4.38億年前長江流域有個古海洋——揚子海

近日，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”）研究團隊在《地層學雜志》發表封面文章，報道了中科院古脊椎所早期脊椎動物團隊在全國范圍志留紀淺海紅層中長達20年野外考察的重要成果。

近10余年來，古脊椎所研究員蓋志琨帶領野外團隊跑遍了全國近50個縣（市）的志留紀早期淺海紅層，最終發現了大量的早期魚類化石材料，從而為這些地區志留紀的海相紅層的對比提供了重要的古魚類化石證據。

研究發現，早在4.38億年前的志留紀早期，以我國長江流域為主的華南板塊曾是一片廣闊的海洋，被稱為揚子海。該海域又被進一步分為上、下揚子海，兩者通過一狹長的水道相連，而今天遠在四千公里之外的塔里木盆地也不在現在的位置，而是與我國的華南板塊相連，因此兩地的古魚類面貌非常的相似。

揚子海及古魚化石產地的分布（紅色代表淺海）（山顯任繪制古地理圖，縱瑞文提供湖北武漢生態復原圖，其他生態復原圖均由楊定華繪制）

志留紀醒目海相紅層的對比之謎

志留紀時期，我國華南板塊和塔里木板塊沉積形成了一系列獨特的淺海相紅層，主要是一套以紫紅色和黃、灰綠色為主的細碎屑巖。

紅層沉積主要形成于近岸淺水地帶，古陸的存在是紅層形成的古地理背景。河流攜帶的大量含赤鐵礦（Fe?O?）的細碎屑物, 堆積在近岸海底上，如果當時恰好處在海平面下降的海退階段，海水則會呈現強氧化狀態，在成巖過程中非常有利于赤鐵礦在沉積物中的保存，最終形成了標志性的海相紅層。

紅層發育的特點也跟其所處的古地理位置密切相關：靠近古陸者，接受的物源較充足，紅層也較厚；遠離古陸者，接受的物源較少，紅層相對較薄且側向連續性較差，因此紅層的分布一直是重建志留紀時期古海岸線的重要依據。

盔甲魚—志留紀海相紅層對比的后起之秀

盔甲魚類是我國志留紀淺水海相紅層中的常見分子，其堅硬的膜質骨頭甲很容易被保存成化石。

中國志留紀時期的盔甲魚類化石不僅屬種繁多，個體數量豐富，而且經歷了幾次快速的輻射演化，能夠在地層對比上發揮作用。另外，盔甲魚的古地理分布廣泛，為地層的橫向對比提供條件。

近年來，隨著盔甲魚分類學研究的不斷深入, 其生物地層對比的意義也逐漸突出，發揮出越來越重要的作用。

目前，我國學者已經初步建立起志留紀魚類生物地層對比序列，其中，三個各具特色的魚類組合——溫塘組合、茅山組合和揚子組合，分別產自志留紀下紅層、上紅層和羅德洛統紅層之中，為這三套淺海紅層之間的對比提供了重要的化石證據。

溫塘組合是依據產自湖南張家界下紅層溶溪組中的2個盔甲魚類屬種和若干軟骨魚類鰭刺化石建立的。除湖南地區的溶溪組之外，多地的下紅層中也產有豐富的盔甲魚類和軟骨魚類化石材料。這一系列新發現證實盔甲魚類和軟骨魚類在特列奇早期具有更高的多樣性以及更廣泛的古地理分布，表明溫塘組合具有更大的區域地層對比的潛力。

這項研究對近年來發現的最為關鍵的兩個志留紀含魚層位——江西九江地區的清水組和安徽寧國地區的唐家塢組，并對中國志留紀5個下紅層沉積區的魚類化石及魚化石組合進行了總結及對比分析, 豐富了溫塘組合的生物多樣性、擴大了該組合在揚子地區的古地理分布, 并為揚子地區特列奇早期海相紅層的對比提供了可靠的化石證據。

古魚類化石告訴你塔里木盆地從哪兒來

古生物化石證據在證明大陸漂移假說的過程中起了非常關鍵的作用。

水龍獸是一種生活于約2億年前的一種似哺乳爬行動物，主要生活在陸地上，無法進行跨海遷徙，但是它們的化石卻廣布于我國新疆、非洲南部、印度、南極州等地的二疊紀末—早三疊世地層中，其跨大洋的廣泛的分布，有力地說明了這些化石點，當時可能處于同一個聯合大陸——岡瓦納大陸。

新疆柯坪—巴楚地區的志留紀特列奇早期淺海紅層中同樣產有豐富的盔甲魚類，該魚群面貌涵蓋了基干盔甲魚類的三大類群和原始的多鰓魚類，與同時期華南地區尤其是浙江長興、安徽巢湖一帶的魚群面貌高度一致，表明如今相隔四千公里的兩塊板塊，在當時可能屬于同一片海域。

研究人員介紹，除了古魚類化石證據外, 無脊椎動物化石的研究也表明: 我國華南和塔里木盆地是屬于同一動物地理區系。兩者在志留紀早期的沉積環境也基本是一樣的, 均屬于在干旱環境下的淺海形成的紅色碎屑巖系。此外, 兩者在志留紀時的地層架構基本是相同的, 即底層和蓋層的時代大致是相同的。

在這一時期，兩個板塊上的志留紀地層均蓋在晚奧陶世的地層上面, 而其上均被晚泥盆世的地層所覆蓋。古地磁的研究認為, 早在志留紀時期(大約在4.43-4.16億年前)，塔里木板塊大約位于北緯15度以南, 即赤道附近，而且位置偏東。當時它應該是與華南板塊連在一起的, 被稱為塔里木—華南聯合板塊。

相關論文信息：https://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1187.P.20220609.1455.003.html