宁夏灵武地区古生物资源特征及保护规划研究

魏丽馨, 赵 明, 赵 亚, 万 杨, 杨 卿

(宁夏回族自治区地质博物馆,宁夏 银川 750011)

灵武市位于宁夏平原中部(φE=105.59°～106.37°,λN=37.60°～38.01°),面积为4 639 km2．地貌类型为西部平原,属于银川平原东南边缘;东部台地属于鄂尔多斯地台西南缘灵武盐池台地西部的一部分,为缓坡丘陵、低山丘陵交错分布的地形单元．地形总的趋势是由东南向西北倾斜[1]．灵武市的煤、石油、天然气等资源丰富,是宁夏“沿黄经济带” “银川都市圈”的重要组成部分．除能源矿产外,灵武地区的古生物化石资源也相当丰富．目前,发现有大型蜥脚类恐龙[2]、大型哺乳动物[3]、古人类活动遗址[4—6]．笔者通过对灵武地区古生物化石资源特征进行总结,并结合沿黄经济带的发展,探索研究古生物资源保护规划的意义．这对推动当地经济发展、促进当地经济结构转型有重要的现实意义．

1 地质背景

灵武区域构造位于柴达木-华北板块、华北陆块、鄂尔多斯地块,鄂尔多斯西缘中元古代—早古生代裂陷带．黄河断裂从东部纵贯南北,断裂以东为陶乐—彭阳冲断带[1],以西为银川断陷盆地．地层区划为华北地层区,鄂尔多斯西缘地层分区,桌子山—青龙山地层小区,地层从元古界至新生界除了志留系、泥盆系缺失外,其他地层均有沉积,大部分都被第四系覆盖．地表出露地层有奥陶系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系和新近系,产无脊椎动物、鱼、恐龙、哺乳动物、植物等化石[1—7]．

奥陶系(O):为下奥陶统天景山组,分布于灵武市的北部黑山地区,为一套海相碳酸盐沉积,主要岩性为灰色中厚层灰岩夹薄层灰岩、厚层块状灰岩,质地较纯,产腹足类动物化石．

三叠系(T):主要出露上三叠统地层,分布于灵武市的石沟驿、跑马泉等地．为一套河湖相的碎屑岩沉积．主要由灰绿-黄绿色长石石英砂岩、岩屑长石砂岩、岩屑砂岩组成,局部夹砾岩、粉砂岩、页岩、泥岩等,产双壳类动物和植物等化石．

侏罗系(J):出露地层为侏罗系中、下统,是一套河流和湖泊相交替沉积的地层．下部河流相沉积为一套灰色间紫红、灰褐、灰绿等杂色且含砾粗粒长石石英砂岩、凝灰质砂岩、粉砂岩、泥岩为主的岩石组合．中部为湖沼相沉积,主要由浅灰、浅黄色长石石英砂岩、泥岩、页岩和煤层组成,含植物、双壳类动物及孢粉植物化石．上部为河流相沉积,主要由以灰绿-黄绿色为主的长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩等组成,含植物及恐龙化石．

白垩系(K):出露地层为下白垩统宜君组,分布于灵武市的北部马鞍山、回民巷、庙山及中部麻黄湾一带．为一套山麓相堆积,主要由砾岩、砂砾岩组成．

古近系(E):出露地层为渐新统清水营组,分布于灵武市的北部黑山、清水营及东部马家滩、周家沟等地．为一套河流相-湖泊相沉积,岩性为砖红、紫红、桔红色含石膏粉砂质泥岩、泥岩夹灰白色石英砂岩等,产哺乳动物化石．

新近系(N):出露地层为中新统彰恩堡组．分布于灵武市的北部黑山、石坝等地,为一套河湖相红色碎屑岩沉积,主要由紫红、桔红色砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成,产哺乳动物化石．

第四系(Q):广泛出露于该地,主要由以冲洪积、河湖相沉积砾、砂砾、砂、黏土质砂、粉砂,风积黄土、细沙、粉砂为主的松散沉积物组成．

2 研究简史

自20世纪20年代,地质工作者对宁夏灵武地区的岩石、地层和古生物进行研究．1923年,法国学者德日进对灵武水洞沟进行考古调查,发现了水洞沟旧文化遗址,并发现大量的石器和脊椎动物化石[5]．1960—1984年,原宁夏区测量队开展了1∶20万区域地质调查,完成包括宁夏全境及内蒙古阿拉善左旗在内的共计22个图幅的调查,获得大量实际资料和研究成果,积累了灵武地区的地层与古生物资料,并取得一系列突破性的进展．1986年出版的《宁夏地质概论》建立了宁夏地层系统[8].1990年出版的《宁夏回族自治区区域地质志》全面系统地总结了宁夏灵武地区的地层、岩石、地质构造及古生物．1996年出版的《宁夏回族自治区岩石地层》,对宁夏20世纪80年代之前的地层、古生物资料进行全面系统地清理与研究[9]．2004年,在灵武磁窑堡发现恐龙化石[3]．2017年出版的新版《宁夏回族自治区区域地质志》,对宁夏产出的古生物化石进行了详细汇总和整理[1];同年宁夏地质博物馆完成《宁夏古生物化石资源调查》项目,对宁夏古生物化石资源进行系统调查,取得了宝贵的一手资料．

