《International Journal of Geoheritage and Parks》:Assessment of paleontological geosites of Uberaba UNESCO Global Geopark (Minas Gerais, Brazil)
本研究旨在对位于包鲁盆地(Bauru Basin)的乌贝拉巴联合国教科文组织世界地质公园古生物地质遗址开展定性与定量评估。该盆地为南美洲于晚白垩世(Santonian-Maastrichtian)形成的内陆大陆盆地。定性分析通过野外考察完成,定量分析则基于巴西地质调查局的GEOSSIT平台开展;该平台依据科学价值、教育价值与地质旅游价值对地质遗址进行分类,同时评估主要地质要素的退化风险。古生物地质遗址是开展研究并采集龟鳖类、鳄类、恐龙、环节动物、鱼类、软体动物、甲壳类以及植物碎片等化石的场所。模式标本(holotypes)保存于乌贝拉巴的Llewellyn Ivor Price古生物研究中心以及里约热内卢的地球科学博物馆。基于GEOSSIT平台的定量评估表明,Peirópolis、Serra da Galga、Ponte Alta Quarry以及Triangulo and Partezan Quarries可归类为具有国际科学意义的古生物地质遗址(SV > 300),并具有国家级教育与旅游意义(200 < EV 和 TV < 300)。Partezan and Triangulo Quarries地质遗址由于位于活动采矿区,其教育与旅游潜力较低(EV 和 TV < 200)。关于地质遗址要素的退化风险,仅Mangabeira、Peirópolis和Santa Rita地质遗址表现为低退化风险(DR < 200)。
1. Introduction
本文聚焦巴西第三处以古生物地质遗址为核心特色的联合国教科文组织世界地质公园——乌贝拉巴联合国教科文组织世界地质公园,并将其置于巴西相关地质公园发展的总体背景中进行讨论。正文首先简要回顾阿拉里皮(Araripe)与夸尔塔科洛尼亚(Quarta Col?nia)两处世界地质公园的古生物资源特征,指出乌贝拉巴世界地质公园于2024年3月获批,其获得国际认定的关键基础主要在于区域内丰富而重要的古生物遗址,同时也与地方畜牧文化及宗教文化遗产相关。研究的核心目标是对乌贝拉巴世界地质公园范围内的古生物遗产开展清查,并对其进行定量评估,以识别其科学、教育与旅游价值及保护需求。
2. Material and methods
2.1. Study area
2.1.1. Historical aspects
本节梳理了巴西古生物学研究的发展历程,并将乌贝拉巴地区的研究置于国家学科史背景之下。文章指出,巴西化石最早见诸欧洲文献是在18世纪末至19世纪初,但彼时多为零散物种报道,缺乏地层学约束。随后,Peter W. Lund对米纳斯吉拉斯州更新世脊椎动物开展系统研究,推动了巴西古生物学的发展。19世纪后期帝国地质委员会以及1907年巴西地质与矿物局的建立,则进一步促进了古生物学在煤炭、石油与地层研究中的应用。
对于中生代化石研究,Llewellyn Ivor Price于20世纪40年代在乌贝拉巴Peirópolis村开启系统性工作,被视为巴西白垩纪古生物系统研究的重要开端。1945年,Mangabeira站附近铁路施工中首次发现化石;1947年至1974年间,Price在Peirópolis持续开展系统发掘。其逝世后,相关工作由Diógenes de Almeida Campos继续推进,并促成Llewellyn Ivor Price古生物研究中心等机构的建立。文中同时指出,20世纪80年代以后,巴西古生物学与地质学、生物学、地球化学进一步融合,计算机断层扫描(CT)、电子显微镜、同位素分析、3D打印与古测量学(palaeometry)等方法的引入,显著拓展了研究手段,也提升了化石保存、展示与解释的能力。
2.1.2. Geological setting
本节介绍乌贝拉巴世界地质公园古生物遗址的地质背景。文章指出,该区多数已描述化石产自包鲁盆地(Bauru Basin)Serra da Galga组,该组曾长期被视为Marília组的一个成员,近年被提升为组级单位。包鲁盆地位于巴拉那构造省(Paraná Province)北—东北部,面积约370,000 km
