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在鄂托克旗与乌海市交界处的桌子山地区，发现了绝对年限36.7亿年的深变质麻岩系。由此推断，鄂尔多斯地区是我国乃至世界上最原始的古陆之一，我们称之为“鄂尔多斯古陆”。由于长时间的沉积，使得鄂托克地区成为化石的极佳产地。
恐龙最早出现在约2.4亿年前的三叠纪晚期，灭绝于白垩纪末期，在地球上曾经独霸约1.5亿年之久。恐龙开创了一个空前的时代，可以说中生代的水、陆、空全是恐龙的天下。
鄂托克旗保存着大量珍贵的恐龙足迹，其珍贵之处就在于其难以保存，特别是恐龙早已灭绝，这使得恐龙的足迹更加珍贵。试想一下，您今天在海滩边留下的脚印明天还能找到吗？更别说数千万年前留下的脚印。恐龙在1.25亿年以前在鄂托克地区留下的足迹，堪称世界级的宝贵财富。
第一节 古生物化石的极佳产地
地球经过漫长的进化过程，曾经有无数生物生存在这里。那些生物死去了，难道人类就无从知道它们的过去吗？当然不是，大自然给我们留下了宝贵的资料——化石。化石，简言之就是生存在很久以前的生物的遗体或遗迹形成的石头。有了化石，人们便可以对古代动物、植物进行进一步的了解，科学地推断出古代动物、植物的生存情况和生活环境，还可以从中知道埋藏化石的地层年代与地球发生的变迁。由此可见，化石是进化论最好的证据。化石与人类息息相关，对生物发展史的科学研究起着非常重要的作用。由于鄂尔多斯地区是我国乃至世界上最原始的古陆之一，我们称之为“鄂尔多斯古陆”。尤其是鄂托克地区是鄂尔多斯市地质地层最完整、化石类型最丰富的地区。
一、远古遗迹——什么是化石
地球已有45.5亿年的漫长历史，最早的生命在30亿年之前就已经出现。而人类有记载的历史不过几千年，那么科学家是怎样研究地球和生命历史的呢？中国古代有“沧海桑田”的传说，那真正的历史是怎样的呢？化石便是科学家最有力的证据，化石也是地球的记忆。
简单地说，化石就是一种特殊的石头，是生活在亿万年前的生物遗体或遗迹深埋在地下变成的跟石头一样的东西。在漫长的地质年代里，许许多多的生命在地球上出现、绽放，然后消失。恐龙、猛犸象都曾经在这颗蓝色星球上写下绚烂的篇章。化石是这些物种曾经存在的唯一证据。
在这些生物死亡之后，它们的遗体或生活时遗留下来的痕迹，其中一部分被泥沙埋入地下。随着时间的推移，这些生物遗体中的有机物质被逐渐分解，只留下较为坚硬的部分，例如外壳、骨骼、枝叶等。它们与周围的沉积物一起，经过石化作用变成了石头。但是，它们本来的形态及结构，甚至于一些微小的内部构造，仍然完好地被保留下来；生命活动的痕迹就通过这种方式保留了下来，形成我们今天所看到的化石了。
化石可以提供很多信息。经过研究，我们可以还原古代动物、植物的样子，进而推断出古代动物、植物的生活状况及生活环境，而且还可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，更重要的是可以推断出生物从古到今是如何进行演变与进化的。
恐龙化石是我们最熟悉的，也是我们与这些史前巨兽零距离接触的最直接的物质资料。那么，化石是怎样形成的呢？形成化石的条件有很多，但是有三个基本因素。
（一）生物必须拥有坚硬部分，如壳、骨、牙或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物身体，如昆虫或水母，也能够变成化石。
