MỞ ĐẦU Đông Nam Á là miền địa động vật học có sự đa dạng phong phú vào bậc nhất trên trái đất hiện nay, nơi đây đã thu hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu về quần cƣ động vật cả hiện đại và trong quá khứ. Trong đó quần cƣ động vật có tuổi thuộc thế Pleistocene cũng đã có nhiều nghiên cứu, đóng góp vào việc tìm hiểu lịch sử phát triển cổ sinh vật, cổ môi trƣờng khu vực. Các di chỉ cổ sinh đã phát hiện và nghiên cứu đã góp phần phác họa nên một bức tranh tƣơng đối về cổ sinh, cổ nhân và môi trƣờng với sự biến động mạnh mẽ về khí hậu và cảnh quan địa lý khu vực, phần nào dẫn đến sự tuyệt chủng của một số nhóm thú lớn. Thêm nữa sự xuất hiện của các nhóm/loài ngƣời (Homo erectus, Homo sapiens) trong thế Pleistocne trong khu vực là những vấn đề cần tiếp tục tìm kiếm thêm các dữ liệu và đi sâu nghiên cứu.
Miền Bắc Việt Nam là khu vực có giá trị nghiên cứu quan trọng với hệ thống núi đá vôi xen kẽ đồi núi đất tạo nên một môi trƣờng thuận lợi cho sinh vật sinh tồn, phát triển và điều kiện lƣu giữ các di tích hóa thạch của các sinh vật cổ. Hóa thạch tìm thấy trong trầm tích ở các hang động núi đá vôi. Hầu nhƣ trong các hang động nhiều ít đều có trầm tích lắng đọng. Tuy vậy, không phải cứ có trầm tích là có hóa thạch.
Vì vậy mỗi di chỉ có hóa thạch đã dƣợc khai quật và nghiên cứu đều là rất quan trọng. Những di tích và di vật này đã phản ánh thực tế lịch sử môi trƣờng và thế giới động thực vật trong quá khứ. Ở nƣớc ta cho tới nay số lƣợng hang động ghi nhận có chứa trầm tích chứa hóa thạch khá nhiều nhƣng chỉ một số ít có thể khai quật nghiên cứu. Những thập niên gần đây, các di chỉ cổ sinh đang đứng trƣớc nguy cơ bị xâm hại bởi hoạt động của con ngƣời, nhƣ hoạt động khai thác trầm tích để làm phân lân hoặc thậm chí ngƣời dân tìm kiếm khoáng vật quý, hóa thạch để bán bán.
Việc khai thác ồ ạt núi đá vôi để làm xi măng, kiến thiết đƣờng xá, nung vôi. là một nguy cơ lớn với các di tích chứa hóa thạch ngƣời và động vật cổ ở Việt Nam. Hang Đá Đen huyện Hàm Yên tỉnh Tuyên Quang đã bị ngƣời dân địa phƣơng đào phá trầm tích, hóa thạch để bán nhƣ vậy. Các đợt khai quật nghiên cứu 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hang Đá Đen do Viện Khảo cổ học tiến hành đã góp phần gìn giữ một di chỉ cổ sinh quan trọng ở tỉnh Tuyên Quang.
Luận văn "Hóa thạch động vật ở di chỉ cổ sinh hang Đá Đen, huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang trong mối quan hệ với khu hệ động vật cổ ở miền Bắc Việt Nam" đƣợc thực hiện với các mục tiêu: - Khai quật, nghiên cứu phân loại các hóa thạch thu đƣợc trong các đợt khai quật hang Đá Đen. - Xác lập mối quan hệ giữa quần cƣ động vật hang Đá Đen với khu hệ động vật cổ có niên đại tƣơng đƣơng thuộc thế Pleistocene ở miền Bắc Việt Nam. - Góp phần tƣ liệu nghiên cứu về phạm vi phân bố một số nhóm thú lớn trong thế Pleistocene, tìm hiểu nguyên nhân thu hẹp vùng phân bố/tuyệt diệt của các loài thú lớn từng phổ biến trong thế Pleistocene. Các số liệu trong luận văn đã đƣợc tác giả trực tiếp tham gia thực hiện và đƣợc sự đồng ý cho phép sử dụng số liệu của các nhà khoa học trong nhóm khai quật và các tác giả đã nghiên cứu trƣớc đây ở hang Đá Đen.
