探访保德

   保德是山西省西北角的一个县，位于黄河晋陕峡谷北端的东岸、黄土高原的腹地。在古生物学上，保德是中国新近纪最著名的一个哺乳动物化石地点。1914年，曾担任瑞典地质调查局局长的安特生博士来到中国，并被聘为中国政府的矿业顾问和中国地质调查局博物馆馆长。1919年，安特生的两位中国技工在保德发现了丰富的“龙骨”，即哺乳动物化石。这些“龙骨”原来一直被当地人当作为中药材采集，到1919年底才第一次被作为科学研究的材料采集了27箱，大多数是犀牛、偶蹄类和肉食类。1920年安特生指示在保德进行了更大规模的采集，获得化石47箱。这些化石在当时被迅速地送到瑞典，交给乌普萨拉大学的古生物学家维曼教授进行研究。这时候安特生感到迫切需要一位专业的古脊椎动物学家来负责野外的发掘工作，于是维曼推荐他的奥地利学生师丹斯基博士到中国来。师丹斯基1922年就在保德发掘了大半年的时间，采集了100箱化石，并绘制了这个地区的详细地质图。在保德发现的大量哺乳动物化石成为《中国古生物志》中一系列三趾马动物群专著所依据的最重要的材料，从而也使保德这一著名的新近纪化石地点闻名世界。在1912年以前，保德曾是一个州，所以在早期的古生物文献中我们常看到保德州的提法。

   尽管保德已经有近一个世纪的研究历史，但今天它仍然吸引着地质学家，特别是古生物学家的注意，近年来在这里不断有科学考察活动开展。为了进一步搞清保德的地层层序、测定准确的绝对年龄，我们也对保德进行了一次新的野外工作。

   我们一行驱车从西安出发去保德。有几年没有跑这一条路线了，发现变化很大，最重要的一点就是近两年来陕北地区的绿化确实非常有成效，沿途两旁以前完全裸露的黄土沟谷梁峁现在都披上了厚厚的绿装，不仅有青草，还有灌木，这种趋势如果能继续保持和发展，黄土高原重新变成秀美山川的日子将不会太遥远。西安到保德的直线距离也有548公里之遥，尽管现在的道路条件有很大的改善，但一天还是到不了的。当天晚上我们住在绥德，这里最出名的就是用三叠纪的青灰色砂岩雕刻的狮子。在绥德的一座桥上就满是千姿百态的石狮子，真可与卢沟桥媲美。第二天早上我们上路出发，才发现绥德城外的公路两旁全是雕刻和出售石狮子的，大的两米多高，而小的可以置于掌上，不仅有传统的玩绣球的中国狮子，还有戴王冠的西式狮子。

   过了榆林就进入了毛乌素沙漠，我们欣喜地看到，沙漠上也长出了一丛丛的青草。这是飞播草籽带来的新景象，同时地方上严格限制在绿化地区的放牧，这样长出的青草才能够留住。由于绿化固定了流沙，使得穿越沙漠的公路能够保持畅通。榆林往北就是著名的神木—府谷煤田地区，一路上都能看到川流不息的满载煤炭的重型卡车。府谷与保德只隔黄河相望，可能是中国相距最近的两座县城，有两座公路桥相连接。由于有众多运煤的车辆，桥上的交通变得非常拥挤，望着保德就在咫尺之遥，却花了近一个小时才过得桥来。

   保德仍然是一个比较贫困的地区，从县城的建设看明显不如黄河对面的府谷县，许多房屋已相当破旧，有些应该仍然是师丹斯基当年看到的模样吧。尽管紧靠黄河并盛产煤炭，但保德的电力供应却不足，我们到的第一个晚上就停了电。

   保德最著名的化石地点有戴家沟、冀家沟和岳家里等地。岳家里地点由于拦河造田，已经被完全掩埋。而在戴家沟和冀家沟两个地点中，后者的地层剖面出露更好，因此我们将冀家沟选作了我们这次工作的重点。从地图上看，冀家沟离县城并不太远，但由于地形复杂，光是寻找路口就费了好一番工夫。保德没有大规模的煤田，但小煤窑非常多，一离开县城，转进山里就见到随处是挖煤的坑道。这里还用原始的土法炼焦碳，结果是造成非常严重的污染，黑烟滚滚，粉尘蔽日，山路上尽是没有任何牌照的破旧卡车，却装着不堪承受的重负，好象随时都有倾覆的危险。