3 古生物资源特征

灵武地区的化石资源丰富,类群多样,分布点多,且少类群受到国内外地质界的广泛关注,具有重要的科学价值和研究利用前景[10—11]．从化石保存类型看,主要为实体化石,以古无脊椎动物中的腹足，古脊椎动物鱼、恐龙、哺乳动物等和部分古植物为代表．从年代看,发现化石的时代有奥陶纪、三叠纪、侏罗纪、古近纪、新近纪和第四纪．从分布空间看,无脊椎动物化石分布在灵武黑山、石坝、沙沟等地,鱼类化石分布在灵武回民巷地区,恐龙化石分布在灵武磁窑堡地区,哺乳动物化石分布在灵武龙骨梁、周家沟、肖家井、水洞沟等地,植物化石分布在古窑子、红柳沟和石沟驿等地．

灵武地区古生物化石产地共发现12处,按照化石类型分为无脊椎动物化石产地、鱼类化石产地、恐龙化石产地、哺乳动物化石产地、植物化石产地和古人类、古脊椎动物化石产地(图1、表1)．

表1 灵武地区主要化石产地

图1 灵武地区古生物化石点的分布

4 古生物化石资源保护的规划及建议

4.1 化石保护现状

长期以来,灵武地区古生物化石保护工作均由灵武市文物保护部门负责实施,化石保护地均由文物保护部门申报设立．基于2010年《古生物化石保护条例》中的规定,灵武地区把化石保护工作纳入地方国土资源管理部门的职责范畴,设立了专职管理古生物化石保护的工作岗位,明确了管理者的职责与权力,加强了古生物化石的保护、监督和管理工作．

在灵武地区已发现的化石产地中,建立的古生物化石保护地有2处：灵武恐龙地质公园、水洞沟古人类遗址．

除恐龙地质公园、水洞沟古人类遗址保护地外,黑山奥陶纪腹足类化石产地、石坝新近纪腹足类化石产地、沙沟四队第四纪腹足类化石产地、回民巷三叠纪鱼化石产地、龙骨梁古近纪哺乳动物化石产地、周家沟古近纪哺乳动物化石产地、肖家井新近纪哺乳动物化石产地、古窑子三叠纪植物化石产地、红柳沟三叠纪植物化石产地、石沟驿侏罗纪植物化石产地等10处古生物化石产地,目前均尚未进行有效的保护．这些产地的化石因直接经济价值较小,尚未发生盗采的现象,但经济建设对其影响较大，如灵武清水营哺乳类化石产地因开发区建设受到较大破坏．

4.2 化石保护规划建议

4.2.1保护等级划分 灵武地区化石出露点较稀疏,但重点保护古生物化石较多．按照《古生物化石分级标准(试行)》的分级,结合文中古生物化石的分布特征和研究情况,本着统筹规划、突出重点、分期实施、量力而行的原则,建议将灵武地区古生物化石保护等级划分:龙骨梁、肖家井哺乳动物化石和恐龙化石的数量多、分布集中、形态较完整，多保存化石的主要部位,为一级重点保护化石;回民巷鱼化石、周家沟哺乳动物化石和水洞沟古人类、古脊椎动物的化石数量稀少、保存较完整,形态较完整,具有较重要科学价值,为二级重点保护化石;黑山、石坝、沙沟四队腹足类化石和古窑子、红柳沟、石沟驿植物化石的完整程度较差,没有保存重要特征且科研价值一般，属一般保护古生物化石(图2,表2)．

表2 灵武地区古生物化石保护等级划分

图2 灵武地区古生物化石保护等级划分建议图

由于灵武地区的沙化现象严重,植被的覆盖度低,地层零星出露,化石出露点较稀疏,古生物资源潜力较大,不排除今后发现新的重点保护古生物化石的可能．同时,哺乳动物化石和恐龙化石均位于宁东工业园区内,尤其是哺乳动物化石点,受当地建设工程影响大,保护难度极大．

4.2.2保护规划建议

1)规划原则．重要古生物化石保护区的划分,是在古生物化石保护区划的基础上,以所产化石的科学性、珍贵性和稀有性确定其保护的级别,并结合宁夏古生物化石资源保护、开发和利用水平，合理划分保护等级．本次划分为国家级和省级、县级三级古生物化石保护区．国家级:具有国际、国内大区域地层对比意义的典型剖面和重要古生物化石富集区;珍贵性和稀有性很高,保存完整,在国际国内有较大影响的化石富集区；处于国家自然保护区内的化石产地．省级:具有区域地层对比意义的典型剖面和重要古生物化石富集区；珍贵性和稀有性较高,保存基本完整,在国内有一定影响的化石富集区．县级:在小区域内具有特色、一定科学研究价值和观赏价值的化石产地．

2)规划建议．根据古生物化石保护分区原则,结合宁夏古生物化石的分布特征和研究成果,本着统筹规划、突出重点、分期实施、量力而行的原则,建议将灵武地区古生物化石规划为以下4处重点保护区(省级以上)(表3、图3)．