2,形成于晚白垩世,从早桑托期(Santonian)至马斯特里赫特期(Maastrichtian),总体表现为干旱—半干旱沉积环境。文中总结了不同学者对该盆地成因的解释,包括将其视为与大西洋开启及安第斯造山作用相关的超层序、内陆大陆沉积系统、“SAG”型盆地或前陆体系中的back-bulge盆地。就Triangulo Mineiro地区而言,现今包鲁群(Bauru Group)可划分为Adamantina组、Uberaba组、Marília组与Serra da Galga组。上述地层框架为理解遗址中古生物组合、沉积环境与年代归属提供了基础。
2.2. Methodology
本节阐述了地质遗产清查与评价方法。研究范围与乌贝拉巴市政边界一致,面积约4,530 km
2。古生物地质遗址清查属于“巴西地质遗产计划”的组成部分,目标在于结合区域地质背景、晚白垩世南美大陆地史意义及其教育、旅游利用潜力,对地质遗址进行定性与定量评价,并评估保护优先级及退化风险。
作者首先界定了地质遗产(geoheritage)与古生物遗产(palaeontological heritage)的概念,说明乌贝拉巴地区最重要的地质遗产类型为古生物遗址,此外还包括沉积岩、火山岩、地貌与地下水相关地质多样性点。研究采用科学标准、教育标准与地质旅游标准开展综合评估,具体考察代表性、完整性、稀有性、科研认知度、教学潜力、地质要素多样性、可达性、安全性、景观美学与解说潜力等指标。工作流程包括文献与制图资料汇总、GIS数据库建设、专家咨询、初选与复选地质点、野外调查、数字化归档、GEOSSIT平台评价以及最终报告与1:150,000比例尺遗产图件编制。
在定量评价方面,研究使用GEOSSIT平台分别计算科学价值(SV)、教育价值(EV)、地质旅游价值(TV)和退化风险(DR)。科学价值通过代表性、典型性、科研积累、完整性、地质多样性、稀有性及利用限制等指标加权获得;若SV > 300,则认定为国际意义。教育与旅游价值则依据脆弱性、道路条件、可达性、安全性、后勤条件、人口密度、相关附加价值、景观美、独特性、观察条件、教学潜力、传播潜力及休闲区邻近性等指标确定。退化风险则由地质要素受损程度、潜在破坏活动邻近性、法律保护程度、可达性及人口密度等因素决定,并进一步与科学、教育和旅游利用需求耦合分析。
3. Results
研究结果表明,乌贝拉巴世界地质公园的古生物地质遗址主要分布于Uberaba组与Serra da Galga组中,既包括原地(in situ)古生物遗址,也包括异地保存的模式标本与馆藏资源。作者指出,市域范围内尚存在若干城市建设中发现化石的地点,但这些点位未全部纳入正式地质遗址。异地古生物遗产则集中保存在乌贝拉巴Llewellyn Ivor Price古生物研究中心与里约热内卢地球科学博物馆。区域内已报道9个新种,主要集中于Peirópolis、Serra da Galga和Ponte Alta Quarry等地。GEOSSIT平台评价显示,4处地质遗址具有国际科学意义,凸显出该区域在巴西白垩纪古生物学中的关键地位。
3.1. In situ paleontological heritage
3.1.1. Mangabeira geosite
Mangabeira地质遗址具有重要科学史意义,是乌贝拉巴地区最早发现化石的地点。1945年,Mogiana铁路改线施工期间,在该站附近发现恐龙股骨,次年又发现包括球形恐龙蛋在内的骨骼碎片。露头表现为旧铁路切坡,长约100 m,出露Serra da Galga组砂质—砾质灰岩。GEOSSIT分析表明,该遗址科学价值(SV = 240)、教育价值(EV = 260)和旅游价值(TV = 200)均达到国家级水平,退化风险较低(DR = 120)。其主要价值在于记录乌贝拉巴古生物研究的起点,并具备一定的教学解说潜力。
3.1.2. Peirópolis geosite
Peirópolis是乌贝拉巴最核心的古生物地质遗址,也是Llewellyn Ivor Price自1947年开展系统发掘的起点。文章将其描述为巴西上白垩统(Maastrichtian)脊椎动物化石最重要的地点之一。该地自1988年起受到保护,1991年建立了恐龙博物馆与Llewellyn Ivor Price古生物研究中心,随后又形成Peirópolis文化与科学综合体,兼具研究、教学、展示和公众传播功能。
