李兴文, 唐永忠, 邢立达, 王秦伟, 吴昊, 唐玉

1.陕西省地质调查院 矿产地质调查中心，西安 710068；2.国际地貌学家协会 延安、西安科学考察与研究基地，西安 710054；3.中国地质大学 地球科学与资源学院，北京 100083

0 引言

恐龙足迹是脊椎动物足迹化石的一种，是恐龙在具有一定湿度、黏度、颗粒度的地表停留或行走时留下的足迹所形成的化石[1--2]。中国是世界上恐龙足迹发现最多、类型最为丰富的国家之一，在世界上规模最大的10个恐龙足迹化石产地中，中国占4个，为所有国家中数量最多[3]。在四川省发现的晚三叠世恐龙足迹化石，弥补了中国尚未发现三叠纪恐龙骨骼化石的缺憾，表明中国是世界上恐龙最早的起源地之一[4]。

陕西省地处中国中部的黄河中游地区，在陕北地区的鄂尔多斯盆地和秦岭地区的山间盆地之中，中生代陆相地层较为发育，层序清楚，出露广泛，其中赋存有较为丰富的古生物化石。中国的第一枚恐龙足迹化石在1929年发现于陕西省神木市[5]。自此，陕西省不断有恐龙足迹的发现和报道[6--21]，成为中国发现恐龙足迹数量较丰富和种类较多的地区之一。

本文在系统收集整理前人研究成果的基础上，结合笔者近年来在陕北地区恐龙足迹的最新发现和研究，探讨分析了陕西省恐龙足迹的地理分布、地层时代分布、属种类型以及造迹恐龙的体长，评价了其科学价值，并对陕西省恐龙足迹的重点研究方向进行了展望，旨在为今后开展相关研究提供科学参考和积累基础地质资料。

1 恐龙足迹化石分布特征

1.1 地理分布

自20世纪20年代在陕北地区的神木市发现中国第一枚恐龙足迹化石以来，截止目前，陕西省发现的恐龙足迹化石地点共有11处，分布在4个地级市的6个县(县级市/区)(图1，表1)。从地理分布上看，陕西省北部的榆林市发现的恐龙足迹化石地点数量最多，共有7处，分别为神木市4处，子洲县2处，靖边县1处(表1)。

图1 陕西省恐龙足迹化石地点的地理分布

1.2 地层分布

从地层分布来看，陕西省恐龙足迹化石赋存在早--中侏罗世和早白垩世的地层中(表1)。其中，陕北地区的中侏罗世延安组和早白垩世洛河组是陕西省恐龙足迹化石的主要赋存层位：一方面是在这两个地层中发现的恐龙足迹地点数量最多，约占陕西省恐龙足迹化石地点的2/3；另一方面是规模较大、类型丰富的恐龙足迹化石群都是发现在这两个地层中，其中赋存的恐龙足迹化石数量也最多。

表1 陕西省恐龙足迹化石地点统计表

1.3 属种统计

陕西省发现的恐龙足迹化石，经研究确定的至少有15个属种以上，其中大部分为兽脚类恐龙足迹，仅有少部分鸟脚类恐龙足迹，尚未有蜥脚类恐龙足迹的报道(表2)。依据陕西省发现的恐龙足迹化石，建立了5个足迹属(ichnogenus)和9个足迹种(ichnospecies)。

表2 陕西省恐龙足迹化石属种统计表

1.4 造迹恐龙体长

邢立达等[22]认为兽脚类恐龙的臀高(h)与体长(L)比例约为1∶2.63，并得到一个估算恐龙体长的经验公式，即L=2.63×h。Thulborn[23]指出，对于足长(FL)<0.25 m的小型兽脚类恐龙，h=4.5×FL，对于足长(FL)>0.25 m的大型兽脚类恐龙，h=4.9×FL。由此，根据该公式可估算出陕西省部分造迹恐龙的体长(表3)。

从估算结果来看，在商州区邵涧村发现的巨齿龙足迹(Megalosauripusisp.)的造迹恐龙是陕西省目前最大的兽脚类恐龙，其长度与在江西赣州发现的暴龙足迹(Tyrannosauripusisp.)相当[24]，经估算其体长可达7.41 m，这表明在早白垩世陕西省中南部地区生活有大型的肉食性兽脚类恐龙。陕西省大部分的兽脚类恐龙体长经估算不足3 m，为小型兽脚类恐龙。因此，仅从足迹化石的保存情况来看，似乎表明小型兽脚类恐龙类型的多样性与大型兽脚类恐龙相比，属种要更为丰富。

