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地狱溪组

坐标46°54′N 101°30′W / 46.9°N 101.5°W / 46.9; -101.5
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地狱溪组
地层年代白垩纪晚期-古近纪早期 (马斯特里赫特阶达宁阶)“兰斯动物群”, 67–66 Ma
位于佩克堡水坝英语Fort Peck Reservoir附近的裸露恶地
类型
属于蒙大拿群英语Montana Group
包含拜恩段(英语:Breien Member)、小河狸溪段(英语:Little Beaver Creek Member)、中砂岩段(英语:Middle Sandstone Member)、美丽孤山段(英语:Pretty Butte Member
上覆联合堡层英语Fort Union Formation
下伏狐狸丘层英语Fox Hills Formation
厚度50—100米(160—330英尺)
岩性
主要粘土岩泥岩
次要砂岩粉砂岩, 砾岩琥珀
地点
取名自蒙大拿州乔丹的地狱溪
命名巴纳姆·布朗
经纬度46°54′N 101°30′W / 46.9°N 101.5°W / 46.9; -101.5
地区 蒙大拿州
 北达科他州
 南达科他州
 怀俄明州
国家 美国
范围威利斯顿盆地
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地狱溪组在美国的位置
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组 (美国)
地狱溪组在蒙大拿州的位置
地狱溪组
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地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组
地狱溪组 (蒙大拿州)
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于东蒙大拿地狱溪组的洛矶山博物馆考古营队 (2009年夏日挖掘季)
地狱溪州立公园的景观,图为地狱溪组之心

地狱溪组(英语:Hell Creek Formation),或译海尔河组,是贯穿美国加拿大墨西哥,年代跨度为大部分白垩纪晚期及小部分古新世早期的地层。其命名来自于美国中北部的蒙大拿州乔丹,因附近盛产化石的“地狱溪(英语:Hell Creek)”而得名。因其和西部内陆海道的位置相重合,在该地层中发现了目前地球上数量最多的化石。该底层以盛产白垩纪的古生物化石而闻名世界,其中恐龙化石有暴龙三角龙甲龙埃德蒙顿龙黄昏鸟等,其余化石有沧龙无齿翼龙菊石剑射鱼白垩尖吻鲨等。

地狱溪组分布于美国蒙大拿州北达科他州南达科他州以及怀俄明州的部分区域。[1]在蒙大拿,地狱溪组覆盖了狐狸丘层英语Fox Hills Formation,而庞贝石柱遗址英语Pompeys Pillar National Monument位于地狱溪组的一小处偏僻区域。美国国家公园管理局于1966年将其化石区列为国家自然地标。世界最大的地狱溪化石收藏现存放并展示于蒙大拿州博兹曼市洛矶山博物馆英语Museum of the Rockies[2]化石的展示是1998年,由蒙大拿州立大学华盛顿大学[3]加利福尼亚大学柏克莱分校北达科他大学以及北卡罗莱纳大学共同组成的地狱溪计划所产生的结果。

地狱溪组在起伏的河道三角洲以及当地极其罕见的泥炭沼泽沉积物沿着低洼的东部大陆边缘,面向晚白垩世西部内陆海道,由一系列淡水和微咸粘土质的泥岩砂岩,沉积于马斯特里赫特阶达宁阶时期(分别是白垩纪末期和古近纪初期)。该地的气候是温和的,鳄目的存在表明这里是副热带气候,且无长期的年度寒流。著名且富含白垩纪-古近纪界线(K-Pg界线)将中生代新生代分开,作为不连续但明显的薄标记层出现在地层上方,偶尔出现在地层内部,而边界附近则是覆盖在上的联合堡层英语Fort Union Formation

描述

地狱溪组是一个位于美国蒙大拿州乔丹附近的一个,该组是北美洲一个被研究的十分透彻的地层,其年代跨度为大部分白垩纪晚期及一小部分古新世早期的地层。该地层分布于美国蒙大拿州北达科他州南达科他州以及怀俄明州的部分区域。在蒙大拿,地狱溪组覆盖了狐狸丘层。