该遗址记录了多类新种,包括泰坦巨龙类(Titanosauria)、鳄形类(Crocodyliformes)、侧颈龟类(Podocnemididae)以及无尾类(Anura)等,还发现未定Aeolosaurini、手盗龙形类(Maniraptoriformes)及保存较好的恐龙蛋。文中强调,该地与Serra da Galga地质遗址一同被SIGEP列为重要地质—古生物地点。GEOSSIT评价显示,Peirópolis在科学(SV = 320)、教育(EV = 375)和旅游(TV = 380)三方面均达到国际级意义,且退化风险低(DR = 90),是整个地质公园中综合潜力最强的古生物地质遗址。
3.1.3. Serra da Galga geosite
Serra da Galga地质遗址因发现Uberabatitan ribeiroi而具有突出意义,该物种被文中称为巴西已知最大恐龙之一,也是地球上最后一批泰坦巨龙类成员之一。该遗址为长约100 m、高约30 m的公路切坡,良好展示了Serra da Galga组沉积构造,可用于分析沉积环境。除大型蜥脚类化石外,还发现牙齿、椎体、股骨碎片和趾骨等材料,提示区域内存在阿贝力龙类(Abelisauridae)。该遗址科研与教学潜力突出。GEOSSIT结果显示,其科学价值为国际级(SV = 350),教育价值亦为国际级(EV = 310),旅游价值为国家级(TV = 250),但退化风险为中等(DR = 275),需要加强保护、清理与解说设施建设。
3.1.4. Ponte Alta Quarry geosite
Ponte Alta Quarry地质遗址是一处已停采并废弃的石灰岩采石场,曾用于波特兰水泥生产。该遗址不仅是Serra da Galga组的层型剖面(type-section),而且保存了巴西首次发现的泰坦巨龙类巢址,被视为南美洲最北端的泰坦巨龙类繁殖地记录。化石产于厚约8–12 m的砂岩古土壤层中,位于Serra da Galga组灰岩之上,发现内容包括多个蛋窝、部分保存的蛋体、孤立蛋以及大量蛋壳碎片。相关沉积特征支持这些蜥脚类恐龙具有掘穴营巢(burrow-nesting)行为,并指示巴西曾存在泰坦巨龙类繁殖群落。GEOSSIT评价显示,该遗址具有国际科学意义(SV = 310)、国家级教育意义(EV = 275)、地区/地方级旅游意义(TV = 195),退化风险中等(DR = 265)。其科学价值很高,但旅游开发受基础设施与场地条件限制。
3.1.5. Triangulo and Paterzan Quarries geosite
Triangulo and Partezan Quarries地质遗址的主要意义在于微体古生物与年代学研究。该地发现Amblyochara sp.-Neuquenocypris minor mineira组合,并记录7种轮藻类(charophytes)与9种非海相介形类(ostracodes),为Serra da Galga组沉积时代限定为马斯特里赫特期提供了重要依据。除微体化石外,地点还发现了蜥脚类与兽脚类恐龙遗骸。Triangulo采石场目前仍在作业,因此持续受到古生物学家监测;Partezan采石场则已停采。GEOSSIT结果表明,该遗址科学价值达到国际级(SV = 310),教育价值为国家级(EV = 225),旅游价值为地区/地方级(TV = 190),但退化风险高(DR = 320)。由于采矿活动持续,作者认为此处应尽快进行边界划定并争取列入更高等级保护体系。
3.1.6. Santa Rita geosite
Santa Rita地质遗址由Uberaba组的3处露头组成,其中两处早在1906年即被描述,另一处保留有部分嵌入岩石中的泰坦巨龙类肱骨化石。场地还设置有生活在当地的恐龙复制模型,其中包括守护巢卵的手盗龙类(Maniraptora)兽脚类形象。文章指出,Uberaba组化石广泛分布于乌贝拉巴城市建成区,在医院、体育场、建筑工地及道路交汇点等多处均有发现。该地层还记录了Eptalofosuchus viridi等鳄形类新材料,并显示出泰坦巨龙类、大型兽脚类与鳄形类共存的多样性。GEOSSIT评价结果表明,该遗址科学价值为国家级(SV = 235),教育价值(EV = 345)和旅游价值(TV = 320)均较高,退化风险为中等(DR = 230)。由于其位于城区、交通便利,并兼具文化和宗教附加价值,因此特别适合教育和地质旅游利用。