2 科学价值

2.1 弥补恐龙骨骼化石的不足

陕西省中生代地层中发现的恐龙骨骼化石非常匮乏，仅在秦岭山区的山阳盆地、商丹盆地有少部分较破碎的恐龙骨骼化石和恐龙蛋的发现[7,25]。在陕西省发现的数量较为丰富的恐龙足迹化石，弥补了恐龙骨骼化石缺乏的遗憾。通过对恐龙足迹的发现和研究，表明陕西省是中生代恐龙生存繁衍的重要地区，曾经有兽脚类、鸟脚类、甲龙类、剑龙类和禽龙类等多种类型的恐龙在此生活过，组成了以兽脚类恐龙为主导的恐龙动物群，也为将来在陕西省中生代地层中发现更多的恐龙足迹化石乃至恐龙骨骼化石提供了确凿的依据。白垩纪是地球上恐龙最为繁盛并最终走向集群灭绝的时期。陕北地区的中生代陆相地层分布广泛，但其中的脊椎动物化石稀少，长期以来陕北地区的恐龙足迹仅发现在侏罗纪地层中，近年来在神木和靖边早白垩世地层中新发现的恐龙足迹，填补了陕北地区白垩纪地层中没有恐龙足迹发现和研究的空白，表明陕北地区在白垩纪早期也曾是恐龙较为繁盛的地区。

2.2 有助于开展恐龙足迹类型学的系统研究

陕西省发现的恐龙足迹化石类型多样。以陕西省的恐龙足迹化石为正模标本共建立了5个新足迹属、9个足迹种。陕西省的恐龙足迹化石地点中既有仅保存单一类型的地点，如神木市栏杆堡镇邱井沟村[10]，也有多种类型恐龙足迹共存的足迹化石群落，如子洲县电市镇龙尾峁村和王庄村[11--14]；既有长度可达57 cm巨齿龙足迹(Megalosauripusisp.)等大型兽脚类恐龙足迹[8]，也有长度不足10 cm的铜川陕西足迹(Shensipustungchuanensis)[6,14]。在神木市中鸡镇和靖边县龙洲镇先后发现的萨氏足迹(Sarmientichnusisp.)，是该类型足迹在世界上除阿根廷之外的首次发现[18,20]。以上这些发现为陕西省乃至中国恐龙足迹的系统分类学研究提供了丰富的材料。

此外，陕西省还发现了很多具有特殊保存状态的恐龙足迹化石，如在神木市栏杆堡镇邱井沟村发现了200多枚由同一种剑龙类恐龙在不同地表条件下形成的不同形态的足迹，以及在靖边县龙洲镇白土坪村发现的由同一种兽脚类恐龙留下的彼此间近于平行的8条恐龙行迹，显示了恐龙有着群居的生活习性，为研究不同类型恐龙的足迹形态和生活习性提供了重要证据[10,20]。

2.3 为地层划分和对比提供依据

脊椎动物足迹化石能为地层学研究提供证据，一些学者尝试利用恐龙足迹进行不同地区之间地层的对比[26--29]，以致出现了古足迹地层学(Palichnostratigraphy)这一分支学科[23]。在陕北地区神木市中鸡镇宝刀石犁村恐龙足迹地点发现的早白垩世足迹化石组合，包括有3种类型：实雷龙足迹(Eurbrontesisp.)、萨氏足迹(Sarmientichnusisp.)，以及巴西足迹(Brasilichnium)。该足迹组合中的巴西足迹，最早发现于巴西的巴拉那盆地(Paraná Basin)晚侏罗世—早白垩世博图卡图组(the Botucatu Formation)地层中，以其为代表的巴西足迹化石组合常见于南、北美洲的中生代地层中，是指示沙漠相沉积环境的标志性足迹化石组合。

神木市中鸡镇含有巴西足迹的足迹化石组合，其沉积环境为沙漠相，是在亚洲地区首次发现的巴西足迹化石组合，在足迹化石类型组成和沉积环境上与南美洲地区同时代的巴西足迹化石组合十分相似，除了巴西足迹之外，这两地都发现有相似的实雷龙足迹和恐爪龙类足迹[30--31]，能够为进行不同地区乃至洲际之间的足迹化石地层对比及白垩纪足迹化石组合研究提供依据。

