黃子健

熱河生物群的分布區(qū)最南可以到什么地方？能到浙江嗎？與遼西等地的典型熱河生物群有區(qū)別嗎？帶著這樣的疑問，我們一行六人在2023年1月前往浙江省衢州市南的石柱嶺進(jìn)行了一次印象深刻的野外化石采集之旅。

2022年以來，我們一直在為建設(shè)中的常山“金釘子”地質(zhì)博物館采集各個時代的古生物化石。由于要求采集的是浙江省內(nèi)特別是浙西地區(qū)的古生物化石，因此我在李文杰老師的帶領(lǐng)下已經(jīng)到衢州地區(qū)開展了多次野外采集工作，采集了一大批古生代不同時期的精美化石，包括筆石、腕足動物、三葉蟲、鸚鵡螺、珊瑚等，還有一些要用顯微鏡才能看到的?和牙形刺等，這些化石清晰地反映出當(dāng)時浙西地區(qū)處于一片汪洋中，海底和海水在不同時期蘊(yùn)育著各式各樣的生物群落，令人嘆為觀止。當(dāng)我聽說這里還有中生代恐龍化石和豐富的其他陸地古生物化石時，就想著一定要去化石原產(chǎn)地一探究竟。

石柱嶺風(fēng)景

關(guān)于此次調(diào)查的背景信息

在地質(zhì)學(xué)家眼中，浙江省衢州市是一座享譽(yù)世界的地質(zhì)寶庫。憑借該地區(qū)連續(xù)發(fā)育的地層和豐富的化石，中國第一枚“金釘子”（全球年代地層界線層型剖面和點位）于1997年被確立在常山縣的黃泥塘剖面，它定義了奧陶系達(dá)瑞威爾階的開始。相關(guān)工作由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳旭院士帶領(lǐng)的國際研究團(tuán)隊完成。為進(jìn)一步保護(hù)該地區(qū)寶貴的地質(zhì)資源并向大眾普及科學(xué)知識，當(dāng)?shù)卣凇敖疳斪印本皡^(qū)內(nèi)著手建設(shè)一座“常山金釘子地質(zhì)博物館”。館內(nèi)將詳細(xì)介紹黃泥塘“金釘子”的確立過程和老一輩地質(zhì)學(xué)家們的奮斗精神，并展出浙西地區(qū)各個時代的一系列代表性化石。

前人對浙西地區(qū)古生代的古生物面貌研究較為成熟，但對該地區(qū)中生代的化石記錄研究較少。在大約2.52～0.66億年前的中生代時期，浙江西部已經(jīng)從古生代的海洋環(huán)境變?yōu)榱岁懙?，那時候火山活動十分頻繁，氣候溫暖，大量的河流和山間湖盆逐漸形成，這樣的沉積環(huán)境很有可能保存有陸相動植物化石。為了找尋它們，我們在資料調(diào)研后了解到，衢州市石柱嶺剖面九里坪組沉積巖夾層中產(chǎn)有大量三尾擬蜉蝣（Ephemeropsis trisetalis）化石，這是一種生活在早白堊世的大型水生昆蟲，其尾部有著三根標(biāo)志性的細(xì)長尾絲。根據(jù)剖面資料，此類沉積巖夾層出現(xiàn)在酸性火山巖之中，共有3～4層，每層厚度一般在4～8m，最大厚度在20～30m。此處的三尾擬蜉蝣化石個體一般長3～4cm，寬0.7～1.0cm，兩側(cè)發(fā)育七對肋刺、尾部三根須形態(tài)清晰。

熱河生物群以數(shù)量眾多且保存精美的多門類中生代動植物化石聞名于世，其中最具代表性的是戴氏狼鰭魚（Lycoptera davidi）、三尾擬蜉蝣和東方葉肢介（Eosestheriasp.）。三尾擬蜉蝣作為該生物群的重要代表之一，它的發(fā)現(xiàn)是否意味著熱河生物群中其他生物化石也可能保存在石柱嶺地區(qū)？這些化石和我們所熟知的產(chǎn)于我國東北地區(qū)的熱河生物群的化石門類有何異同？為探尋這些問題的答案，協(xié)助常山“金釘子”地質(zhì)博物館布展的研究人員組織了一支隊伍前往石柱嶺，采集相關(guān)化石標(biāo)本。我們隊伍成員包括來自中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的張元動研究員、李文杰博士和武學(xué)進(jìn)、王華清兩名研究生，以及來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的郭建崴老師。