（二）生物必须被迅速地埋藏起来。这样生物遗体就不会被风化或者被其他因素所毁坏。这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。海生动物死亡后沉在海底，被软泥覆盖。软泥在后来的地质时代中则变成页岩或石灰岩等岩石。较细粒的沉积物不易损坏生物的遗体。在德国侏罗纪时期的某些细粒沉积岩中，就很好地保存了诸如鸟、昆虫、水母这样一些脆弱的生物化石。
（三）足够的石化时间。人们现在见到的化石都是遥远地质历史时期的产物，而石化的过程是在分子水平上进行的，因此是十分缓慢的。石化过程一般需要几百万年的时间。在骨骼变成化石的同时，包围在骨骼周围的泥土也变成了岩石，即围岩。那些几亿年的化石是动物骨骼被石化后一直以化石的形式保存在围岩中，直到被人类发现为止。当然，还有大量化石，虽然已经完成了石化过程，但是在后来的地质作用下又消失了，完全融化在围岩中。
二、化石的来源及演变过程
最初人们对这些恐龙的化石并没一个统一的称呼，叫起来也相当不方便，直到1842年，英国古生物学家查里德·欧文爵士用拉丁文给它们专门起了一个名字——dinosaur。英文的dinosaur来自希腊文deinos（意思是恐怖），saurosc（意思是蜥蜴或爬行动物）。从此，这一大类彼此有一定亲缘关系，却又表现得形形色色的爬行动物就有一个统一的名称——“恐怖的蜥蜴”。用汉语概括下来，就是“恐龙”。化石是史前生物能保存下来的较坚硬的一部分，并且这些生物大多生活在化石密集地区。在火山爆发的时候，整片森林都会被落下的火山灰掩埋。
这些火山灰把树木和空气隔绝，因此在许多森林化石中可以看到仍然以很好的姿态矗立着的树。流沙和焦油沥青也能迅速把落入其中的动物掩埋起来。基本上可以把焦油沥青看作捕获野兽的陷阱，它又像防腐剂一样，能阻止动物坚硬部分的分解。另外，在高海拔或者高纬度的冰川或者冻土中，会发现一些生活在冰河时期的动物，它们被冻结起来，大大增加了被保存下来的几率。
化石并不是一朝一夕形成的。即使满足了生物变成化石的条件，仍然会有种种原因使得一些生物化石从未被人类发现。例如，有些化石由于受到地面剥蚀作用被破坏掉，或是化石较为坚硬的部分被地下水分解了。
除此之外，还有一些化石也有可能完好地保存在岩石里，但是当岩石发生了强烈的物理或者化学变化时，例如褶皱、断裂或熔化，含化石的海相石灰岩就会变为大理岩。在这个过程中化石会完全消失。另外，还有很多化石存在于沉积岩层中，无法进行科学研究工作。不过，也有一些裸露在地表之外的含化石的岩石，它们广泛分布在世界上很多地方，等待人们发现和研究。
三、鄂尔多斯古陆
在鄂尔多斯地区西部的桌子山地区，经中国科学院地质研究所同位素测定，确认它的绝对年代为距今36.7亿年，是我国乃至世界上目前已知地质时代最早的古大陆地壳岩层之一。由此可知，在地球刚诞生不久的太古代初期，鄂尔多斯地区是地球上最原始的古陆之一，科学界将之称为“鄂尔多斯古陆”。