   我们首先经过芦子沟。这里发育一套砂和泥灰岩层，砂中曾发现过哺乳动物化石，而泥灰岩中有鱼和软体动物化石，师丹斯基把这套地层命名为芦子沟系。杨钟健和德日进也曾在1930年考察过芦子沟的地层。我们爬上黄土塬后，就到达腰庄，几个主要的化石地点就分布在现在的腰庄乡的范围内。但要找到准确的工作地点还真不容易，我们既有地形图又有GPS，可总觉得地形地貌对不上。后来我们才发现，这一带常常进行拦沟造田，使水流改变方向，而黄土的风化和淤积都非常快，结果使地形有很大的改变，所以就让人觉得与以前测量的地形图无法吻合。我们在几条沟壑里穿来穿去，终于确定了冀家沟所在的腰庄河的位置。虽说是叫腰庄河，却并没有什么流动的水。由于我们到这里之前刚下过一点雨，第一天来时还能看到河里的低洼处有一些积水，但到第二天以后就彻底干了。

   安特生和师丹斯基当年在冀家沟的地点也并非一处，还包括桑家梁和杨木沟等。我们沿腰庄河朝冀家沟村前进，还没走到目的地，就遇上了挖“龙骨”的农民。未等我们向他们了解情况，他们已经从我们肩抗的地质包和手握的地质锤猜到我们是来找“龙骨”的了。我们跟随去他们挖“龙骨”的地方，发现规模真是不小，在冀家沟村腰庄河南岸的各条支沟中都有老乡正在“作业”。与目前在其他地区，比如紧邻的府谷县不同，这里的老乡仍然是将哺乳动物化石作为中药材来挖掘，而还没有把它们当作“古董”来挖。这样，挖出来的化石大都是破碎的，即使有少数较为完整的，也立刻为分离牙齿和骨头而被砸碎，因为作为药材，牙齿的价格比骨头高得多。看着这么多珍贵的化石被破坏，真让人感到痛心疾首。挖化石的规模是如此之大，就与开采小煤窑一样，老乡头戴矿灯、手推矿车，进进出出地运送含化石的土块，然后专门有人在洞口清理，每个洞口倾倒的巨大土堆无声地述说着破坏的历史。洞是如此之深，常常是这条沟的洞一直穿过山梁与另一条沟的洞连通，每条洞内密如蛛网的岔洞就更不用说了。实际上，师丹斯基早年就描绘过这种情况，他对大多数化石地点都作了详细的坑道平面图。

   最终选定冀家沟村对面的一条支沟进行我们的工作，在这条沟里还有师丹斯基当年的化石点。选定这里的原因是地层出露相当好，在石炭纪页岩上不整合地覆盖着新近纪地层，最上部是第四纪的黄土。新近纪地层的下部为巨厚的砾岩，代表了这一地区在经过了长期的风化剥蚀后重新开始接受沉积。砾岩之上就是有名的红土沉积，由于其中富含三趾马动物群的化石，所以又被称为“三趾马红土”。我们的工作就是要在这个剖面上进行详细的生物地层学和古地磁年代学研究。

   古地磁学是地球物理学领域中的一门重要学科，它研究地质历史时期地球磁场的基本特征、组成及演化，同时探讨地球磁场的起源。古地磁学的研究方法是依靠对不同地质时期各种岩石的剩磁测量，只要岩石中含有一点点铁磁性矿物，如磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿等，就必定会有剩余磁性。因为岩石中存在剩余磁性，它们的磁化方向记录了岩石生成时的地磁场方向，它们的磁化强度及磁化率值大小也与当时的地磁场有关。通过对古地磁学的研究，不仅可以认识地质历史时期磁场的演化规律，还可以讨论相关的地质和环境问题。人们发现有些岩石的磁化方向与现代磁场方向相反，这是由于地磁场的倒转引起的。研究证明磁场的倒转是全球性的周期现象，这样，人们就可以通过对地层剖面中发生的倒转事件来确定相应的地质年代。

   虽然这个剖面的厚度不是特别大，但我们要求的精度相当高，所以采集样品的工作量非常大。我们就在冀家沟村里雇佣了几个民工，山里的农民还保持着相当朴实的性格，干起活来又快又好。民工们最主要的工作就是挖探槽，因为我们需要采集新鲜的沉积物样品进行古地磁分析。

   九月的保德早晚虽然已经有了凉意，但白天还是非常的炎热。第一天的中午我们到冀家沟村的老乡家里参观，发现他们的窑洞相当的凉爽，空气也能自由地流通，赛过了城里最好的空调。老乡的生活虽然还相当的贫困，但对我们这些无亲无故的外乡人却非常的热情，一定要请我们吃山西最有名也最普遍的刀削面。也许是真的可口，也许是我们在野外跑得又累又饿，我第一次觉得刀削面原来有这么好吃。这个季节正是枣子熟了的时候，每个农家小院的里里外外都是挂满果实的枣树，无论走过谁家，都会真诚地捧上一大堆新鲜的枣子让我们品尝。他们是如此的热情，以至于我们第二天以后再不好意思到村里去了。我们都自己带上干粮，但老乡仍然不嫌麻烦地从村里烧好开水用暖瓶给我们送到工作地点来。