1966年,地狱溪化石区被美国国家公园管理局列为国家自然地标[4]

地质

位于北美洲西部的地狱溪组和兰斯层地图

在蒙大拿州的地狱溪组覆盖于狐狸丘层之上,而位于联合堡层之下,地狱溪-联合堡界线包含了附近稍微上面一点的白垩纪-古近纪界线(K-Pg界线),其界定了白垩纪的终点,年代测定为6600 ± 7万年。[5]地狱溪组厚度约为90米(300英尺),据估计,可能沉积了约200万年。[6]在界线下好几米处,都有发现地狱溪动物群特征的物种[7]。北达科他州的塔尼斯遗址英语Tanis (fossil site)拥有被提议作为希克苏鲁伯陨石撞击影响的证据,该证据是一个在撞击后几小时内堆积而成的一种由化石遗骸和玻璃陨无序的混合物[8][9][10]

白垩纪-古近纪界线座落在上地狱溪及联合堡层英语Fort Union Formation路德洛段的接触面,然而在某些地区(如:北达科他州),界线却深入路德洛段地层中,且地狱溪组的某些部分高于边界线达3米(9.8英尺),[7]这表明了地狱溪组的某些部分超越了边界线,而进入了新生代的地层。[11]

古生物

地狱溪组动物相

在地狱溪组中发现了包括恐龙在内的大量动物遗骸。由于地狱溪组位于拉腊米迪亚的东海岸与西部内陆海道的交汇处,因此保存了许多海洋与陆地生物的化石。脊椎动物包含有恐龙翼龙鳄鱼离龙目蜥蜴海龟青蛙蝾螈等。鱼类哺乳动物的遗骸也在层中被发现。该地层还聚集来大量的无脊椎动物(如菊石)、植物哺乳动物鱼类爬行动物(如奥巴马齿蜥英语Obamadon)、海生爬行动物(包含沧龙科蛇颈龙科海龟)及两生类。地狱溪组著名的恐龙除了暴龙三角龙之外,还有似鸟龙科近颌龙科、多种小型兽脚类厚头龙亚目甲龙亚目。另外也有发现鳄形超目有鳞目成员。一些鸟类哺乳动物翼龙也被发现于该地层。一些鲨鱼𫚉鱼的牙齿也在地狱溪的河床上被找到,说明有些物种对淡水的耐受度从那时就有。兰斯阶英语Lancian,命名自兰斯层英语Lance Formation,的生物在系统发育学上要比坎帕阶北美物种更接近东亚加拿大/阿拉斯加动物相。地狱溪组也找到了一些被琥珀包裹住的昆虫[12]

沉积环境

地狱溪组主要由被子植物覆盖,是当时的优势植物

地狱溪组在起伏的河道三角洲以及当地极其罕见的泥炭沼泽沉积物沿着低洼的东部大陆边缘,面向晚白垩世西部内陆海道,由一系列淡水和微咸水粘土、泥岩和砂岩,沉积于马斯特里赫特阶达宁阶时期(分别是白垩纪末期和古近纪初期)。由在蒙大拿佩克堡地区裸露部分的特征来看,地狱溪组被认为是一个地势平坦,拥有森林泛滥平原,该地层较接近副热带气候,并拥有多种植被覆盖,从被子植物木到像落羽杉银杏松柏门植物以及蕨类均可在该层中找到。地狱溪组是由溪流堆积成的,并位于西部内陆海道边缘的海岸平原上。由于该地层有发现鳄鱼,故推断此地当时是副热带气候,应该没有寒季且有很大的降雨量