地质学家们采用现代化的检测技术，通过对这些古老岩石化学成分的研究，为我们描绘了一幅36亿年前鄂尔多斯地区古地理、古气候的景象图：“当时鄂尔多斯地区的上空，没有像今天这样湛蓝的天空。在初生的原始大气层中，仅有二氧化碳、甲烷、氨、氢等，地面上的氧还是以氧化物的状态而存在。因此，在原始的鄂尔多斯大陆上，大地上光秃秃的，没有生命，更没有碧绿葱翠、色调柔和的景色，到处灰蒙蒙的一片，死一样的沉寂。然而，原始古陆的不断增生，又使鄂尔多斯地区处在不平静的动荡之中，在这荒凉不毛的大地上，地幔熔融物质不断滚动，地上火山喷发频繁，四处熔岩横流，浓烟滚滚，呈现出造陆的沸腾景观。”
四、古生代
（一）鄂尔多斯古海——鄂尔多斯地质史上唯一的海洋时期
在强烈的地质运动影响下，到距今约6亿年前的古生代早期，持续了30亿年之久的古陆地壳逐渐下陷，随着海水的不断侵入，海洋面积的不断扩大，鄂尔多斯古陆退出了地球的陆地历史舞台。
“鄂尔多斯曾经有过海洋？”凡是到过鄂尔多斯地区的人们，望着眼前高原隆起、丘陵起伏、荒漠遍布的自然景观，无不发出这样诧异的惊问。科学家们是通过什么来判定，鄂尔多斯这块高高隆起在中国北方大地上的高原，远古时期还曾经是浩瀚海洋的呢？这些得从鄂尔多斯地区现存的古老海洋古生物化石讲起。
1.三叶虫——鄂尔多斯大地上时代最久远的生命
三叶虫属于节肢动物门三叶虫纲。由于三叶虫化石总是与海生的珊瑚、海百合、腕足动物、头足动物化石共生，所以可以肯定它们是仅生活在古生代海洋中的动物。
从背部看三叶虫为卵形或椭圆形，体外包有一层外壳，虫体外壳纵分为一个中轴和两个侧叶，故名三叶虫。三叶虫出现在寒武纪早期，距今已有5亿多年的历史，到了晚寒武世发展到高峰，种属和数量出现很多形体大小差异很大，小的仅1毫米，大的近1米。作为当时海洋中的霸主，三叶虫在奥陶纪仍然很繁盛，进入志留纪后开始衰退，至二叠纪末则完全绝灭。它们的灭绝，很可能和鱼类的大量出现有一定的关系。三叶虫化石是早古生代的重要化石之一，是研究古节肢动物、生物进化以及划分和对比寒武纪、奥陶纪、志留纪地层的重要依据。
2.角石——鄂尔多斯古海中的“霸主”
角石属海生头足类动物，它的形状如同动物的角，有直的，亦有弯的或盘曲状的，具有坚硬的外壳，体长多为20～60厘米，最长的达1米以上。它出现的时间较三叶虫要晚，是当时海洋中凶猛的食肉动物，主要分布在被地质学界称为生命大爆发阶段的奥陶系石灰岩中。我国角石化石资源非常丰富，北方奥陶纪地层中的鄂尔多斯角石、阿门角石、灰角石等都是代表性属种，其中的鄂尔多斯角石，便是以鄂尔多斯首先发现的角石新种属而命名的。
3.笔石——高等生物的先祖
笔石属于半索动物，又称口索动物或隐索动物，一般身体呈蠕虫状，左右对称，全部生活在志留纪的海洋中。笔石的涌现和繁盛，预示着高等生物的先驱已经出现。笔石形体大小不一，大的体长50～70厘米或更长，小的仅有几毫米长。它们的种类很多，但都有一些共同的特征。笔石体的一端是一个长锥形的胎管，从这里衍生出一系列笔石虫体居住的胞管，许多胞管接连生长就形成了笔石枝，由一个或多个笔石枝就形成了笔石体。笔石体在海水中漂浮，可以到达很远的地方。
鄂尔多斯地区发现的笔石化石不仅数量丰富，而且出现的也比较早，为研究笔石的系统分类、生态学及其演化等提供了难得的材料。另外，奇特的棘皮动物海百合、形形色色的软体动物贝壳化石等，也为我们揭秘绚丽多彩的鄂尔多斯古海提供了难得的物证。
正是通过鄂尔多斯西部地区发现的这些古老的海生无脊椎动物以及其他地质资料得知，从距今6亿年前的古生代早期开始，在造山运动的作用下，来自中国南部的海水首先侵入鄂尔多斯西部地区，形成一个南北向的巨大海湾，并不断向东扩展，在以后1亿多年的时间里，鄂尔多斯便成为海洋的世界。
