燕遼生物群是侏羅紀時(shí)期中國北部的一個(gè)特異埋藏陸地生物群，化石種類(lèi)繁多，保存良好，對認識哺乳動(dòng)物的早期演化、最早的帶羽毛恐龍、早期昆蟲(chóng)和被子植物起源等科學(xué)問(wèn)題有著(zhù)重大的意義。燕遼生物群主要分布在河北省、內蒙古自治區和遼寧省的多個(gè)火山沉積盆地之中。其中最具代表性的盆地是內蒙古寧城盆地和遼寧建昌盆地（圖1）。不同于有確切地層學(xué)及年代學(xué)認識的建昌盆地，寧城盆地中賦存生物群的火山-沉積地層的時(shí)代和地層歸屬問(wèn)題卻一直懸而未決，存在歸入中侏羅統九龍山組或海房溝組、中上侏羅統髫髻山組和下白堊統義縣組等多種意見(jiàn)。這阻礙了區域上燕遼生物群在各盆地之間的進(jìn)一步對比以及精確年代標尺的建立。

中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士研究生鄒祖陽(yáng)在徐義剛研究員和地大武漢馬強教授的指導下，針對該科學(xué)問(wèn)題在內蒙古寧城盆地開(kāi)展了詳細的野外調查工作。我們認為造成上述意見(jiàn)分歧的主要原因是寧城盆地的化石層與髫髻山組火山熔巖疊覆關(guān)系不明確，以及化石層缺乏直接的年代學(xué)約束。因此，我們考察多個(gè)接觸關(guān)系清晰的剖面，對該地區重新進(jìn)行填圖，發(fā)現寧城盆地的侏羅紀地層從底到頂可分為四個(gè)巖系單元，其中化石主要賦存在兩個(gè)沉積單元中，即早期化石層為火山巖之下的湖相凝灰質(zhì)沉積巖，晚期化石層為火山巖中的沉積夾層。另外盆地地層在空間上分布不均，沉積中心向東北方向遷移，盆地西側只保留了早期化石層（圖2）。

在此基礎上，我們進(jìn)一步獲得了寧城盆地化石層層內凝灰巖以及相鄰的髫髻山組火山巖樣品的高精度SIMS鋯石U-Pb測年數據。結果顯示寧城盆地的四個(gè)巖系單元是逐漸變年輕的（圖3），符合地層觀(guān)察。通過(guò)與建昌以及灤平、北票盆地對比，我們發(fā)現中國北部燕遼生物群的時(shí)間跨度>11 m.y.，其發(fā)展階段可以分為兩個(gè)時(shí)期，第一期早于167-163Ma，第二期為161-156Ma。前者以寧城盆地的早期化石層為代表，后者以寧城盆地的晚期化石層和建昌盆地化石層為代表（圖4）。

研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊GSA Bulletin。本項研究受到國家自然科學(xué)基金（42288201, 42322205 和41973050）和南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗室(廣州)人才團隊項目(GML2022006)的共同資助。

論文信息：Zu-Yang Zou(鄒祖陽(yáng)), Qiang Ma(馬強), Yi-Gang Xu(徐義剛)*, Liang Liu(劉亮), Xiao-Ping Xia(夏小平), Chuan-Mao Yang(楊傳茂); Stratigraphic and U-Pb zircon age constraints on the timing of the Yanliao Biota in northern China. GSA Bulletin 2024; doi: https://doi.org/10.1130/B37497.1.

圖1. (A,B) 燕遼生物群主要產(chǎn)地的地理分布。(C)中國北部中生代生物群的地層分布。

圖2. (A)中國北部寧城盆地地質(zhì)簡(jiǎn)圖；(B)寧城盆地代表性剖面地層柱子。

圖3. 寧城盆地定年結果

圖4.寧城盆地與建昌盆地的地層學(xué)及年代學(xué)對比