   在保德发现的哺乳动物化石代表了晚中新世典型的三趾马动物群。三趾马动物群是以该动物群中最具代表性的一种动物三趾马命名的，这一动物群包括一百多种大型动物，和现在生活在非洲大草原上的动物群性质接近。三趾马动物群在哺乳动物进化历史中代表由古老向现生种类转变的动物群，也是在种类和个体数量上都很丰富的一个动物群。它在进化论战胜神创论的大辩论中，作为生物进化的最有力的实物证据，曾发挥过重要的作用。我国三趾马动物群化石的研究是我国古生物学最早进行研究的第一个大型化石动物群，它标志着我国古脊椎动物学的诞生。

   保德的三趾马动物群中化石种类非常的丰富，已发现的材料中包括啮齿类的中华河狸，食肉类的扁鼻犬印度熊、中华貂原臭獾近狼獾水獭美洲獾密齿獾原臭鼬、始蜜獾、各种鬣狗、剑齿虎和后猫，长鼻类的四棱齿象，奇蹄类的额鼻角犀、大唇犀无鼻角犀板齿犀和三趾马，偶蹄类的弓颌猪弱獠猪原河猪祖鹿原狍各种长颈鹿乌米兽旋角羊羚牛和各种羚羊。

   在对保德的三趾马动物群的研究中，师丹斯基作出了非常大的贡献。他是奥地利的维也纳人，原来是在一所技术学校里学习工程学，但他的学业因为在1914～1918年的第一次世界大战期间参军服役而被中断。战争结束以后，他到维也纳大学师从阿贝尔教授学习古脊椎动物学，并在1921年获得博士学位。随后他到乌普萨拉学习了半年后就被派到中国来进行保德等地区的考察工作。返回瑞典后，1924～1927年期间师丹斯基白天在乌普萨拉的古生物研究所担任修理化石的技工，而晚上就研究他在中国采集的化石。他在1927年到埃及的开罗大学担任工作，但在二次世界大战以前仍然经常访问乌普萨拉并研究拉氏藏品中的哺乳动物化石。他最后还是回到了乌普萨拉，在古生物研究所做业余的研究工作，有时也到大学讲课。师丹斯基在《中国古生物志》中发表了几部专著，研究了保德动物群中的食肉类、鹿类，以及地层问题。

   步林研究了保德动物群中的长颈鹿和洞角类。他生于瑞典乌普萨拉，1927年在乌普萨拉大学获得博士学位，他的博士论文就是研究的由安特生收集的中国保德等地的长颈鹿化石，这篇论文也被作为一本专著在《中国古生物志》上发表。博士毕业后，步林到中国来指导周口店的发掘工作。1929年，步林参加了由斯文赫定领导的中国西北考察，担负古生物方面的工作。他在1933年返回瑞典，开始时担任乌普萨拉大学的古生物学讲师，后来在当地的中学担任生物学教师。他撰写了大量有关中国的古生物专著，其中就包括关于保德动物群中长颈鹿和洞角类的专著。

   保德动物群的犀牛化石是由林斯顿研究的。他也是瑞典人，不幸的是，林斯顿的一生非常短暂，他在1939年44岁时死于癌症。但他在1924年发表的专著至今仍然是研究新近纪犀牛化石的经典著作。他也是维曼教授的学生，安特生和维曼当初都曾希望他能来中国领导保德的发掘工作，但他的身体太差无法胜任这个工作，所以最后由师丹斯基代替他到中国来。

   另一位瑞典人色费研究了保德动物群中的三趾马化石。色费一直在乌普萨拉大学学习，并参加了南美地区的野外考察。他于1912年通过研究南美的马化石获得了博士学位，随后在乌普萨拉大学担任动物学的讲师，而从1914年开始直到1928年，他在瑞典的一些中学教书。他的关于保德动物群三趾马化石的专著在1927年发表。而在1928年以后，色费成了瑞典的一位政治家。

   尽管保德动物群从科学的发现到研究已经过了将近90年，但对保德新近纪地质和古生物的综合研究正方兴未艾。这必将极大地提高我国晚新生代哺乳动物群的研究水平，并有助于重塑华北地区的气候环境演变历史。我们在初秋的山野上洒下的辛勤汗水也必将为保德动物群的深入研究作出一份贡献。