由于属于浅海区，阳光和氧气充足，所以海生无脊椎动物得以迅猛发展，鄂尔多斯也从此拉开了生物进化史的帷幕。
当时各种腕足类、腹足类、瓣鳄类和海百合等，门类众多、空前繁盛。它们形态各异、色彩缤纷，使鄂尔多斯古海呈现一派绚丽多姿、生机勃勃的景象。另外，既温暖又清澈的浅海环境，造就了喜欢生活在浅海的各种钙藻和海绵动物的大量繁殖。由于这些不起眼的小动物本身具有钙质的骨骼，死后被藻类缠绕包覆，天长日久，形成了厚厚的礁体——生物礁。科学家们通过对世界各地二叠纪生物礁扩展研究，揭示出了它们与石油、天然气形成的密切关系。这也是鄂尔多斯浅海地区之所以蕴含大量天然气的关键所在。
在古生代晚期，既是海生无脊椎动物发展的鼎盛时期，同时也是生物界由海洋生物向陆地生物扩展的巨变时期，鱼类首先从无脊椎动物中分化出来，形成生物界的新种族。
（二）石炭纪——鄂尔多斯地区历史上的首次造煤时代
进入古生代晚期，伴随地壳抬升、鄂尔多斯古海面积的不断缩小，陆地面积不断扩大。此时的鄂尔多斯气候温暖湿润，十分有利于植物的生长，陆生植物从滨海地带向内陆蔓延，并得到空前发展，形成了大规模的森林和沼泽，万木参天、密林如海。既有高达40米的乔木，也有低矮、茂密的灌木，成为鄂尔多斯地质史上首次重要的造煤时代。据科学家们推测，每形成1米厚的褐煤层，大约需要厚达20米的植物堆积，而每形成1米厚的优质精煤（烟煤），又需要10米以上的褐煤压缩而成。
鄂尔多斯著名的准格尔煤田南北长73千米，东西平均宽23千米，面积1723平方千米，储量253亿吨，煤层平均厚度在30米以上。神东煤田的总面积更是达3.12万平方千米，已探明的地质储量为2236亿吨。由此可以推断，当时鄂尔多斯及周边地区森林的覆盖率及茂盛程度之广大。
这些数亿年前的植物因种种原因被埋入地下后，大多数形成了煤炭，但亦有一部分在特定的保存环境下，由于地层中的化学物质，如二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等，在地下水的作用下不断渗入并积聚在树木内部，替换了原来的木质成分，因此在保留了树木原形态的同时，经过这种石化作用形成了木化石。但这些极少数有幸成为化石的植物遗骸，则为我们窥探数亿年前鄂尔多斯大地的植物世界，提供了极为珍贵且其他任何资料都无法替代的有形证明。
五、中生代
中生代是显生宙的三个地质时代之一，可分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个纪，也被称为恐龙时代。中生代也是板块、气候、生物演化改变极大的时代。在中生代开始时，各大陆连接为一块超大陆——盘古大陆。盘古大陆后来分裂成南北两片，北部大陆进一步分为北美和欧亚大陆；南部大陆则分裂为南美洲、非洲、印度与马达加斯加、澳洲和南极洲，只有澳洲没有和南极洲完全分裂。中生代的气候非常温暖，对动物的演化产生影响。在中生代末期，已出现现代类型生物群的雏形。鄂托克在中生代除了保存有大量的恐龙足迹化石外，还发现了数量众多的恐龙化石、恐龙蛋化石及鱼类化石。
（一）萨茹拉鄂托克龙
