河南西峡晚白垩世恐龙蛋化石壳微量元素组成及其对恐龙灭绝的指示意义

汪晓伟; 姚肖永; 徐学义

doi:10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.05.004

河南西峡晚白垩世恐龙蛋化石壳微量元素组成及其对恐龙灭绝的指示意义

1.
长安大学地球科学与资源学院, 陕西西安 710054

2.
长安大学地质博物馆, 陕西西安 710054

3.
中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西西安 710054

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2013CB837100);长安大学优秀博士论文培育资助项目(310827150);中央高校基本科研业务费专项基金(2014G1271059, CHD2011JC160)

详细信息

作者简介: 汪晓伟, 博士研究生, 主要从事岩石学研究。E-mail: wxw04121555@163.com

通讯作者: 徐学义, 研究员, 博士生导师, 主要从事区域地质与岩石地球化学研究。E-mail: xuxueyi1030@163.com

收稿日期: 2015-08-13

修回日期: 2015-09-16

录用日期: 2015-09-22

刊出日期: 2015-05-25

Trace Element Determination of Late Cretaceous Dinosaur Eggshell Fossils from Xixia Basin, Henan Province by ICP-OES and Its Implications for Extinction of Dinosaurs

1.
College of Earth Science and Resources of Chang'an University, Xi'an 710054, China

2.
Geological Museum, Chang'an University, Xi'an 710054, China

3.
Xi'an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi'an 710054, China

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Corresponding author: XU Xue-yi, xuxueyi1030@163.com

Received Date: 13 August 2015

Revised Date: 16 September 2015

Accepted Date: 22 September 2015

Publish Date: 25 May 2015

摘要

摘要:
恐龙蛋化石是探索恐龙生存和灭绝的重要研究材料, 目前对恐龙蛋化石的研究集中在生物学和埋藏特征方面。本文利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对采自河南西峡晚白垩世的12枚恐龙蛋化石壳及部分围岩进行分析测试, 研究其生命微量元素组成及其与恐龙灭绝的关系。结果表明, 恐龙蛋壳中缺乏碳氮磷硫等有机质元素, 而主要由钙铝镁铁钾等生命必需元素和锶锰钡镧锌硼钒钴铱等微量元素组成, 其中锶和铱均具有明显的超高异常, 这可能与地外撞击事件引起生态环境的急剧变化有关。元素的组合规律表明西峡盆地晚白垩世应为干旱、半干旱的气候环境, 来自于环境中异常含量的锶和铱共同作用使这一时期该地区大量的恐龙蛋在恐龙体内遭受污染, 发育孵化机能受到影响, 成为导致盆地内恐龙灭亡的主要原因之一。这一发现为探讨恐龙生活环境变化、灭绝原因以及揭示晚白垩纪古气候提供了重要依据。
- 恐龙蛋壳 /
- 生命微量元素 /
- 锶和铱 /
- 超高异常 /
- 电感耦合等离子体发射光谱法
Abstract:
Dinosaur egg fossils are important for exploring the survival and extinction of the dinosaurs. Current researches on dinosaur egg fossils are concentrated in their biology and burial features. In this study, Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) was used to determine trace element composition of twelve dinosaur eggshell fossils in the late Cretaceous from Xixia basin and their surrounding rocks, in order to the relationship between trace elements and the extinction of dinosaurs. Results show that the dinosaur eggshell fossils are depleted in organic elements such as C, N, P and S, and mainly consist of essential elements such as Ca, Al, Mg, Fe and K and other trace elements such as Sr, Mn, Ba, La, Zn, B, V, Co and Ir. Abnormal high Ir and Sr may be related to the extraterrestrial impact event causing the dramatic changes of the ecological environment. Element assemblages indicated that the climate during the late Cretaceous in this area might have been semiarid to arid. Abnormal high Ir and Sr in the environment probably have caused structure and pathological changes of those eggs within the dinosaurs. Thereby the dinosaur eggs could not be hatched, which probably resulted in the gradual demise of dinosaurs. This study provides an important basis for investigating the living environment of dinosaurs, causes of extinction and the late Cretaceous climate.
- dinosaur eggshell /
- trace elements of life /
- strontium and iridium /
- obvious abnormal /
- Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry

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图 1 河南西峡盆地位置及岩相分布略图^[22]

Figure 1.

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图 2 长安大学地质博物馆馆藏恐龙蛋化石照片

Figure 2.

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表 1 西峡恐龙蛋化石壳及部分围岩主要组成元素含量特征

Table 1. The content of the main element of dinosaur egg fossils shells and its partial surrounding rocks in Xixia Basin

