阿克苏地区图书馆

新疆二叠纪古昆虫和节肢动物化石的发现与研究
  一、发现过程简述
  1988年，在准噶尔东南大断裂带野外考察作业中，于二叠系地层发现古昆虫和节肢动物门化石数块，这些化石产于沉积岩、页岩、粉砂岩与深灰色油页岩之间，化石母岩岩相为浅灰色湖沼沉积相硬泥质页岩。
  化石采集点在二叠系地层外露部分，厚约50m，背斜构造的顶部已被侵蚀，但生物地层保存完整。长期外露部分风化严重，夹有风化层，有的地段被黄土覆盖，有的地段被风化的页岩碎屑岩覆盖，其厚度不等。该地区从天山多次轮回构造运动的影响来看，就宏观而论，地质构造比较复杂；从微观而言，其构造运动影响不大。这是该地区生物地层能较完整地保存下来的主要原因，地质剖面见图 4-1。
  这些化石采集点的地貌特征，系博格达山以西的天山山前坳陷褶皱带低山丘陵的一个组成部分，相对高度60～70m，海拔高度934.4m。西北为一谷地，东南坳陷为一小盆地，山地东西走向，东部偏北，为西北谷地与东南盆地的分水岭，沿山脊两侧形成许多小的流水沟。在这山地上，已经过考察作业的有 7个点，古昆虫化石和节肢动物化石均在这 7个作业点出土，见图 4-2。
  化石标本出土后经初步测定，古昆虫化石和节肢动物化石，体态一般较完整。据估计，化石的形成距今 2.7亿～ 2.8亿年。
  二、古昆虫化石的判读与推测
  古生物距今年代久远，有的种群已经绝迹。现代生物经过长期地质变迁，生态上同其祖先有着绝对生物进化上的差异。但一切事物的产生和发展过程，是万变不离其宗的。按现代昆虫模式图，从形态学的观点，进行了对比分析，说明1988年在准噶尔东南大断裂带发现的化石，经判读推测为古昆虫化石，其化石上昆虫的外部形态，头、胸、腹、翅等较全。经与资料对照研究，对其体态较完整的已推测为鳞翅目、双翅目。
  （一）鳞翅目古昆虫化石的判读与描述化
  石中昆虫体长 3.7 cm，胸长 1.0 cm，腹长 1.5 cm，头长 0.5 cm，胸宽 1.0 cm，腹宽 1.0 cm，见图 4-3、图4-4。
  1.头部及其附属器官
  头部有清楚的头节、前头节，复眼、触角各一对，具有头颅缝、后头缝、后头后缝、眼缝及触角缝，颅区可见。口缝、亚颊缝等其他器官，被压在岩石底部，情况不明。触角清晰，呈佩剑式于左右眼前方两侧，从放大图像上可以清楚地分辨出触角的全部结构。除关节、触角缝不清外，第1节柄节、第2节梗节、第3节鞭节大体清晰，唯鞭节可隐约分辨为10～11节，昆虫触角的各种不同形态，均为分类学者所重视。化石上所具特征，为古昆虫分类提供了重要依据。
  2.胸部及附肢
  化石上昆虫胸部结构特征，如颈区、前胸节，其中前胸节结构简单，背板由原始体节形成，侧板、腹板与中胸同。化石上有翅胸节保存基本完整，可清楚地分辨出其翅背板与后背板，翅背板支持翅肌的附着及运动。
  化石上昆虫翅的轮廓呈明显的近似三角形，翅脉简单，好像只有上膊横脉、径脉及中肘脉。特点是3条翅脉基本平行，与现代昆虫脉相相差很大（按康尼二氏假设基本脉相分析，这个根据也可能与古昆虫生态的分析有一定距离）。昆虫翅的特征是分类的重要依据，因此对翅的分析务必慎重。由于翅的轮廓为近似三角形，故形成三个边及三个角，即前缘、外缘、内缘、上膊角、前角（也叫翅顶）、肛角（也叫后角）。以上翅的形态几何特征，化石标本反应清楚。