2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1. Các di chỉ cổ sinh thuộc thế Pleistocene ở miền Bắc Việt Nam Lịch sử phát hiện và nghiên cứu khảo cổ học tiền sử ở Việt Nam bắt đầu từ khoảng đầu thế kỷ 20 với những cuộc điền dã, khai quật của một số nhà địa chất ngƣời Pháp. Các di cốt động vật trong các địa điểm này chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên một số di tích hóa thạch động vật niên đại Pleistocene muộn cũng đã đƣợc công bố nhƣ phát hiện của H.Mansuy về các loài có vú hóa thạch ở hang Phai Vệ, Lạng Sơn năm 1916. Fromajet đã khai quật hang Thung Lang (Ninh Bình) tìm thấy Pongo, Ailuropoda cùng sọ và răng ngƣời hóa thạch có niên đại sơ kỳ kỷ Đệ Tứ, các hóa thạch ở Thung Lang lƣu tại Sở địa chất thành phố Hồ Chí Minh đã đƣợc Lê Trung Khá nghiên cứu lại năm 1978 và kết luận các tiêu bản còn lại đều là răng của Pongo và có niên đại Pleistocene muộn [14].
Các di tích khảo cổ học động vật đã từng bƣớc đƣợc khảo sát, khai quật và nghiên cứu bài bản với sự ra đời của cơ quan chuyên nghiên cứu khảo cổ học. Năm 1960, Đội khảo cổ thuộc bộ Văn hóa đƣợc thành lập. Năm 1968,thành lập Viện Khảo cổ học thuộc Ủy ban khoa học xã hội Việt Nam nay là Viện Hàn Lâm Khoa học xã hội Việt Nam. Từ đó đến nay, hàng loạt các cuộc điều tra, thám sát và khai quật các di tích hang động đã đƣợc tiến hành trên hầu hết các tỉnh miền Bắc.
Luận văn này chỉ tập trung so sánh giữa di tích hang Đá Đen với những di chỉ có niên đại thuộc thế Pleistocene. Các địa điểm có chứa di tích động vật đã đƣợc khảo sát đƣơ ̣c xác định có niên đại từ thế Pleistocene tới đầu thế Holocene ở Việt Nam đƣợc thống kê khá đầy đủ trong cuốn sách "Môi trƣờng và văn hóa cuối Pleistocene đầu Holocene" [24]. Trong thời gian gần đây, đã có thêm một số di tích cổ sinh mới đƣợc phát hiện ở các tỉnh phía Bắc. Mô tả sơ bộ sau đây về các di chỉ tập trung vào thời gian, địa điểm phát hiện, đặc điểm trầm tích, tuổi dự đoán của lớp trầm tích, các hóa thạch đƣợc ghi nhận, với các di chỉ đƣợc khai quật phần hóa thạch sẽ đƣợc đề cập kỹ hơn ở các chƣơng sau.
3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quần cƣ động vật hang động có niên đại thế Pleistocene đã đƣợc khai quật và nghiên cứu đáng chú ý nhất là ở các di tích hang động: Hang Hùm ở tỉnh Yên Bái, hang Thẩm Khuyên, hang Kéo Lèng và hang Cốc Mƣời ở tỉnh Lạng Sơn, hang Đá Đen ở tỉnh Tuyên Quang, hang Thẩm Ồm ở tỉnh Nghệ An, hang Làng Tráng ở tỉnh Thanh Hóa, hang Đƣời Ƣơi, hang Ma Ƣơi ở tỉnh Hòa Bình, hang Mã Tuyển ở tỉnh Lào Cai. - Hang Hùm ở xã Đồng Tâm, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái đƣợc khai quật năm 1963, hợp tác giữa các nhà khoa học Việt Nam và chuyên gia cổ sinh đệ tứ H.Kahlke của Cộng hòa dân chủ Đức (cũ). Trầm tích trong hang có hai thời kỳ lắng đọng khác nhau, xen giữa là thời kỳ sói mòn của sông. Trầm tích màu vàng, rắn chắc có tuổi dự đoán thuộc Pleistocene muộn.
Trầm tích bở rời hơn có tuổi trẻ hơn lớp Pleistocene muộn ở trên. Hiện tại hang Hùm đã bị ngập nƣớc bởi công trình thủy điện [26]. - Hang Thẩm Khuyên và hang Thẩm Hai là hai hang thuộc cùng một quả núi, cách nhau khoảng 20m, đƣợc thám sát năm 1964. Hang Thẩm Khuyên đƣợc khai quật năm 1965 do Lê Trung Khá và Trần Văn Bảo chủ trì khai quật.
