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山旺印象 2009-07-13 13:59

已有 2107 次阅读 2014-2-10 20:39 |个人分类:考察随笔|系统分类:科研笔记| 古生物, 随笔, 山东, 化石, 科考


山旺印象

   我在上中学的时候就知道了山旺,那是从一本名为《化石漫谈》的科普书籍中读到的。后来又在专业工作中了解到更多有关山旺的知识,但这一切仍然是“纸上谈兵”,还没有机会亲身接触山旺。直到最后山旺成为我的研究课题之一,自己就可以去考察山旺的地层和化石了。

   第一次去山旺是在一个初春的晚上从北京出发,第二天的凌晨就到了潍坊。山旺化石管理所的同志已经在车站等候我们,天刚亮我们就到了临朐县城。现在的交通是如此方便,而60多年前杨钟健先生第一次考察山旺,不知花费了多少时间才能从北京到达这里。

   山旺化石地点位于山东省临朐县的解家河盆地,山旺是这里一个小村庄的名字,在临朐县城东面约22公里的地方。山旺地区文化底蕴丰厚,且年代久远,据其四周出土的古遗址和文物考证,早在约5000年前的五帝时代即有人类在此繁衍生息定居。山旺周围临朐、青州、昌乐三县交界地区的大汶口和龙山文化的数十处原始社会遗址,足以证明这里是先民们的重要活动场所。

   1934年的秋天,中国古脊椎动物学的奠基人杨钟健先生在山东的泗水和新泰一带进行的地质考察工作结束以后,准备经济南返回北京。他在济南时前往齐鲁大学拜访地质系主任斯科特教授,在陈列室中见到了产自山旺的鱼类和树叶化石。当时杨先生即将赶赴黄河中游一带工作,必须尽快返回北京,所以没有时间对山旺的化石进行更多的了解。但当他结束了在晋陕地区的考察后,回想起山旺的化石,觉得一定有重要的价值。

   机会总是留给有准备的人。第二年的春天,一个机会使杨钟健前往邻近临朐的昌乐进行恐龙化石的考察。而山旺的位置正好在这两个县城之间,所以他决定要解决一直萦绕在心中的这个问题。杨先生在经过济南时再次专程拜访了斯科特教授,向他详细询问化石的产地情况和发现经过。斯科特告诉杨先生,化石标本由贝尔金在1909年采自临朐县山旺村东北二、三里的地方,并由滕县的海斯博士转赠给齐鲁大学。在那个年代有许多外国传教士在中国从事宗教活动,他们同时也注意收集博物学方面的资料和标本,虽然他们信仰的是上帝创造万物的观点,但无形中为自然科学的发展提供了研究的基础。而且,有些传教士通过对标本的收集和研究,也真正地深入到自然科学中来。比如,为中国的古脊椎动物学作出过重要贡献的法国神父德日进和桑志华就是他们中的杰出代表。

   在得知这些确切的消息后,杨钟健决定亲自前往山旺考察。他带领三名技工奔赴临朐,熟悉情况的临朐天主教堂的王教士向他们作了进一步的介绍。但王教士年事已高,70有余,行动不便,不能陪同杨先生一行到山旺去。他们就自己雇人力车从县城出发(直到今天,人力车仍然是临朐的一种重要交通工具,在县城里随处可见),向东行到达山旺,借住在村里一位姓周的富户家中,他对杨先生一行极为尊重,礼遇有加。在山旺村东面有一条小的山脊,山脊下就是解家河。那时的解家河还是一条真正的小河,但现在由于干旱化的日益严重,再加上几条拦水坝,解家河作为一条河已经名存实亡,只有一个以它命名的村子还继续着这个名称。

   近年来中国北方的干旱化过程确实触目惊心。尽管山旺位于山东的东部,滨邻东海,但太平洋的暖湿气流并没有带来足够的雨水。我第二次来这里的季节正是作物需要浇灌的时候,可已很久没有下雨。每日的晴天虽然非常有利于我们的野外工作,但看到老乡们焦虑的情景,我们也暗自替他们着急。在我们工作的角岩山上,本应是林木葱茏的景象,但草色却依然枯黄,满山的槐树也仅有部分长叶开花。临朐的山羊据说很有名,可老乡把羊群赶到山上却找不到青草,不得不上树掰下本来就不多的树枝,让它们吃槐叶和槐花。

   杨先生当年来到解家河边,在西岸发现了出露的页岩。看到其中含有保存非常完好的鱼类和植物化石,但页岩干燥后很容易破裂,采集起来相当困难。他们进一步工作,又发现了很多花、昆虫、蝌蚪等在其他地方很难见到的化石。在页岩的西面分布有黄色砂岩和页岩,其中含有很多玄武岩成分的火山弹,也含有化石,但不是鱼类和植物,而是龟类和哺乳动物的骨骼。