地狱溪组、兰斯层英语Lance Formation史考勒层英语Scollard Formation代表了西部内陆海道西岸不同的区段。沼泽形低地是当时恐龙等很多动物栖息地。宽广的海岸平原从海道向西延伸至刚形成的洛矶山脉。这些地层由大量的沙岩和泥岩组成,是基于当时的泛滥平原河流三角洲沼泽河口湾及海岸平原等环境因素所导致的。[13][14][15]其中地狱溪组是这些史前生态环境中被研究的最多的。当时这个区域拥有温暖潮湿的气候,因为潮湿的气候,森林及沼泽的植被非常多样化,沼泽中包含被子植物针叶树棕榈蕨类,森林则有针叶树、林冠下层植被梣树橡树灌木。在南达科他州西北角,湿地的黑色层地带冲积形成丰富的,泛滥平原积聚明亮的带状泥沙层。而在挖掘点好几处都发现丰富的树叶化石,表明这个区域很可能曾经被小型树木大量覆盖。

化石内容

恐龙

圆饼图为整个地狱溪组的主要恐龙数量统计

古生物学的领域中,古生物的数量一直是难以分析的。下列估计是地狱溪组中最常见的八种恐龙家族成员。

在地狱溪计划中,表层被分成三段:下段、中段、上段。上段和下段是the PLoS One报告中着重描述的部分,而在每个部分当中,均有发现大量的暴龙三角龙埃德蒙顿龙遗骸。其中三角龙是当中最普遍的,比较意外的是,暴龙的数量跟埃德蒙顿龙的数量相当,甚至在多一些。在上地狱溪段中,包含了22只三角龙、5只暴龙及5只埃德蒙顿龙

奇异龙似鸟龙厚头龙甲龙也包含在分类中,但数量相对较少,其他恐龙像圆头龙丹佛龙牛角龙似鸵龙冥河盗龙达科他盗龙梳齿龙里约龙近爪牙龙安祖龙细喙龙伤齿龙(也可能是梳齿龙),也被算入少数恐龙而不被计入分类中。

过去10年在地狱溪计划期间进行的化石收藏从改进的属级收集模式和健全的数据资料产生了新的资讯,这些数据揭示了出乎意料的恐龙相对丰富多元,以及过去认为罕见的个体发生学的年龄级距。研究发现了比以往更高的暴龙占比。在上层3所发现的暴龙数量和埃德蒙顿龙一样,而在下层3中,暴龙的数两在主要恐龙动物群中的占比仅次于三角龙埃德蒙顿龙在其之后。这项数据惊人的包含了:1.在Apex砂岩及Jen-Rex淤砂发现的两个腿部沉积物(MOR loc. HC-530 and HC-312)。2.地层2/3的部分反应和上段3及下段3的纪录一样的情形,即只有发现恐龙的骨骼。

三角龙是地层中最普遍的恐龙,约占40%,远超其他恐龙,其次是暴龙,约占24%,埃德蒙顿龙第三,约占20%,奇异龙8%、似鸟龙5%,厚头龙甲龙只有1%,占比相对较少。

地狱溪组恐龙的足迹化石非常稀少,直至2017年,只有发现一个可能是暴龙留下的足迹,发现于2007年并于隔年描述。[16]

近鸟类

过去发现的许多牙齿化石被归类属于多种驰龙科伤齿龙科成员,包括驰龙蜥鸟盗龙伤齿龙,而他们被认为只存在于更古老的层中,然而在2013年伊凡等人的研究中,得出的结论为几乎没有证据表明在地狱溪-兰斯层中有超过一种的驰龙科成员,这使得冥河盗龙在地狱溪的分类失效,这一论点在2015年狄帕玛等人所描述的大型新种驰龙科成员达科他盗龙出土之下被推翻了。[17]伤齿龙科等虚骨龙类恐龙的牙齿化石普遍存在于地狱溪组中,较知名的包括近爪牙龙梳齿龙里约龙