中國第一枚“金釘子”層型剖面和點位（郭建崴攝）

上午的探索

從衢州市區(qū)向東南方向就進(jìn)入大洲鎮(zhèn)，鎮(zhèn)的東南部就是我們要去的大竹海森林公園。大竹海森林公園占地非常大，放眼望去莽莽蒼蒼，一片片竹海連綿起伏，我們要找的化石點就隱藏在其中，看來不容易找。車子繞著蜿蜒的山路緩緩?fù)祥_，到達(dá)預(yù)計的剖面點“龍宮”附近后，我們四處觀察，發(fā)現(xiàn)本應(yīng)是目標(biāo)地層的地方竟然修起了一棟建筑。無奈下，我們只好分成兩個小隊去附近碰碰運(yùn)氣。雖然正值冬天，浙西山里的植被也十分茂密，山體被綠葉所包圍，生機(jī)勃勃，一點不見冬日肅殺的氣息。氣候涼爽，微風(fēng)陣陣，山里的空氣帶著樹葉的清新，地面鋪滿柔軟的落葉，走上去在吱吱作響。不過地上四處都有枯枝，有些地方還需使用工具劈開帶刺的灌木才能前進(jìn)。這里地層出露較差，少數(shù)裸露在外的巖石也受到了風(fēng)化，我們得沿著剖面走才能查看巖層具體情況。

作為一名剛剛?cè)胄械谋究粕?，我一開始并不清楚老師是如何確認(rèn)哪些地層是可能產(chǎn)化石的，只見他們可以很熟練地甄別目標(biāo)地層，有時對一塊巖石用地質(zhì)錘耐心地劈開和觀察，有時只快速看兩眼便走向下一處巖石露頭，并留下一句：這塊不行，是火成巖。我和幾位同學(xué)不解其中味，上去追問，于是李老師給我們做了簡單的解釋：眼前這些紅色的、含有大量礦物結(jié)晶的巖石，是一種火成巖，是巖漿作用形成的；而我們要找的巖層是沉積巖，根據(jù)資料來看，是薄層的黑色泥巖，所以看到巖石的顏色和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就可以快速做出判斷。手持地質(zhì)錘，郭老師一馬當(dāng)先，在前面開辟出一條道路，小隊剩下的人緊隨其后。在山野中披荊斬棘一段時間，我們終于在一處斜坡上找到了一套黑色泥巖層，李老師敲開一塊石頭發(fā)現(xiàn)里面有植物碎片化石，看來可能找到了目標(biāo)地層！

上圖：三尾擬蜉蝣化石；下圖：植物化石

隨后我們馬上開始挖掘，掄起地質(zhì)錘，叮叮咣咣敲起石頭來，不一會兒，我就在新敲開的巖石層面上發(fā)現(xiàn)了端倪?！斑@些是什么化石？看起來好像有一對翅膀，難道就是三尾擬蜉蝣？”我說著便趕緊把化石拿給李老師看，端詳一陣后，他覺得這些是植物化石的碎片，因為被鑿開的面上有較典型的植物脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，還有很厚的碳化物質(zhì)殘留，這些特征可以容易地與昆蟲翅膀化石進(jìn)行區(qū)分?？上У氖?，這個點位的化石很少，只集中在一小片區(qū)域，采集了一個上午后，除了幾塊殘破的植物莖干化石外，我們沒有更多收獲。中途我還不小心摔了一跤崴到了腳，幸好不甚嚴(yán)重，不然總不好在工作還未開始便告病假。

中午時兩隊匯合，得知他們也沒有什么收獲，于是準(zhǔn)備下山去吃飯。常山司機(jī)師傅帶了些自家的特產(chǎn)水果胡柚，來給我們品嘗。剝開胡柚外皮，露出里面的果肉，像橘子一樣。這樣剝開直接吃口感會略苦，但若細(xì)心些將果肉表面的橘絡(luò)撕掉，苦味就會消失。果肉本身的味道酸酸甜甜，吃下去后感覺被新冠病毒折磨多日的喉嚨舒服了許多。

轉(zhuǎn)折點

坐車沿著山路下山時，我們的汽車經(jīng)過一塊立在路邊的金屬牌子，武學(xué)進(jìn)瞥見這塊牌子時突然意識到，它也許就是我們要找的地點！我們立刻請司機(jī)停車，下車查看，上面標(biāo)著“浙江省重要地質(zhì)遺跡——衢江石柱嶺三尾類蜉游化石產(chǎn)地”，真是踏破鐵鞋無覓處，得來全不費(fèi)工夫！下車后大家在標(biāo)志牌附近的碎石中很容易就找到了三尾擬蜉蝣化石的碎片，于是趕緊拿出工具準(zhǔn)備采集。地層巖性偏軟，受風(fēng)化程度較高，我們需要先用鐵鍬把露頭表面的泥土去除，再在下面的沉積巖層中尋找化石。原本黑色的泥巖在經(jīng)歷風(fēng)化作用后變成了土黃色，大部分裂成極小的碎塊，在其中難覓完整化石的蹤影。而且大量的竹鞭長入了巖石中，阻礙著我們的挖掘。尖頭的鐵鍬發(fā)揮了作用，我們靠它采出了許多稍大塊的原石。大家用地質(zhì)錘將挖掘出來的原石沿層面逐個劈開，終于陸陸續(xù)續(xù)地發(fā)現(xiàn)了較完整的化石，其中包括三尾擬蜉蝣、東方葉肢介和各類植物化石。此點位的化石品質(zhì)極高，從巴掌大的石塊中常常能敲出來十分精美的標(biāo)本。武學(xué)進(jìn)學(xué)長很幸運(yùn)地采到了幾塊近乎完美的植物化石，莖、葉形態(tài)十分清晰，后被相關(guān)專家鑒定為李氏柏型枝（Cupressinocladus lii）。

