌肉附著位置變化進行了詳細討論。
結合近年來在萊陽的發掘資料,對萊陽鴨嘴龍動物群化石富集層進行了初步的埋藏學和沉積學研究,認為其具有典型的泥石流沉積特征,并顯示了兩種主要的集群死亡和埋藏模式?;悸癫靥卣髯C明,幼年、亞成年和成年恐龍的絕大部分骨架分散但骨骼完整,揭示了生活在河流及湖岸邊的鴨嘴龍動物群被突發的泥石流卷入其中,在快速搬運中導致其死亡和尸體撕裂,并被快速埋藏的過程。
在近年的發掘過程中,科考隊對化石產地原地暴露的骨骼的自然風化破壞機制進行了長期的觀察和初步的研究,發現影響化石風化破碎的主要因素是水和溫度的變化,最重要的是結冰消融帶來的凍融作用,以及骨骼與空氣接觸的氧化作用,它們對原地暴露地表的化石具有毀滅性破壞作用。發掘過程中,科考隊還在現場對不同配比的各類保護試劑進行了對比實驗等。
為了更好地保護萊陽這一極其重要的恐龍化石地點,科考隊自2008年以來積極推動并協助萊陽市政府申請建立了國家地質公園,從國家層面進行有效的保護。2010年萊陽被授予“中國恐龍之鄉”稱號,“山東萊陽金崗口恐龍遺跡省級地質公園”也正式授牌成立; 2011年,原國土資源部批復設立了“山東萊陽白堊紀國家地質公園”,“中國科學院古脊椎動物與古人類研究所科研科普基地”也在萊陽掛牌;2014年,萊陽恐龍化石地點被國土資源部認定為國家重點保護古生物化石集中產地;2016年萊陽白堊紀國家地質公園博物館建成。
在萊陽地方政府及相關部門的大力支持下,科考隊連續十多年的野外考察、發掘、研究、保護和科普等工作,為萊陽第三次大發現帶來了較豐碩的成果,它標志著萊陽的恐龍等古生物學研究進入了一個新階段。萊陽這一在中國恐龍及古生物研究史上占有舉足輕重地位的化石地點煥發了青春。研究好、保護好、利用好、傳承好這些重要化石及其遺址,是地質古生物學家新時代的擔當和使命,相信未來萊陽還會有更多更重要的發現;并在科學研究的同時,為地方經濟社會、文化旅游和科普教育事業的發展做出積極的貢獻。
[本文相關研究獲國家自然科學基金(41172018,41572020,40825005,42288201)、國家重點基礎研究發展計劃項目(973計劃)(2012CB821900)、中國科學院青年創新促進會(2019075)項目和萊陽地方合作項目的資助。]
[1]譚錫疇. 山東中生代及其第三紀地層. 地質匯報, 1923, 5(2): 55-79.
[2]周贊衡. 山東白堊紀之植物化石. 地質匯報, 1923, 5(2): 81-83.
[3]葛利普. 山東之白堊紀化石. 地質匯報, 1923, 5(2): 85-92.
[4]Wiman C. Die Kreide-Dinosaurier aus Shantung. Paleontologica Sinica, Series C, 1929, 6(1): 1-67.
[5]Chow M C. Notes on the Late Cretaceous dinosaurian remains and the fossil eggs from Laiyang, Shantung. Bulletin of the Geological Society of China, 1951, 31(1-4): 89-96.
[6]劉東生, 山東萊陽恐龍及蛋化石發現的經過. 科學通報, 1951, 2(11): 1157-1162.
[7]楊鐘健. 山東萊陽恐龍化石. 中國古生物志, 1958, 12: 1-138.
[8]楊鐘健. 山東萊陽蛋化石. 古生物學報, 1954, 2(4): 371-388.
[9]周明鎮. 山東萊陽化石蛋殼的微細結構. 古生物學報, 1954, 2(4): 389-394.
[10]趙資奎. 我國恐龍蛋化石研究的進展//中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與南京地質古生物研究所編. 華南中、新生代紅層——廣東南雄“華南白堊紀—早第三紀紅層現場會議”論文選集. 北京: 地質出版社, 1979, 330-340.
關鍵詞:恐龍 鴨嘴龍超科 白堊紀 萊陽 山東 ■