石破天驚“萬卷書”

吳勝明

山旺國家地質(zhì)公園位于山東省中部的臨朐縣，一般讀者對這個名字很是陌生，然而，這里卻是所有學(xué)地學(xué)的人心中的“圣殿”，被譽(yù)為魯中大地上的“化石寶庫”，這就是山旺標(biāo)準(zhǔn)的地質(zhì)剖面。

這處地質(zhì)剖面位于一座名叫角巖山的小山包上，這個小山包從上到下，就像用刀切西瓜一樣被“切開”了。角巖山的地質(zhì)剖面明顯地分為四層。最上面薄薄的一層，已經(jīng)風(fēng)化成土壤，上面生長著莊稼和樹木花草；緊接的第二層是十分明顯的由火山作用形成的玄武巖層；第三層是最厚也是色彩最鮮艷的一層——硅藻土層；最下面一層為砂礫巖。

硅藻土與其他任何巖石都不同，十分好認(rèn)，就像“千層餅”一樣，一層一層的，每層都很薄，薄到只有幾毫米，只要用小刀輕輕一撬，便會一片一片整整齊齊地剝落下來，里面往往含有精美的化石。這情景，就像一頁頁地翻看著一本天然的“動植物畫冊”。這畫冊相當(dāng)?shù)木?，既有動物，又有植物。動物中有大型的犀牛、鹿，也有小昆蟲如蜂、蜻蜒等；植物中不僅有葉子，還有花和果實(shí)。所以，當(dāng)?shù)厝私o了它一個非常貼切動聽的名字——“萬卷書”。

硅藻土：孕育古生物的搖籃

山旺地區(qū)在1800萬年前是一個典型的淡水大湖泊，湖水穩(wěn)定，不深，水中生活著大量的硅藻。硅藻是一種生活在淡水湖泊中的單細(xì)胞低等植物，其細(xì)胞壁是由硅質(zhì)和果膠質(zhì)組成。硅藻死亡之后大量堆積于湖底，形成造巖的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，死亡并沉積的硅藻由膠結(jié)物膠結(jié)后形成層理非常清晰的硅藻土層。由于硅藻土十分細(xì)膩，對化石的保存十分有利，所以許多微細(xì)構(gòu)造都被其清晰地保存下來，這在其他巖性的地層中是不可能的。

山旺角山巖中的硅藻土最早是作為一種非金屬礦產(chǎn)來開采的。硅藻土可以作為硫酸工業(yè)的催化劑載體、工業(yè)用吸附劑、填充劑等。在采石的過程中，人們發(fā)現(xiàn)了大量的化石。據(jù)《山旺縣志》記載：“老山東南五里俗傳山麓溪邊有特別產(chǎn)物，曰‘萬卷書，自地平面掘取極易。其質(zhì)非土非石，平整潔白，層疊若紙，揭視，內(nèi)現(xiàn)黑色花紋，昆蟲、魚、鳥、獸……花卉諸狀態(tài)”。

山旺發(fā)現(xiàn)的動植物化石不僅數(shù)量大(僅保存在山旺博物館化石庫中的就達(dá)萬件以上)，種類也多，有10多個門類600余種動植物化石。植物化石有苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物；動物化石有昆蟲、魚、兩棲、爬行、鳥和哺乳動物各類。

壯觀的哺乳動物化石群

中新世是哺乳動物進(jìn)化史上最重要的時期之一。在中新世，哺乳動物中約有一半的科目興起，也有相當(dāng)一部分古老的科目滅絕了。我國最早發(fā)現(xiàn)的中新世化石點(diǎn)是內(nèi)蒙古的通古爾產(chǎn)地，代表著晚中新世動物群。我國發(fā)現(xiàn)的第二個中新世化石產(chǎn)地便是山東的山旺。山旺至今已發(fā)現(xiàn)的哺乳動物包括17個屬18個種，其中以草食性的偶蹄類為最多，保存也最好，特別是柄杯鹿。

從化石形態(tài)來看，這些鹿都很生動，呈現(xiàn)出各種各樣的奔跑姿態(tài)，仿佛還在草地上馳騁。從復(fù)原出的模型看，這種鹿的大小與山羊接近。頭上的角最有特點(diǎn)，掌狀分支呈柄杯型，終生不蛻換，這在鹿的家族中是少見的。它的形態(tài)特征很可能與現(xiàn)代的毛冠鹿和麂屬最為接近，角可能是作為武器使用的。它在與具有季節(jié)性蛻換鹿角的類別競爭中失利，因而在第三紀(jì)的上新世之前便趨于絕滅。