2000年，中、美两国古生物工作者在鄂托克旗阿尔巴斯苏木发掘出一具距今约8000万年前的晚白垩世蜥脚类恐龙化石，经中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员赵喜进等专家研究认定，该恐龙化石属于蜥臀目蛛脚类亚目圆顶龙科盘足龙亚科的一个新属。因此，按照学术界的惯例，依该标本的首次发现者和发现地，将其命名为萨茹拉鄂托克龙。此次发现的恐龙化石保存有较为完整的右侧股骨及其他部位的骨骼，根据骨骼形态推断，该恐龙体长约15米，是目前发现的同时代蜥脚类恐龙中最高的，堪称亚洲之最。
萨如拉鄂托克龙生活在距今约8000万年前的晚白垩世，晚白垩世的蜥脚类恐龙在全世界均发现较少，因此萨如拉鄂托克龙的发现，不仅填补了我国晚期蜥脚类恐龙的空白，同时对于研究恐龙晚期的系统演化和恐龙的最终绝灭都具有决定性作用。此外，内蒙古地区的晚白垩世地层出露较少，此次白垩世晚期恐龙的发现，对于鉴定对比晚白垩世地层年代，恢复当时的地理环境及古气候等，均提供了不可多得的科学信息。
（二）伊克昭龙
伊克昭龙是一类长吻的离龙类（鳄龙科）恐龙，因首先发现于伊克昭盟（今鄂尔多斯市）而得名。长吻的离龙类恐龙与鳄类生活方式相近。
（三）洛克雷查布龙
因在鄂托克旗查布苏木（今阿尔巴斯苏木）发现的一个兽脚类的新种属而得名，它是当时称霸这个区域的一种大型食肉类恐龙。
（四）查布中生代鱼化石
在阿尔巴斯苏木境内属于侏罗纪、白垩纪的河湖相地层中，发现有大量形态各异的鱼类化石。它们是距今1.5亿万年前的古老鱼类，主要种类有：东方伊克昭弓鳍鱼、师氏中华弓鳍鱼、伍氏狼鳍鱼、董氏狼鳍鱼、甘肃狼鳍鱼等，在鱼类的演化史上，分别属于全骨鱼和真骨鱼中的原始类群，是研究鱼类进化史的珍贵实体资料。
（五）成吉思汗鄂托克鸟——最早在鄂尔多斯地区发现的反鸟类动物化石
在侏罗纪晚期，始祖鸟的出现是生物演化史上的一个重要事件，这是爬行动物向鸟类演化的一次变革。
成吉思汗鄂托克鸟因首次发现于鄂托克旗而得名。它是生活在白垩纪（距今约1.4亿年前）的一种属于反鸟亚纲的新种属，在地质年代上略晚于著名的始祖鸟和孔子鸟，略早于华夏鸟，在生物进化史上优于孔子鸟。反鸟类是由于其一些构造与现生鸟正好相反而得名，著名的始祖鸟、孔子鸟以及中国发现的大批中生代早白垩世鸟类化石多属这一类。它们和现生鸟类的祖先今鸟类同源于一个单系祖先，而且和睦相处了千百万年，在白垩纪晚期全部灭绝。成吉思汗鄂托克鸟化石的发现，在研究反鸟亚纲的类别、进化以及与今鸟亚纲的关系、现代鸟类的起源等方面，具有十分重大的意义。
（六）恐龙蛋化石
在鄂托克地区发现了数量众多的蜥脚类和兽脚类恐龙的恐龙蛋化石，部分藏于鄂托克地质博物馆和鄂尔多斯博物馆。恐龙是卵生动物，通过受精孵化产生下一代。不同恐龙产蛋方式不同，蛋在窝内排列的方式也不同。科学家们推测，恐龙喜欢在水边、向阳、地势较高的地方下蛋。蛋壳的外表面光滑或具点线纹饰。我国是世界上恐龙蛋化石埋藏异常丰富的国家。
根据古生物学家的研究，恐龙蛋壳的显微结构，随着地质时代的变化而显示出一定变化规律；蛋壳上气孔孔径大小和疏密程度与古气候的干湿变化有关。在白垩纪末期恐龙走向灭绝时，蛋壳结构上也出现异常变化。因此，深入研究恐龙蛋壳的显微结构，可以为我们研究恐龙蛋演化和分类、古气候变化和恐龙灭绝原因等多方面提供珍贵的信息。
来源：尚二平、杨勇主编，甄自明编著《鄂托克旗史迹拾遗》，内蒙古大学出版社，2021年11月出版 |
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