图3 灵武地区古生物化石保护规划建议图

表3 灵武地区古生物化石产地保护规划

①国家级古生物化石保护区.国家级古生物化石保护区主要有灵武磁窑堡恐龙化石保护区、水洞沟古人类遗址遗址保护区.灵武磁窑堡恐龙化石保护区位于宁东镇磁窑堡煤矿南1 km处,西南距银川市58 km,属灵武中-新生代古生物化石集中区．产出化石的地层为中生代侏罗系直罗组．灵武恐龙化石埋藏面积大、分布集中、保存完整，而且属梁龙类中一个罕见的分支——叉背龙亚科新属种,对研究蜥脚类恐龙形态学、分类学和系统演化具有重要意义．水洞沟古文化遗址是迄今在黄河上游地区唯一经过正式发掘的旧石器时代遗址,是在宁夏发现的最早人类活动遗址．水洞沟遗址和萨拉乌苏河遗址的发现和发掘,推翻了“中国没有旧石器时代文化”的论断,揭开了中国旧石器时代文化研究的新篇章,对研究中华民族古老文化起源有着重要的科学价值．

②省级古生物化石保护地．省级古生物化石保护地主要有龙骨梁古近纪哺乳动物化石;肖家井新近纪哺乳动物化石．

③县级古生物化石保护地．县级保护地共有4个．

4.3 保护措施建议

4.3.1加强法制建设,健全管理体系 目前,我区古生物化石保护工作相对滞后,制定、完善宁夏古生物化石保护的相关法律法规及各项配套制度是目前工作的关键．灵武地区古生物化石保护工作，应在我区古生物保护的总体框架下进行,基于自身古生物化石数量多、价值大等资源优势,先行开展摸索性工作．根据宁夏的具体情况,组织编写《宁夏回族自治区古生物化石保护条例》《宁夏古生物化石保护名录》,规范古生物化石挖掘、进出境监管及登记档案、收藏管理，使我区古生物化石的保护工作有法可依、有章可循、有据可查,从而形成合法的化石收藏、流通机制,最终杜绝私采滥挖化石的行为．加强古生物化石保护能力建设,建立和完善古生物化石保护长效机制,逐步提高古生物化石保护的管理水平．依托国土资源系统,设立古生物化石管理专业机构,建全古生物化石管理体系,建立一个类型齐全、布局合理、管理科学、效果显著的区级古生物化石保护网络,使我区古生物化石的管理正规化、常态化．

4.3.2加强科研能力建设及人才队伍建设 加强相关部门的科研能力建设,建立科技人才的培养和激励机制,以高层次人才培养为重点,培养和造就一批优秀学术带头人、青年学术带头人和青年科技骨干.同时，充实和提高基层古生物化石保护工作人员队伍及其能力,建设一支素质优良、专业配置合理的古生物化石研究、保护人才队伍．

4.3.3拓宽投资渠道,保障古生物化石保护资金 建立以政府投入为主，自筹和社会捐助相结合的古生物化石保护经费渠道．将古生物化石保护资金列入省、市、县各级财政预算,形成稳定的投入保障机制．按照“谁投资、谁受益”的原则,积极吸收民间投资、探索开通国内、国际合作资助渠道,拓展古生物化石保护的资金来源．

4.3.4加强古生物化石调查、研究、保护工作 在完成全区古生物化石资源调查工作的基础上,分阶段、有针对性开展重点古生物化石专题调查研究.对我区重点保护古生物化石产出区域进行扫描工作,查明调查区内古生物化石的种类、分布及保存情况,逐步丰富我区古生物化石的种类,力争有新的发现和进展．对灵武恐龙、宁夏新生代哺乳动物、恐龙足迹化石、昆虫化石、鱼类化石、四足动物化石、植物化石、无脊椎动物化石等重要古生物化石进行重点研究．在科学研究的基础上,评价各类化石的科研价值与经济价值,进一步合理划分保护范围和级别,按照《古生物化石保护条例》《中华人民共和国自然保护区条例》《地质遗迹保护管理规定》等要求,制订和完善宁夏古生物化石保护规划,为古生物化石的保护和开发利用提供科学依据．依法建设和管理古生物化石保护区(含地质公园、地质遗迹保护点),对我区重要古生物化石产地设立保护区,加强对古生物化石的保护．

4.3.5实施古生物化石保护公众环境教育战略 充分利用博物馆日、地球日、地质公园日等节日,依托各种媒体,采取多种形式,普及古生物化石基础知识,广泛宣传国家古生物化石保护的相关法律法规、政策以及本规划的内容,提高公众的科学文化素质和古生物化石保护、生态环境保护的意识，为我区古生物化石保护工作创造良好的社会环境．建立古生物化石保护监测科普网站,加强古生物化石保护的科普宣传力度．

4.3.6科学合理利用,促进古生物化石的保护 在古生物化石保护区建设过程中,科学合理地规划旅游项目,把古生物化石保护与支撑地方经济发展、扩大居民就业的旅游产业结合起来,进而促进古生物化石的永续保护．