在山旺化石博物館，人們還能見到一頭小巧玲瓏的熊化石。它的腰部能彎成較大的弧度，而四肢細(xì)弱、靈巧，有一個較長的類似今天猴子的尾巴。但它不是猴子，而是和今天四肢粗笨、頭大尾短的食肉哺乳動物“熊”是一個科的。古生物學(xué)家的分類不是看“個頭”，主要是看“牙齒”。它的牙齒有臼齒，很粗壯、很原始，齒冠扁長。據(jù)此，古生物學(xué)家將其定名為“東方祖熊”。它是該屬中已知的個體最小的種?，F(xiàn)代大個的熊、白熊、黑熊、棕熊等有一部分就是由東方祖熊進(jìn)化而來。

在20世紀(jì)70年代，從山旺化石中居然發(fā)現(xiàn)了一塊保存完好的蝙蝠化石。蝙蝠雖屬哺乳動物，但其化石很不容易保存，而山旺的這塊蝙蝠化石不僅輪廓清楚，就連那翼手類特有的翼膜也被保存了下來。當(dāng)時只發(fā)現(xiàn)了這一塊標(biāo)本，據(jù)地質(zhì)圖看周圍沒有石灰?guī)r(蝙蝠是群居的，而且主要生活在石灰?guī)r形成的洞穴之中)。1977年，著名古生物學(xué)家楊鐘健鑒定后認(rèn)為，這只蝙蝠并不生活在這里，而是“似乎迷失了路，飛到這個地方的”。因此他將它定名為“意外蝙蝠”。從此可看出當(dāng)時已是80高齡的楊老的幽默。另外值得一提的是，正是1935年楊鐘健的到訪考察，標(biāo)志著山旺化石研究的正式開始。

隨著時間的推移，到1987年時人們又在距山旺化石產(chǎn)地以西2千米的上林地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大面積的石灰?guī)r，等于為“意外蝙蝠”找到家了。此后又不斷有蝙蝠化石被發(fā)現(xiàn)，這樣“意外蝙蝠”就不再意外了。山旺的哺乳動物化石是壯觀又豐富的，但奇怪的是，至今在山旺地層中尚未發(fā)現(xiàn)牛羊類和靈長類的化石，這一“意外”又等待著古生物學(xué)家去解答。

生動的昆蟲化石與完美的植物化石

昆蟲是現(xiàn)存動物中最大的一個類群。在地球全部100多萬種動物中，昆蟲占80萬種。昆蟲屬于節(jié)肢動物門的昆蟲綱，它和同屬節(jié)肢動物門的蛛形綱(蜘蛛、蝎子)、多足綱(蜈蚣、馬陸)以及軟體動物門腹足綱中的蝸牛是地球上最早大批登陸的動物。最早登陸的昆蟲沒有翅。翅的產(chǎn)生是昆蟲進(jìn)化道路上的重大突破，為整個昆蟲家族的繁榮昌盛奠定了基礎(chǔ)。

昆蟲的發(fā)展和進(jìn)化是與植物緊密相聯(lián)的，有什么樣的植物就有什么樣的昆蟲。從石炭紀(jì)末到二疊紀(jì)，地球的氣候由炎熱潮濕變成寒冷干旱，植物界開始從蕨類植物向裸子植物過渡，促使昆蟲從不完全變態(tài)(卵、若蟲或稚蟲、成蟲三個階段)向完全變態(tài)(卵、幼蟲、蛹、成蟲四個階段)轉(zhuǎn)化發(fā)展。現(xiàn)代昆蟲的絕大部分的目如脈翅目、長翅目、毛翅目、鞘翅目，就是在二疊紀(jì)開始出現(xiàn)的。到了中生代的白堊紀(jì)，植物中有花的被子植物的花粉和花蜜給昆蟲提供了理想的食物，這時候鞘翅目(甲蟲類)昆蟲，其次是雙翅目(蠅類)和膜翅目(蜂類)昆蟲起到了傳粉的作用。進(jìn)入新生代后，合瓣花大量出現(xiàn)，花冠連成長管，身體稍大的昆蟲采蜜就比較困難了。這時候，有長吻鱗翅目(蝶類)和膜翅目(蜜蜂和胡蜂)便成了主要傳粉的昆蟲。

山旺的昆蟲化石豐富，目前已作出鑒定的達(dá)到12目84科221屬400種，其中的膜翅目占絕對優(yōu)勢，鞘翅目步甲類也很豐富。連最易腐爛、最不容易保存的翅居然也能夠在此保存下來。在這里看到的雙色大葉蜂、扁腫毛蟻、山旺木蟻等的翅膀都是形態(tài)生動的化石，都呈現(xiàn)出展翅高飛的姿態(tài)。臨朐蟻化石就像真的一樣，1800萬年啊，這么小的生靈居然能“毫發(fā)不損”地保存成為化石，這難道不是一個奇跡嗎?