Hầu hết thạch nằm trong lớp trầm tích rắn chắc màu đỏ nhạt, hầu hết hóa thạch là răng rời và mảnh xƣơng có dẫu vết gặm của các loài gặm nhấm và thú lớn. Tuổi trầm tích dự đoán tuộc giai đoạn cuối Pleistocene giữa. Đây là hang duy nhất ở Việt Nam tìm thấy một số răng rời đƣợc nhiều nhà khoa học định loài là của ngƣời vƣợn Homo erectus [13]. Năm 1996, Ciochon và cộng sự đã tiến hành lấy mẫu trầm tích và hóa thạch để định niên đại cho quần cƣ động vật hang Thẩm Khuyên (hình 1.
Phƣơng pháp ESR dùng trực tiếp dùng men răng hóa thạch để định tuổi cũng cho tuổi của hóa thạch là 475., đây là di chỉ cổ nhất thuộc thế Pleistocene đã đƣợc nghiên cứu ở Việt Nam [44]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Vị trí, cảnh quan và địa tầng trầm tích hang Thẩm Hai [44] - Hang Thẩm Hai hiện chƣa đƣợc khai quật nhƣng kết quả khảo sát cũng đã tìm thấy một số răng động vật trong trầm tích rất cứng [11]. - Hang Kéo Lèng (hình 1.2) ở xã Tô Hiệu, huyện Bình Gia, tỉnh Lạng Sơn do Lê Trung Khá và Trần Văn Bảo chủ trì khai quật năm 1966.
Hóa thạch nằm trong lớp trầm tích màu vàng nhạt tạo thành một thềm bằng phẳng trên nền hang, bên trên 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phủ một lớp thạch nhũ dày. Cuộc khai quật thu đƣợc rất nhiều hóa thạch xƣơng răng với thành phần loài đa dạng, đây là di chỉ tìm đƣợc khá nhiều mảnh xƣơng lớn, hàm, sọ với mức độ bảo tồn tốt. Niên đại dự đoán thuộc Pleistocene muộn. Hang Kéo Lèng - Hang Thẩm Ồm, thuộc xã Quy Thuận, huyện Quỳ Châu, tỉnh Nghệ An đƣợc phát hiện năm 1973 và khai quật năm 1975.
Hang có hai cửa thông nhau, khá rộng rãi. Phần lớn hóa thạch động vật tìm thấy trong trầm tích màu vàng rắn chắc bám trên vách hang cách cửa phía Tây của hang khoảng 11m. Ƣớc đoán tuổi của quần cƣ động vật hóa thạch này khoảng Pleistocene muộn [12]. - Hang Làng Tráng ở xã Lâm Sa, huyện Bá Thƣớc, tỉnh Thanh Hóa đƣợc khai quật năm 1989 và năm 1993 trong khuôn khổ chƣơng trình hợp tác Việt-Mỹ.
Hang Làng Tráng đƣợc đặt tên chung cho cụm 4 hang nằm cạnh nhau ở một quả núi, theo thứ tự từ Bắc xuống Nam là các hang Làng Tráng I, II, III, IV. Trầm tích chứa hóa thạch nằm bám vách và trần hang. Cả hai lần khai quật đã thu đƣợc một khối lƣợng khá lớn hóa thạch động vật, niên đại Pleistocene muộn. - Hang Ma Ươi (hình 1.3) thuộc thị trấn Mẫn Đức, huyện Tân Lạc, tỉnh Hòa Bình.
Hang Ma Ƣơi đƣợc phát hiện từ năm 1999 và khai quật vào các năm 2001- 2002 trong chƣơng trình hợp tác Việt-Pháp. Các di cốt động vật hóa thạch có niên đại dự đoán Pleistocene muộn [23]. Quần cƣ động vật thứ nhất trong trầm tích bám vách/nền hang có chứa răng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com rời của các loài thú hiện còn tồn tại ở Việt Nam nhƣ Nai Rusa unicolor, Hoẵng Muntiacus muntjak, Tê giác một sừng Java Rhinoceros sondaicus, Tê giác một sừng Ấn Độ Rhinoceros cf. unicornis, khỉ Macaca sp., Chó sói Cuon sp., Voi Elephas sp., Lợn Sus scrofa, và răng của một loài đã tuyệt chủng là Voi cổ Elephas aff.