兰州盆地恐龙的发现和研究简史

兰州盆地位于青藏高原的东北角、黄土高原的西端，为一中新生代盆地。大致北以天祝—景泰一线为界，南以天水—漳县—和政一线为界，东至张家川—静宁，西接青海。盆地内早白垩世地层发育、层序较全，由呈紫红、棕红、棕褐、灰绿、蓝灰、橘红色的杂色碎屑岩沉积而成，岩性岩相及沉积厚度变化较大，统称为河口群（Hekou Group）。

1947年，被誉为“中国石油之父”的孙健初先生（图2—14a）领导的中国石油公司甘青分公司勘探处在兰州红古海石湾地区勘探石油时，孙健初与苗庆祥在马家户沟晚侏罗世享堂组中发现了恐龙和鳄鱼化石。孙健初将采得的标本全部装箱运往南京中国地质调查所古脊椎动物研究室（中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的前身），由中国古脊椎动物学泰斗杨钟健先生（图2—14b）主持，进行修复与研究。1948年杨钟健在《甘肃享堂脊椎动物化石简报》中最先报道了这一发现，并将其中的鳄鱼化石以发现者姓名命名为苗氏孙氏鳄（Sunosuchus miaoi）。对恐龙化石由于所得材料有限，未能正式命名，但杨钟健据此断定海石湾地区为丰富的古爬行动物化石产区。

消息一经传出，引起了古动物学界对海石湾的关注。随后的近十年间，古生物和地质工作者先后三次集结海石湾，在马家户沟附近进行发掘：1948年，中国地质调查所古脊椎动物研究室米泰恒、刘东生在马家户沟和上盐沟采集到恐龙的部分脊椎和肢骨化石；1955年，西北石油局民和盆地采油队在上盐沟采集到部分恐龙骨骼化石；1956年，刚成立不久的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所派出黄为龙带领的考察队来到海石湾，在马家户沟和上盐沟又采集到恐龙的部分骨骼化石。

采集到的恐龙化石，先后被送往中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，由杨钟健主持进行鉴定与研究，他据此撰写了《甘肃永登海石湾北中生代爬行类化石之发现》和《中国的新蜥脚类》两文。在《中国的新蜥脚类》一文中，杨钟健认为海石湾地区发现的蜥脚类非常可能属于建设马门溪龙（Mamenchisaurus constructus）（Young，1954），并至少有三个个体。建设马门溪龙是马门溪龙的模式种，化石于1952年在四川省宜宾马鸣溪渡口旁的公路建设工地被发现，1954年被杨钟健命名为马鸣溪龙，但由于研究人员的口音问题，被误作马门溪龙。按照国际惯例，恐龙化石一般以其初次发现的地点命名，但由于时局变化以及其他原因，海石湾采集到的化石未能得到及时研究，导致此类恐龙的命名与甘肃失之交臂。

图2—14　兰州盆地恐龙发现与研究的先驱者 a.“中国石油之父”孙健初先生；b.中国古脊椎动物学泰斗杨钟健先生。

1957年，石油工业部四川石油管理局地质调查处在合川县太和乡古楼山进行油气勘探时发现了恐龙化石，经发掘后得到基本完整的恐龙骨骼化石一具，由杨钟健和赵喜进对其进行研究，于1972年发表了《合川马门溪龙》一文。在文章中作者将海石湾地区产出的蜥脚类标本与产于合川县、宜宾县的标本进行了比较研究，认为海石湾地区产出的标本与产于合川县的标本更为相似，故以合川县产出的标本为正型，海石湾地区产出的标本为副型，命名了新种—合川马门溪龙（Manmenchisaurus hochuanensis）（Young，Zhao，1972）。海石湾地区产出的化石标本经装架复原后一直珍藏于中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，1994年10月开始在新建成的中国古动物馆展出，成为该馆的镇馆之宝之一（另一镇馆之宝为甘肃出土的黄河古象）。近年来，李大庆等对海石湾地区和临洮地区产蜥脚类恐龙的层位进行了比较研究。经实地考察，海石湾地区产恐龙化石的层位虽然露头很小，但地层位置确实位于河口群之下，且两者在动物群面貌上存在明显差异，因此海石湾地区产恐龙的层位属上侏罗统享堂组无疑。