   实际上,山旺的化石在更早的时间已经有文字记载。清朝光绪十年编篡的《临朐县志》中就记载“灵山东南五里俗传山麓溪边有特别产物,曰万卷书。自地面揭取极易,其质非土非石,平整洁白,层迭若石,揭视之内现黑色花纹,备虫、鱼、鸟、兽、花卉诸状态”。1935年出版的《临朐续志》的记载更为详细:“尧山在城东。产煤,以质劣火力弱,不易销售,故历次采掘皆无效。山之东麓有巨涧,涧边露出矿物。其质非土非石、平正洁白、层层成片,揭视之,内有黑色花纹,虫者、鱼者、鸟者、兽者、山水人物、花卉者不一其状,俗名万卷书。惟干则碎裂,不能久存。”除了所谓的“山水人物”是指岩层的花纹与山水和人物相似以外,其余的都确实是古生物的化石。

   杨钟健在山旺住了两天,留下技工继续采集化石,他本人前往青岛工作,随后返回了北京。第二年杨先生就完成了山旺的调查报告,并撰写了有关蛙和鱼化石的研究论文,发表在1936年的《中国地质学会志》上。这是山旺科学研究的开端,自此诸多的中外古生物学家和地质学家对山旺的哺乳动物、被子植物、蝌蚪、硅藻和矿产等进行了广泛而深入的研究。山旺的沉积物从此以“万卷书”和盛产精美化石而广为人知,并成为中国中新世的经典地层剖面。

   山旺地点在解放前的研究未进行多长时间,便由于日本帝国主义发动的侵华战争而被迫中断。直到解放后,为寻找矿产开始在山旺一带进行地质勘探。20世纪50年代后期,古生物工作者再次来到山旺,研究了这里的孢粉和哺乳动物化石。60年代,有关山旺的蛇类化石和古生态的研究论文发表。70年代,硅藻土作为催化剂载体的功能使山旺的矿业开采大规模发展。随着生产的进行,山旺硅藻土矿有几位工人对于收集化石极为热心,发现了不少珍稀的化石标本,包括昆虫、蝾螈、蟾蜍、龟鳖、鸟类、蝙蝠、皮毛尤存的鼠类和大型的哺乳动物,其中一部分被研究发表,在山东博物馆中也保存了相当多的标本。

   山旺硅藻土中的化石以哺乳动物最具时代意义,是进行陆相地层划分和对比的主要依据。山旺已报道的哺乳动物相当多,包括食虫目的泰山鲁鼩、翼手目的意外山旺蝙蝠,啮齿目的山旺半圆齿鼠、李氏松鼠、中华近松鼠、亚洲花松鼠、临朐东方松鼠、山东硅藻鼠,食肉目的孔子犬熊、杨氏半熊、东方祖熊、豺熊,长鼻目的嵌齿象,奇蹄目的解家河古貘、矢木氏近貘、爪兽、山旺近无角犀、纤细近无角犀、对鼻角犀、山旺矮脚犀,偶蹄目的临朐中国拟猪、山旺猪兽、半岛猪兽、三角原古鹿、柯氏柄杯鹿、德氏柄杯鹿、辛氏柄杯鹿、汤氏皇冠鹿等。山旺组中的其他脊椎动物化石至少还包括6种鸟类、3种爬行类、8种两栖类和6种鱼类。无脊椎动物化石中以美丽多姿、色彩斑斓的各类昆虫最为丰富,至少有12目74科162属272种,其中绝灭属为49个。山旺的植物化石包括真菌、硅藻、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物及藻类,大植物化石已发现155种,分属50科104属。材料以枝叶最多,多数尚保留原有颜色,花、果实和种子也保存得非常完美。更有同样精美、个体微小、需用显微镜才能见到的植物——硅藻,有18属近100个种和变种。因此,山旺堪称世界古生物化石宝库之一。

   东方祖熊是一种小型食肉动物,大小接近现生灵猫,四肢纤细,后肢比前肢长,腰部形成较大的弧度,具长尾,动作灵巧。它的牙齿已经演变为熊的样式,成为一种杂食性的动物,可能代表了现今熊类早期的一个旁支。祖熊是欧洲中新世常见的动物,它对确定地层年代很有用,在欧洲的20多个地点均有发现,在北美和亚洲的地层中也有过记录。遗憾的是,以前所有发现的祖熊化石都很破碎。由于人们从未发现过祖熊的骨架,致使许多古生物学家对祖熊的体态几乎一无所知。在山旺发现的祖熊化石是迄今世界上保存最好的完整骨架,对于研究祖熊的起源和进化具有很重要的意义。