2.4 恢复古地理和古生态环境

恐龙足迹化石属于原地埋藏，只会严格保存在其形成的地方，能够为恢复古地理和古生态环境提供资料[3]。在神木市栏杆堡镇和子洲县电市镇，在恐龙足迹化石赋存地层中，发现有大量的植物化石，表明位于鄂尔多斯盆地的陕北地区在早、中侏罗世时期的气候环境温暖湿润，河湖分布广阔，恐龙行走在湿度适中的河滨、湖滨滩地上留下的脚印保存下来，并最终形成了足迹化石。

咸阳市旬邑县、神木市中鸡镇和靖边县龙洲镇的恐龙足迹化石均是赋存于下白垩统洛河组，岩性为紫红色砂岩，发育大型交错层理，为一套风成沙漠相沉积，其中发现有达尔文介形虫化石(Darwinulacf.simplex,D.contracta)[32]，代表半干旱的湖泊环境[33]。在这两地保存恐龙足迹化石的层面上发育有泥裂、波痕、雨痕和雹痕等沉积构造以及虫迹化石，表明当时的气候较为炎热，地表处于氧化环境下，恐龙足迹形成于沙漠相--沙漠亚相近湖滨岸带的滩地环境中。恐龙行走过后留下足迹的滩地处于水下的时间较短，而暴露于空气中的时间相对较长。当湖水退去之后，滩地上留下的恐龙足迹被暴露于地表，在经过阳光照射后干化固结，并在其表面形成泥裂等沉积构造。当湖水再次上涨，干化固结的恐龙足迹被新的沉积物覆盖并最终保存下来，由此推测这两地的恐龙足迹化石是在季节性干旱--湿润气候交替的环境背景下形成的。

3 研究展望

3.1 加强陕北地区白垩纪恐龙足迹调查

中国恐龙足迹化石地点的地质时代以白垩纪为主[3,34]。在中国周边的韩国、日本和泰国等国白垩纪地层中也有大量恐龙足迹的发现[35]。陕西省北部地区早白垩世地层分布广泛，统称为志丹群，由一套以紫红色到杂色为主的砂岩、砾岩、粉砂岩、泥岩夹页岩、泥灰岩和少量的凝灰质砂岩组成，厚度为700～1 100 m，自下而上分为宜君组、洛河组、环河组、罗汉洞组和泾川组。各组之间均为整合接触，连续沉积，以洛河组在陕北地区出露最广，沙漠相沉积约占同期沉积的2/3[36]。神木和靖边两地洛河组地层中恐龙足迹的发现，证明了陕北地区早白垩世地层在蕴藏恐龙足迹化石上的巨大潜力。因此，笔者建议在今后工作中加强陕北地区早白垩世地层中恐龙足迹的调查研究，将发现更多的恐龙足迹，这对于探讨中国乃至亚洲地区白垩纪早期恐龙的演化、分类、地理分布和迁移等都具有十分重要的意义。

3.2 开展恐龙足迹地点地层学和年代学研究

由于地层中绝对同位素测年样品的缺乏、测年技术的限制以及地层复杂性等客观因素制约，目前学界对陕西省恐龙足迹地点年代的判断，主要是通过岩石地层学方法，对于陕西省部分恐龙足迹地点的地层和时代归属问题存在着一定的争议。以子洲县电市镇恐龙足迹地点为例，邢立达等[11--12]、李永项等[14]认为恐龙足迹赋存层位为中侏罗世延安组；而王宝鹏等[13]则认为是早侏罗世富县组。杨钟健在研究铜川焦坪煤矿发现的恐龙足迹时，也曾对足迹发现者确定的地层时代提出过疑问，但因为没有找到更多的化石证据，而暂将其定为中侏罗世直罗组[6]。有鉴于此，笔者认为应该深入开展陕西省恐龙足迹地点的地层学和年代学研究，以精确限定恐龙足迹赋存层位和绝对年代，为开展不同区域乃至全球性的地层和恐龙足迹化石组合对比以及年代学格架的建立提供重要依据。

4 结论

(1)陕西省恐龙足迹化石地点共有11处，以陕北地区的榆林市分布最多，有7处。恐龙足迹化石赋存地层主要为中侏罗世延安组和早白垩世洛河组。

(2)陕西省已研究命名的恐龙足迹共有5属9种，大部分为兽脚类足迹。造迹恐龙以小型兽脚类恐龙占绝对优势，体型较小，体长不足3 m。

(3)陕西省北部地区早白垩世地层分布范围广、层系厚度大，在赋存恐龙足迹化石上潜力巨大。

(4)陕西省一些重要恐龙足迹化石地点的地层和年代存在争议，有必要深入开展地层学和年代学研究工作。