“合川马门溪龙”发现以后的很长一段时间里，兰州盆地在恐龙研究领域一直没有取得很大的突破，直到1999年，永靖县盐锅峡地区恐龙足迹化石群的发现，开启了兰州盆地恐龙研究的新篇章。

兰州盆地恐龙足迹化石的发现可以追溯到20世纪60年代初。1962年，兰州大学地质系谷祖纲教授带领学生在海石湾地区实习时曾采集到4块恐龙足迹化石。十分可惜的是，后来不仅标本下落不明，也未留下任何可以考证的资料。

正式报道甘肃发现恐龙足迹化石的消息是在20世纪90年代末。1998年下半年，中国地质大学（武汉）与甘肃省地质局区域地质调查队联合进行1∶5万红古城幅和新寺乡幅区域地质调查时，在兰州市红古区花庄镇的白垩纪地层中发现了恐龙足迹化石。化石产于早白垩世晚期盐锅峡组紫红色河湖相细砂岩中，保存十分完好，在自然露头上可见8只足迹排成一排，足迹呈三趾状，属肉食龙类足迹（Cai et al.，1999a，1999b，2000，2001，2002）。Xing等（2014a）重新描述了这批标本，并将其归入Asianopodus类。

图2—15　盐锅峡恐龙足迹群发现之初 a.科研小组发现恐龙足迹群（1999）；b.张建平（左）和李大庆在六号足迹点。

1999年7—8月，李大庆带领的科研小组在对永靖县盐锅峡地区开展白垩纪生物地层调查时，在当地居民称为“老虎口”的地方发现了多处恐龙足迹、古植物和虫迹化石（图2—15a）。2000年4月，经过对岩性和沉积环境分析，选定在山坡上的一条小冲沟处开始初步挖掘，这个化石点就是以后所称的一号足迹点。这里最初在一小块青灰色含泥质砂岩层面上暴露出了两个三趾型兽脚类足迹，其中一个已经基本被风化。沿着这组足迹的前进方向（上坡方向）追索挖掘，先后出现了相交的另一组兽脚类足迹和一组鸟脚类足迹，并开始出现后足长118 cm、宽90 cm的巨型蜥脚类足迹。至6月下旬，新出现的巨型足迹已经成行出现，并清楚地显示出延伸的趋势，至此，科研小组确认发现了一处重要的恐龙足迹产地。之后，为了开展研究和配合永靖县申报国家地质公园，科研小组在已经发现的10个恐龙足迹点中选择4个进行了大规模人工揭露并向公众展示，总计揭露面积约2 000 m2，产150组1 831个足迹。其中，一号足迹点（图2—16a）面积约600 m2，产23组共276个足迹，该点之上已建立了保护馆；二号足迹点（图2—16b）面积1 200 m2，产101组1 383个足迹；四号足迹点面积约100 m2，产18组125个足迹；六号足迹点（图2—15b）面积约100 m2，产8组47个足迹。这些足迹具有极高的多样性，分别归属蜥脚类、兽脚类和鸟臀类。2001年3月中旬，由国土资源部环境司、甘肃省国土资源厅环境处、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和中央电视台的领导、专家和记者组成的考察团对这一地质遗迹进行了实地考察和评价，认为这是“一处世界罕见的、具有重大科学意义的恐龙遗迹化石产地”。中央电视台连续3天在午间半小时栏目对该足迹化石群的发现与发掘进行了系列报道。2001年12月，该足迹群产地被国土资源部批建为“甘肃刘家峡恐龙国家地质公园”（图2—17），成为当时我国唯一的以恐龙足迹化石群为主要地质遗迹景观的国家地质公园，为永靖“黄河三峡”旅游景区增添了又一处观光亮点。