3.2. Ex situ paleontological heritage
3.2.1. Holotypes Llewellyn Ivor Price Paleontological Research Center
本文指出,Llewellyn Ivor Price古生物研究中心是乌贝拉巴异地古生物遗产的重要保存机构,收藏了该地质公园4件脊椎动物模式标本,包括Uberabasuchus terrificus、Cambaremys langertoni、Uberabatitan ribeiroi和Uberabatrachus carvalhoi。此外,该馆还保存鳄形类、恐龙蛋、泰坦巨龙类、兽脚类、鱼类以及遗迹化石Asthenopodichnium fallax的相关材料。该中心不仅承担科研职能,也通过展览、照片、复制品和说明板向公众展示巴西地质学与古生物学的发展历史。
3.2.2. Holotypes of Earth Science Museum
里约热内卢地球科学博物馆保存了来自乌贝拉巴地质公园的212条化石记录,内容涵盖标本编号、材料类型、分类位置、描述作者、时代、地层、产地、采集者和文献信息等。馆内设有专门介绍Ivor Price的展厅。文章指出,该馆保存有11件来自乌贝拉巴的模式标本,涵盖鳄形类、无尾类、龟类和恐龙等多个类群。该馆与乌贝拉巴本地研究中心共同构成了区域古生物遗产异地保护与学术传播的核心支撑体系。
4. Discussions
讨论部分综合比较各遗址的科学、教育、旅游与退化风险指标。作者认为,Peirópolis、Serra da Galga与Ponte Alta Quarry等地之所以具有突出的科学重要性,主要源于大量国内外学术发表及15件模式标本的发现。教育利用方面,Peirópolis最为突出,因其拥有博物馆、研究中心、实地发掘体验点及周边地质景观,能够支持多层级教学活动。旅游潜力方面,Peirópolis与Santa Rita得分最高;而Ponte Alta Quarry及Triangulo and Partezan Quarries由于基础设施不足或位于采矿区,旅游利用受限。
退化风险分析显示,Triangulo and Partezan Quarries风险最高,其次为Serra da Galga、Ponte Alta Quarry和Santa Rita。风险来源主要包括采矿、道路维护及城市建设活动。三元图分析进一步表明,Peirópolis在科学、教育和旅游三者之间最为均衡,是公园内古生物知识传播与综合利用的最佳节点;Serra da Galga和Ponte Alta Quarry偏重科学与教育;Santa Rita则更适合教育与旅游开发;Mangabeira则需要补充基础解说设施后方能更好发挥作用。
在保护优先级方面,研究将遗址分为中期保护与紧急保护两类。Serra da Galga以及Triangulo and Partezan Quarries因高价值叠加较高退化风险,被列为短期内需优先采取措施的地点;Mangabeira、Peirópolis、Ponte Alta Quarry和Santa Rita则适宜在中期内实施系统保护。
5. Conclusions
结论指出,乌贝拉巴世界地质公园古生物地质遗址的重要性主要体现在其对巴西古生物学发展的推动作用,以及其所产化石在乌贝拉巴与里约热内卢两地研究机构中的系统保存与展示。定量评价结果表明,该公园拥有4处国际科学意义的古生物地质遗址;教育意义整体较强,尤其是Peirópolis与Santa Rita;Triangulo and Partezan Quarries因位于活动采矿区而旅游潜力最低。需要重点采取保护措施的地点包括位于公路切坡的Serra da Galga、位于废弃采石场的Ponte Alta Quarry以及仍受采矿影响的Triangulo and Partezan Quarries。
作者最后认为,这些古生物地质遗址需要在中短期内实施保护行动,包括边界划定、州级或联邦级保护申报、信息面板与线路系统建设,以及地方导游协会的建立与培训。研究同时认为,GEOSSIT平台在古生物地质遗址评价中表现出较强实用性,能够较好反映区域化石资料的科学价值;但其局限在于尚未充分整合文化与宗教等附加价值,而这些因素在世界地质公园框架下同样会影响地质遗产的传播与综合利用。