4.38亿年前长江流域曾是一片海洋 考古新发现再次验证“沧海变桑田”

2022年7月下旬，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（下称“中科院古脊所”）发布一项最新研究称，多个省份发现的大量早期鱼类化石显示，4.38亿年前以中国长江流域为主的华南板块曾经是一片被称为“扬子海”的广阔海洋，今天远在4000公里之外的塔里木盆地，过去与华南板块相连。

据财新网报导，相关研究成果已作为封面文章发表于地层学核心期刊《地层学杂志》，研究第一作者为中科院古脊所研究生山显任，团队核心成员包括该所研究员盖志琨和赵文金。该研究是古脊所内早期脊椎动物团队在全国范围志留纪浅海红层中长达20年野外考察的科研成果，对近年来发现的最为关键的两个志留纪含鱼层位——江西九江地区的清水组和安徽宁国地区的唐家坞组进行了报道，并对中国志留纪5个下红层沉积区的鱼类化石及鱼化石组合进行了总结及对比分析，为扬子地区溶溪组、清水组、唐家坞组、侯家塘组及新疆塔塔埃尔塔格组等特列奇早期海相红层的对比提供了化石证据。

2022年3月，中科院古脊所研究团队在江西武宁县志留纪地层中首次发现距今约4.38亿年的两个盔甲鱼类化石新属种——“俊卿清水鱼”和“刺猬安吉鱼”，相关研究发表于国际学术期刊《亚洲地球科学杂志》上。这一新发现不仅代表了迄今为止最古老、最原始的真盔甲鱼类化石记录，更帮助研究所的专家们进一步得出了长江流域曾经是海洋的结论。

盔甲鱼类是东亚地区特有的一种无颌鱼类，目前仅发现于中国和越南北部。盔甲鱼是一类营底栖滤食性生活的鱼类，主要生活环境为靠近古陆边缘的浅海地带。盔甲鱼类的生物学特性使得它们难以跨越宽广的陆地和宽阔的海洋，这反而成就了其古地理意义——在证明板块漂移学说时起到重要作用。

盔甲鱼类同时是中国志留纪浅水海相红层中的常见分子，其坚硬的膜质骨头甲很容易被保存成化石。研究团队在江西武宁清水组和安徽宁国唐家坞组两个地点新发现的含鱼层位被判别属于志留纪兰多维列世特列奇早期，距今4.38亿年。

红层是一种碎屑岩沉积地层，因外观以红色为主色调得名，包括陆相红层和海相红层。海相红层近些年受到古生物界的关注。研究者依其地理位置和沉积特征，将其分为大洋深海沉积，陆棚或陆表海远岸较深水沉积和近岸浅水沉积三类。

第三类海相红层主要形成于近岸浅水地带，河流携带的大量含赤铁矿的细碎屑物堆积在近岸海底，如果当时恰好处在海平面下降的海退阶段，海水则会呈现强氧化状态，在成岩过程中非常有利于赤铁矿在沉积物中的保存，最终形成标志性红层。

志留纪时期，中国华南板块和塔里木板块沉积形成了一系列独特的浅海相红层，主要是一套以紫红色和黄、灰绿色为主的细碎屑岩。

在经历寒武纪的生命大暴发和奥陶纪的物种大灭绝后，地球生命进入志留纪。志留纪距今约4.44亿-4.19亿年，这一时期全球广泛分布黑色笔石页岩层，它也因此被称为“笔石时代”。 

迄今整个志留纪时期共识别出了三套浅海红层，沉积时期分别为兰多维列世特列奇早期（距今4.38亿年）、中晚期（距今4.33亿年）和罗德洛世晚期（距今4.25亿年），根据各自所处的地层位置分别被称为“下红层”“上红层”和“罗德洛统红层”。

科学家发现，红层发育的特点跟其所处的古地理位置密切相关。靠近古陆者，接受的物源较充足，红层较厚；远离古陆者，接受的物源较少，红层相对较薄且侧向连续性较差。正因如此，红层的分布被视为重建志留纪时期古海岸线的重要依据。研究者山显任表示，通过在野外追索这些红层的分布，就可以大致确定当时扬子海海洋的范围。

从现有的化石记录来看，特列奇早期的鱼类化石总体上沿华夏古陆和滇黔古陆边缘分布，进一步印证了科学家的推断。结合目前的研究成果，山显任认为，“这些证据就足以证明，大约在4.38亿年前，我们国家整个以长江流域为主的广大地区，它确实是一片浅海。”

盔甲鱼类的存在不仅帮助科学家们得出长江流域曾是海洋的结论，更进一步揭开志留纪时期古扬子海的神秘面纱。

1912年，德国地质学家阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Lothar Wegener）正式提出“大陆漂移假说”，认为全球陆地在2亿年前还是彼此相连的整体，后来由于力的作用，才不断分离并漂移到现在的位置。这一假说起初不为人接受，直到1960年代“海洋扩张说”出现，其科学基础才得以更加稳固，后发展为板块构造理论。

中科院古脊所研究团队发现，新疆柯坪—巴楚地区的志留纪特列奇早期浅海红层中同样产有丰富的盔甲鱼类，该鱼群面貌涵盖了基干盔甲鱼类的三大类群和原始的多鳃鱼类（古木鱼科），与同时期华南地区尤其是浙江长兴、安徽巢湖一带的鱼群面貌高度一致。这不仅为华南板块和塔里木板块特列奇早期浅海红层之间的对比提供了直接证据，同时表明如今相隔4000公里的两块板块，在当时可能属于同一片海域。

研究员盖志琨此前接受采访时表示，“这就说明，塔里木盆地并不在今天这个位置，而是在华南板块上，后来由于板块运动，它才慢慢地漂到现在这个位置。” 

（编辑：燕铭时评）

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