山旺的植物化石同樣門類齊全，數(shù)量豐富，保存完好，可以

細(xì)分為三大類：植物、硅藻、孢子花粉。

山旺的植物化石絕大部分都是以葉子的形式保存下來的。這些葉子保存得很好，有不少能見到清晰的葉脈。例如彩葉槭的葉子，忍冬的葉子、大葉板栗的葉子、翁格櫸的葉子、桑樹的葉子、擬銀鵲樹的葉子以及北海油杉的葉子等。其中還能見到植物的果實(shí)與種子的化石，例如能看見胡桃、楓楊的果實(shí)。這里的化石中還能見到最易凋謝的花，在已發(fā)現(xiàn)的“大萼始蘋果”和“似槐藍(lán)蝶形花”中，甚至可以見到雄蕊和雌蕊。像這類完好的花能保存在地層成為化石，舉世罕見。

山旺被定格在1800萬年前的那一天

山旺化石的生動造型給人留下深刻難忘的印象。植物化石能見到樹葉、葉脈、果實(shí)、花甚至雄蕊、雌蕊或花萼；魚化石中居然可見游動的魚群；蝌蚪化石同齊白石畫的搖頭擺尾的蝌蚪一模一樣；幾十只柄杯鹿大都保持著奔跑的姿態(tài)或者還在吃草飲水……

山旺的化石為什么如此豐富如此生動呢?這些化石是如何形成的呢?據(jù)筆者考察，這是火山突然噴發(fā)造成的。這火山噴發(fā)是一場突如其來的災(zāi)害，動植物都不能幸免于難。有兩個有說服力的證據(jù)：一是硅藻土之上緊接著地層的就是第四紀(jì)的火山噴發(fā)形成的玄武巖地層；二是山旺村實(shí)際為一個盾狀火山包圍的盆地，其中最高的盾狀火山是堯山，海拔為405.5米，它的玄武巖的柱狀節(jié)理和火山球都發(fā)育得很好。附近擦馬山的盾狀火山地貌更是典型，其他如靈山、黃山的火山現(xiàn)象也比比皆是，

正是這火山大規(guī)模的噴發(fā)，不是一座，而是幾座甚至十幾座先后或同時噴發(fā)，火光、蒸汽、熔巖流、火山彈、火山灰等等一齊射向天空，然后一齊向山旺湖洶涌而來，導(dǎo)致絕大多數(shù)生物還沒有反應(yīng)過來就被掩埋了?，F(xiàn)在科學(xué)家普遍認(rèn)同的是，在生物的進(jìn)化中既遵循達(dá)爾文提出的“漸變論”，但也不能排斥“災(zāi)變論”。有人統(tǒng)計，從距今5.7億年的寒武紀(jì)以來，全球明顯的生物災(zāi)變事件有15次之多，公認(rèn)的有4次：“奧陶大絕滅”、“泥盆大絕滅”、“二疊大絕滅”、“白堊大絕滅”。最早提出“災(zāi)變論”的法國學(xué)者居維葉就指出，“地球上的生命進(jìn)程曾多次被可怕事件打斷”，“大多數(shù)的這種災(zāi)變是突然的”。20世紀(jì)50年代，德國學(xué)者興德沃夫又提出了“新災(zāi)變論”，認(rèn)為災(zāi)變現(xiàn)象普遍存在于事物發(fā)展的整個過程中，是宇宙和地球演化、生命演化的一種基本現(xiàn)象，對新事物誕生和舊事物死亡起著主要作用。

火山的噴發(fā)對山旺湖及其附近的動植物種群來說是毀滅性的，然而，正是這場災(zāi)難的突然降臨，使我們有幸見證1800萬年前那活生生的一幕，它們中的一些種類得以繁衍至今，還有一些早已湮沒在進(jìn)化歷史的長河中，只有化石記載了它們曾經(jīng)存世的證據(jù)。

在山旺國家地質(zhì)公園的核心，也就是臨朐縣上林鎮(zhèn)的“山旺古生物化石博物館”中，即將為參觀者還原1800萬年前的生態(tài)環(huán)境：在一派溫暖濕潤的氣候條件下，水草肥美的山旺湖中生長著多彩的藻類和多種魚類，草地上鹿群游蕩，花叢中昆蟲穿梭，天空中鳥類振翅飛翔，其中就有以山旺命名的山旺山東鳥……在此還要提一下，山東山旺國家地質(zhì)公園的大門設(shè)計也是別具一格的，其外形仿佛是一本已經(jīng)打開的“萬卷書”，含義貼切深刻。人們走進(jìn)這座國家地質(zhì)公園，就仿佛打開了一部地質(zhì)學(xué)上的“萬卷書”，細(xì)心地去閱讀它、體會它、品味它，就會發(fā)現(xiàn)其樂無窮。(文章代碼：0231)

責(zé)任編輯龐云