图2—16　盐锅峡恐龙足迹化石群 a.一号足迹点； b.二号足迹点。

图2—17　甘肃刘家峡恐龙国家地质公园远眺（2016）蓝色穹顶为一号足迹点保护棚；右下方为在建的甘肃恐龙博物馆。

甘肃刘家峡恐龙国家地质公园建成以来，中国、美国、日本、韩国等国学者对该足迹群开展了一系列合作研究，对足迹化石的类型、分布特征、形成原因及过程进行了深入探讨。2002年，M.Lockley和张建平等在一号足迹点（图2—16a）识别出了翼龙足迹，李大庆等（2002）描述了鸟足迹，认为其与Aquatilavipes和Koreanaornis非常相似（Li et al.，2002）。2003年，李大庆等在一号足迹点以东3.8 km盐锅峡镇上铨村发现了新蜥脚类行迹。Peng等（2004）简要描述了翼龙类足迹。2006年，李大庆、张建平等分别报道了对该足迹群的初步研究成果，认为其足迹类型包括蜥脚类、兽脚类、恐爪龙类、禽龙类、翼龙类、鸟类（Li et al.，2006；Zhang et al.，2006）。Fujita等（2012）描述了鸟脚类恐龙的游泳迹和尾迹。邢立达等（2013）描述了驰龙类足迹，并命名为永靖驰龙足迹（Dromaeosauripus yongjingensis）。2013年，彭措、邢立达、M.Lockley等在永靖县关山地区发现了新的足迹点。2014年，M.Lockley、邢立达、黄少伟等在地质公园内和邻近地区又发现了多处蜥脚类、兽脚类和翼龙类足迹点，邢立达等（2015）对这些足迹点进行了描述，李大庆等（2015）描述了约20个缺失后足迹的翼龙前足迹，推断了一种与觅食相关的行为。邢立达等（2016）描述了公园内二号足迹点（图2—16b）的只保存脚趾部分的蜥脚类足迹，并认为Fujita等（2012）的鸟脚类“游泳迹”与游泳无关，只是一种特殊的足迹保存方式。专家们一致认为，该足迹化石群是目前世界上已知保存最好、丰度与分异度最高的恐龙足迹化石群，具有重要的科研、科普和旅游开发价值。

此外，2003年以来，甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院古生物研究开发中心在临洮县中铺地区发现了几处小规模出露的足迹点，邢立达等（2015）描述了这些足迹点。

图2—18　巨齿兰州龙化石发现地点及发掘现场（2002）

图2—19　刘家峡黄河巨龙发掘现场 a.在化石点附近安营扎寨；b.技术人员与肋骨化石比大小。

继刘家峡恐龙足迹化石群发现以后，古生物研究开发中心以此为线索，自2002年以来在兰州盆地东南缘早白垩世地层中发现了一个以大型恐龙为主的新的脊椎动物化石群。已经研究命名的有：斧胸龙类的巨齿兰州龙（Lanzhousaurus magnidens）（You et al.，2005）（图2—18），是目前世界上已知的具有最大牙齿的植食性恐龙；巨龙形类的刘家峡黄河巨龙（Huanghetitan liujiaxiaensis）（You et al.，2005）（图2—19）、炳灵大夏巨龙（Daxiatitan binglingi）（You et al.，2008）和大唐永靖龙（Yongjinglong datangi）（Li et al.，2014）；甲龙类的金城洮河龙（Taohelong jinchengensis）（Yang et al.，2013），是亚洲发现的第一个多刺甲龙类恐龙。此外，还发现了许多大型肉食龙类的牙齿和恐龙蛋化石。

经过十余年的努力，兰州盆地的一个全新的，以大型恐龙为主的，包括鱼类、龟鳖类在内的脊椎动物化石群正逐渐展现在世人面前（图2—20）。恐龙及其足迹化石群在同一地区被发现，为进一步研究足迹与造迹生物之间的关系和恐龙的演化提供了宝贵材料。这些发现引起了国内外恐龙学研究专家的高度关注，美国国家地理频道也在2010年对兰州盆地的恐龙及其足迹化石进行了专题报道。尤其值得一提的是，这些恐龙大多以化石发现地或附近的地名命名，体现了甘肃恐龙学者为宣传甘肃所做的努力。2011年4月，由董枝明教授领衔的12位恐龙专家在中国常州首届国际恐龙节上，按照化石标本的产出年代、保存状况、科学价值以及在公众中的认知度发布了“中国百年十大最著名恐龙”，来自甘肃的刘家峡黄河巨龙名列其中。