   原古鹿是长颈鹿中最早分出的一个旁支,它和鹿科有较近的亲缘关系,而和牛科的关系较远。原古鹿首先发现在欧洲,并且分布广泛,我国发现却不多。由于完整的材料很少,长期以来,人们一直无法肯定原古鹿是否有角。山旺材料的发现证明,原古鹿仅雄性有角,雌性则无。它的角在生长方式上接近长颈鹿的角,由皮下一骨化中心形成,仅在老年个体此骨化中心才与头骨完全愈合。“角”的表面粗糙,表明可能与长颈鹿一样,由皮毛覆盖。

   最有意思的是硅藻鼠。2005年春天,生物学家宣布在老挝发现一个“新物种”,命名为“老挝谜鼠”。这是一种生活在当地岩洞中的啮齿动物,它看起来既有松鼠的特点又类似岩鼠。这一发现引起了生物学界的讨论,当时科学家认为,这一啮齿动物应该划分为一个单独的科。然而,古生物学家把这种动物与在中国及亚洲其他地区发现的硅藻鼠化石作了仔细比较,发现其相似程度“令人惊诧”。此前,科学家曾认为,硅藻鼠生活繁盛的年代大约是3400万年至1500万年前,它们在距今1100万年前就已灭绝。但研究人员现在认为,硅藻鼠可能在老挝森林这样比较孤立的生态环境中得以生存下来。

   上个世纪80年代以来对山旺的综合研究蓬勃开展,不仅在传统的古生物和地层学方面取得大量重要的新成果,还在古生态、古气候、古水文、化石埋藏学方面进行了卓有成效的探索。此外,相关的火山学、沉积学、岩石学、构造地质学方面也开展了逐步深入的工作。我们在山旺的野外考察正是以地层学和年代学相结合的方法对这个地区的中新世地层进行综合性研究。

   各级政府对山旺古生物化石的保护都极为重视。1972年临朐县批准划定了“硅藻土矿地层古生物化石保护范围”,1978年建立了省级“山旺化石自然保护区”,1982年国务院批准了山东省的报告正式建立“山东临朐山旺国家级古生物化石保护区”,1985年在临朐建成了“山旺化石博物馆”,1999年被国土资源部、国家环境保护总局确定为国家地质遗迹保护区,2001年被国土资源部批准为国家地质公园。

   最近一次去山旺是参加国家地质公园的揭牌仪式。开园的日子阳光灿烂,保护区现场披红挂绿、锣鼓喧天。揭幕典礼上还请来了军乐队,并鸣放了礼炮,气氛相当隆重。开幕式办得很成功,很高兴这种保护古生物化石以及地质地貌环境的活动受到重视。汽车顺着新修的道路从尧山绕到采坑。采坑已被完全清理出来,建成山旺一号剖面,长160米,高25米,分三个台阶四个立面,现场展示了古生物化石标本和山旺组沉积地层。可以清楚地看到整个硅藻土沉积,还有一只完整的犀牛骨架暴露在发掘工作面上,真是一个奇观。

   犀牛是山旺的一类重要化石,杨钟健1937年即以这里发现的标本为模式建立了新属近无角犀,后来在欧洲发现的一些犀牛化石也被归入近无角犀。有意思的是,在山旺所属的临朐上林镇前有一座巨大的犀牛石雕,昂首在从潍坊通往临朐的交通要道上,碑座上大书“崛起”二字,其寓意是象征上林镇各项事业的蓬勃发展。当然,这只是一个巧合,石雕塑造的是现代的双角犀牛,并不同于山旺动物群中无角的犀牛。

   跟第一次来山旺时相比,这里已完全变样。山旺国家地质公园的范围北至灵山,东至潘家庄,南至黄山、菜园,西至东周家庄、清泉沟一带,面积约13平方公里。公园核心区是1982年国务院批准设立的山旺国家级保护区,面积1.2平方公里。园内由解家河和包家河两个次级盆地组成,盆地被玄武岩组成的盾状火山环抱,地形起伏不平,最高峰为尧山,海拔405.5米,属北温带季风气候区,年平均气温为12.4度,年平均降雨量709毫米。地质公园附属的新博物馆建在从临朐到潍坊的公路旁,外观下了一番工夫,周围的绿化也相当不错。博物馆的建筑面积3600平方米,展出面积916平方米,展线204米,展出标本600余件。一件临盆的近无角犀骨架堪称镇馆之宝,母腹中小犀牛的牙齿、四肢清晰可见,实为世界罕见。

   最近的山旺之行还采集了不少玄武岩的样品,用于年龄的测定。山旺是一个非常重要的地点,但在年龄方面一直没有可信度非常高的数据。比如对于在采坑剖面上插入硅藻土中的岩体的时代问题,原来一直认为时代较晚,但由于一些现象,如风化严重、缺乏烘烤等,也可能是较早形成的岩体。我们最后发现岩体与硅藻土实际上是断层接触,这样就可以解释原来的一系列难点。相信随着研究工作的深入开展,在山旺一定能结出更加美丽的科学硕果。




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