他的幸運(yùn)發(fā)現(xiàn)激發(fā)了我們所有人的采集熱情，大家連續(xù)挖了幾個小時都不愿休息。現(xiàn)場不時傳來陣陣驚呼：“哇這塊化石好！”，“嘿，我這里有個方天畫戟！”……“方天畫戟”是對三尾擬蜉蝣尾部的獨特形態(tài)的戲稱。我們互相分享著各自采到的精美標(biāo)本，邊看邊大聲贊嘆。我也有幸采到幾塊比較清晰的三尾擬蜉蝣化石和東方葉肢介化石，心中滿是喜悅。親手挖掘化石的感覺，就像年輕人玩開盲盒游戲，敲石頭之前你不知道會得到什么寶貝，敲開一看，可能是什么也沒有，也可能是一塊從未見過的完整化石標(biāo)本。

完成采集后，我們用報紙、棉花和紙巾包裹化石，將這些化石保存好帶回去。我們根據(jù)采集層位和化石門類（植物、三尾擬蜉蝣、東方葉肢介）進(jìn)行了粗略分類，然后將這些標(biāo)本進(jìn)行編號和記錄?；仡櫧裉觳傻降臉?biāo)本，郭老師表示收獲滿滿，但唯一可惜的是沒有發(fā)現(xiàn)熱河生物群的代表性的脊椎動物——狼鰭魚。沒發(fā)現(xiàn)是因為浙江離遼西太遙遠(yuǎn)，狼鰭魚游不到這里？還是它們無法適應(yīng)這里的氣候環(huán)境？或許驚喜要分幾次獲得，也許下次來就發(fā)現(xiàn)它們了吧？

我們的收獲

這次工作最令人驚喜的是，除了三尾擬蜉蝣，我們還找到了熱河生物群的另一代表生物——東方葉肢介。東方葉肢介是一種古代水生節(jié)肢動物，生活于白堊紀(jì)的湖泊中，葉肢介這一生物類群往往具有分布范圍廣、多樣性高、演化迅速等特點，使得其化石對于陸相地層對比、年代卡定和古生態(tài)重建具有重要意義，常常是地質(zhì)學(xué)者對陸相地層研究的重點對象之一。

本次采集的化石均產(chǎn)于暗色泥質(zhì)巖中，這種巖石指示其沉積環(huán)境為低能、寧靜的水體；通過調(diào)研文獻(xiàn)，我們得知現(xiàn)代葉肢介和化石葉肢介體積都比較小，殼薄，游速慢，往往適合生活在靜水或緩慢流動的淺水環(huán)境中。同時，我們在此處還發(fā)現(xiàn)了大量保存完整的陸生植物化石——假擬節(jié)柏和堅葉杉。這些發(fā)現(xiàn)告訴我們，含化石的這套地層在遠(yuǎn)古時期可能曾是一處小型湖泊。而我們又知道化石出露在九里坪組流紋巖夾層中，因而判斷：這處出現(xiàn)化石的區(qū)域在早白堊世是火山間歇期湖泊，火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山碎屑巖或熔巖覆蓋了這片區(qū)域，湖泊中的生物經(jīng)快速埋藏壓實和礦物交代后，形成了化石。

張元動老師仔細(xì)觀察化石（郭建崴攝）

近年來，在遼西地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多早白堊世的珍稀化石，如帶羽毛的恐龍、原始鳥類和原始哺乳動物等，因此熱河生物群的研究熱點地區(qū)一直在遼西一帶，而少有學(xué)者系統(tǒng)研究浙江等南方地區(qū)的熱河生物群。前人提出熱河生物群在演化后期擴(kuò)張到了我國東南沿海地區(qū)，所以通過對浙江地區(qū)相關(guān)地層的研究，可以進(jìn)一步了解熱河生物群是在何時延伸至東南沿海地區(qū)的，它們的生物面貌特征是如何演化的，以及在相關(guān)生命演化事件中地球生態(tài)系統(tǒng)變遷和地質(zhì)事件所扮演的角色等一系列科學(xué)問題。答案在地層這本書中，等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。