样品编号	类型	采集地点	元素含量(%)
样品编号	类型	采集地点	Ca	Al	Mg	Fe	K
CD-01	蛋壳	河南西峡	28.6	1.22	0.61	0.74	0.21
CD-02	蛋壳		34.4	0.89	0.78	0.49	0.18
CD-03	蛋壳		31.8	1.34	0.41	0.62	0.17
CD-04	蛋壳		32.3	0.96	0.47	0.51	0.15
CD-05	蛋壳		34.6	0.77	0.52	0.36	0.10
CD-06	蛋壳		32.7	0.65	0.39	0.34	0.14
CD-07	蛋壳		30.7	1.18	0.88	0.84	0.25
CD-08	蛋壳		34.1	0.62	0.39	0.47	0.13
CD-09	蛋壳		35.8	0.59	0.41	0.33	0.12
CD-10	蛋壳		33.2	0.48	0.36	0.31	0.11
CD-11	蛋壳		32.7	0.88	0.55	0.47	0.19
CD-12	蛋壳		30.4	0.79	0.58	0.5	0.16
围岩	蛋外砂岩		4.13	5.76	1.21	3.31	1.68
围岩1	泥质粉砂	西峡	6.51	7.04	2.57	4.21	2.38
围岩2	泥质粉砂	三里庙	6.31	5.25	1.54	2.28	1.65
EG-1	鸡蛋壳	北京	-	-	-	-	-
EG-2	鸡蛋壳	北京	-	-	-	-	-
腕足(D)	介壳化石	四川甘溪	-	-	-	-	-
介壳(现代)	介壳化石	四川甘溪	-	-	-	-	-
一般沉积岩	碎屑岩	地壳	2.68	-	-	-	1.32
现代陆生动物	现代陆生动物	地球	0.02~8.5	-	-	-	0.74
注：表格中“-”表示暂未搜集到相关数据。

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表 2 西峡恐龙蛋化石壳及部分围岩的微量元素含量特征

Table 2. The content of the trace element of dinosaur egg fossils shells and its patical surrounding rocks in Xixia Basin

样品编号	类型	采集地点	元素含量(10^-6)								Ir含量 (10^-12)
样品编号	类型	采集地点	Sr	Mn	Ba	La	Zn	B	V	Co	Ir含量 (10^-12)
CD-01	蛋壳	河南西峡	4210	508.7	150.2	61.8	42.1	18.6	12.8	3.1	8.5
CD-02	蛋壳		5507	336.5	162.3	32.8	21.6	12.4	12.6	2.8	7.4
CD-03	蛋壳		8617	1164	153.6	38.6	26.4	16.2	8.5	2.3	8.8
CD-04	蛋壳		8843	2608	151.4	38.3	34.2	18.8	9.7	2.4	9.1
CD-05	蛋壳		12020	1228	2232.4	32.6	25.6	15.7	9.7	1.9	15.4
CD-06	蛋壳		4408	1208	102.6	100.4	25.3	17.4	9.1	1.8	8.2
CD-07	蛋壳		1938	426.8	120.2	46.7	43.9	21.5	14.2	3.9	8.3
CD-08	蛋壳		4263	1986	283.2	24.8	12.7	18.3	9.8	2.4	9.6
CD-09	蛋壳		3678	348.6	201.4	28.7	30.4	16.2	7.6	1.8	9.2
CD-10	蛋壳		5684	1208	136.8	70.2	30.1	13.8	7.3	1.9	8.4
CD-11	蛋壳		8532	1241	160.7	34.6	27.3	16.5	9.1	2.6	9.8
CD-12	蛋壳		6453	1075	134.3	31.2	24.6	19.6	8.6	2.7	8.6
围岩	蛋外砂岩		263	808.6	1487	-	131.7	64.5	86.8	14.3	24.6
围岩1	泥质粉砂	西峡	194	700	646	-	89	-	116	33	-
围岩2	泥质粉砂	三里庙	180	800	559	-	51	-	83	31	-
EG-1	鸡蛋壳	北京	611	-	118	-	-	-	-	-	-
EG-2	鸡蛋壳	北京	561	-	337	-	-	-	-	-
腕足(D)	介壳化石	四川甘溪	433~2944	-	-	-	-	-	-	-	-
介壳(现代)	介壳化石	四川甘溪	815~1923	-	-	-	-	-	-	-	-
一般沉积岩	碎屑岩	地壳	0.02	-	100~200	10~20	16	-	-	0.3	-
现代陆生动物	现代陆生动物	地球	14	-	0.75	0.0001	160	-	-	0.03	-
注：表格中“-”表示暂未搜集到相关数据。

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河南西峡晚白垩世恐龙蛋化石壳微量元素组成及其对恐龙灭绝的指示意义

1. 长安大学地球科学与资源学院, 陕西 西安 710054 2. 长安大学地质博物馆, 陕西 西安 710054 3. 中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西 西安 710054

作者简介: 汪晓伟, 博士研究生, 主要从事岩石学研究。E-mail: wxw04121555@163.com

通讯作者: 徐学义, 研究员, 博士生导师, 主要从事区域地质与岩石地球化学研究。E-mail: xuxueyi1030@163.com

Trace Element Determination of Late Cretaceous Dinosaur Eggshell Fossils from Xixia Basin, Henan Province by ICP-OES and Its Implications for Extinction of Dinosaurs

1. College of Earth Science and Resources of Chang'an University, Xi'an 710054, China 2. Geological Museum, Chang'an University, Xi'an 710054, China 3. Xi'an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi'an 710054, China

Corresponding author: XU Xue-yi, xuxueyi1030@163.com

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1.
长安大学地球科学与资源学院, 陕西西安 710054

2.
长安大学地质博物馆, 陕西西安 710054

3.
中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西西安 710054

1.
College of Earth Science and Resources of Chang'an University, Xi'an 710054, China

2.
Geological Museum, Chang'an University, Xi'an 710054, China

3.
Xi'an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi'an 710054, China