  昆虫足的结构昆虫的胸足，由基节、转节、腿节、胫节、跗节及前跗节（趾节）构成。化石上可以清楚地看到，右侧后足的结构，有腿节、胫节、跗节。其中腿节和跗节都有，断裂现象，右侧两只前足，略有痕迹，证明该昆虫有 6只足，后足长，表明有一定弹跳功能。
  3.腹部结构
  昆虫的腹部位于胸部后方，为昆虫体躯的第三部分，从化石上看到，腹部结构有些变形，被岩层挤压成两半，上部也可能是背板脱落的部分，但能辨认出由相似环节构成，具6～7节。仔细观察可以看到背板、腹板两者之间被侧膜连接，前后腹节间、节间膜未裂，侧膜上的小骨片和气门不清，后腹节整体与胸节离位。说明化石上昆虫躯体的腹节结构基本保存完整。
  （二）双翅目古昆虫化石判读与描述根据现代双翅目，一般仅具明显的一对前翅，故称双翅目。如蝇类、虻类等，复眼发达，占头表面的大部分，单眼3只或缺，触角呈丝状、念珠状，着生于额区偏前方。鞭节数目和形状变化很大。口器为刺吸式或吮吸式，一般呈啄状，伸出于头部下方。
  根据上述资料，对已发现的古昆虫化石，从翅形、眼睛、触角、口器方面对比，该化石头节、胸节、翅形均清楚，翅上有细毛，翅脉不明显，复眼发达，确占头部大部，单眼无法分辨。触角短而不甚清晰。口器于头部前下方，颚部特别发达，无颚须特征。从化石分析上唇短，下唇特别宽大，似乎与唇鞘相接，鞘之端部有二下唇瓣，特别清楚。化石上还可隐约看到胸节下部、腿节、胫节、跗节等痕迹。按化石上形态与资料对比，推测该昆虫化石可能是古双翅目，它有很大区与现代双翅目别：
  （1）体形比现代双翅目要大好多倍。
  （2）头节、复眼与额区构造与现代双翅目完全相似。
  （3）口器构造与现代双翅目差别很大，特别有肥厚而大的下唇瓣，无刺吸式或吮吸式口器。
  （4）具有食虫虻的跗节端部构造。见双翅目古昆虫推测复原图（图4-5）。
  三、节肢动物门、螫肢亚门、蜘蛛纲 ——蝎目化石的判读与描述见图 4-6。
  该化石出土于二叠纪蓝灰色泥岩，刚出土时还无法辨认是什么化石，只见有很大的背甲，其上布满气孔，呈西洋红，颜色鲜艳，数小时后，该化石颜色褪去，略呈浅淡红色，可能出土后与空气中氧接触变色，也可能因其水分脱去而变色。
  经观察，发现该化石上有两个物种，一个较大，一个较小。大的一个，附肢集中在体前两侧，两个都有宽大的背甲，分前背甲、后背甲。根据化石上大的一个，从头胸节向后延伸，体态逐渐变窄，而身体中部短缺，其尾端残留，发现尾端有刺，很像蝎的螫刺，位于后腹节最后一节，螫刺与尾端之间，屈肌和伸展肌非常发育，但与尾部分离，此二肌可能受地层岩石挤压而裂开。口器很像龙虾，眼于口器两侧不甚清楚。从口器及附肢构造来看，它与现代蝎目差别较大，但从整体形态和螫刺特征来看，仍推测它是属蝎目的一种古蝎。根据化石测定（可参阅古昆虫 *D图谱），体长约 30 cm，体态之长大，是现代蝎目所不及。根据化石推测复原，见图 4-7。
  四、古昆节肢动物虫化石、门化石说明见表 4-1、表4-2。
  以上的发现与探讨，对昆虫和节肢动物的进化与分类，以及了解新疆晚古生代地理环境，提供了重要依据，使古生态地理研究向前迈进了一步。