植物相

裸子植物

地狱溪组是一个低地泛滥平原,当时的海平面尚未下降,在这片湿地上有高密度的疏林樟科桑科水青冈木兰科棕榈科生长。蕨类苔藓则是其下层植被。地狱溪组上层古新世早期部分的植被包含蕨类阴地蕨狗脊紫萁单核蕨英语Onoclea蚊子蕨英语Azolla,松柏门黎明红杉英语Metasequoia单子叶植物 Limnobiophyllum(浮萍亚科亲戚),以及双子叶植物连香树科悬铃木[18][19]被子植物包含了多种的叶子、种子、花瓣及其他结构。就数量上来说,被子植物是当时最多样化且最优势的植物相,占了90%,然而,常绿植物中还包括了松柏、银杏、落羽松及苏铁裸子植物。被子植物包含了多种以灭绝的树。现今的地狱溪植物群是常绿植物落叶植物混合的阔叶林,看似和当时相差无几,但仔细观察会发现现今的植被群和当时还是有明显差异的,最显著的例子就是今天的蒙大拿,当时有棕榈表明当时该地的气候要比现在温暖。

地狱溪组发现的果实化石

科克·强森称地狱溪组并无橡木。蕨类也不常见,然而,在白垩纪-古近纪界线上2厘米,丰富的蕨类孢子显著增加。蕨类孢子的增加又被称为"蕨类尖峰"(这意味着,如果绘制出作为地层位置函数的孢子丰富度,该图将显示撞击沉降层正上方的尖峰)。强森还发现,许多地狱溪组的被子植物物种现已灭绝,他相信在蒙大拿及北达科他当时的陆生植物大约80%都在白垩纪-古近纪灭绝事件中消失。

相较于南北达科他州丰富的植物化石,蒙大拿发现的植物化石收藏较少。在蒙大拿州的布朗巴特,一个叫修梅克的人收藏了一些种类的该层植物化石,但大部分的植物都收藏于南北达科他州。在耶鲁大学皮博迪自然史博物馆(Peabody Museum of Natural History或Yale-Peabody Museum)的馆藏中,二名法属名字尾有"TYPE"的,代表是正模标本。"YPM"是皮博迪自然史博物馆馆藏标本的前缀代码。

总览 (强森, 1997): 190种植物型态,包括:

地狱溪组的植物

裸子植物

银杏

被子植物

参见

参考文献

  1. ^ White, Paul D.; Fastovsky, David E.; Sheehan, Peter M. Taphonomy and Suggested Structure of the Dinosaurian Assemblage of the Hell Creek Formation (Maastrichtian), Eastern Montana and Western North Dakota. PALAIOS (SEPM Society for Sedimentary Geology). February 1998, 13 (1): 41–51 [13 November 2020]. Bibcode:1998Palai..13...41W. JSTOR 3515280. doi:10.2307/3515280. (原始内容存档于2020-11-14). 
  2. ^ Boswell, Evelyn. Paradise in Hell Creek. Montana State University. [2 April 2007]. (原始内容存档于2022-06-11). 
  3. ^ Wilson Lab
  4. ^ U.S. National Park Service, 1966
  5. ^ Husson et al., 2011
  6. ^ LeCain, 2010
  7. ^ 7.0 7.1 Pearson et al., 2002
  8. ^ DePalma et al., 2019
  9. ^ Broad, 2019
  10. ^ Preston, 2019
  11. ^ Johnson et al., 2002
  12. ^ DePalma, 2010
  13. ^ Lofgren, 1997
  14. ^ Breithaupt, 1997
  15. ^ Eberth, 1997
  16. ^ Manning et al., 2008
  17. ^ Evans, 2013
  18. ^ Chandrasekharam, 1974
  19. ^ Christophel, 1976

Bibliography

General
  • Broad, William J., and Kenneth Chang. 2019. Fossil Site Reveals Day That Meteor Hit Earth and, Maybe, Wiped Out Dinosaurs. The New York Times.Missing accessdate ISSN 0362-4331
  • Preston, Douglas. 2019. The Day the Dinosaurs Died, 1. The New Yorker.Missing accessdate
  • U.S. National, Park Service. 1966. National Natural Landmarks - National Natural Landmarks (U.S. National Park Service), 1. www.nps.gov.Missing accessdate
  • Wilson, Lab. 2017. Hell Creek Project – Wilson Lab, 1. University of Washington.Missing accessdate
Geology
Paleontology

延伸阅读

外部链接