"三山"地質(zhì)考察之旅

陳飛揚

"三山"地質(zhì)考察之旅

陳飛揚

圖1 三山實習合影

作為“地質(zhì)人”，野外實踐是我們發(fā)現(xiàn)的源泉，也是我們生活中快樂的一部分。出生于黃土高坡整日面對黃土和西北風的我，尤其喜歡南方的溫潤氣候，也許是水的緣故，使得一切都變得靈動。幸運的是我選擇了地質(zhì)專業(yè)，這樣便可借著出野外的機會走遍祖國的山河湖海，探尋每一塊石頭的歲月。比如本科實習便去了河北秦皇島、安徽巢湖和陜西秦嶺，研一剛開始時又去了陜南和云南的多個地方，雖然皆非名勝古跡，而且基本也在山里開展工作，但我對這種清新自然、自由寧靜的生活鐘愛有加，不愿錯過任何一次野外機會。

今年十月底，我有幸參加了由南京地質(zhì)古生物研究所組織的浙贛“三山”地區(qū)研究生野外教學實習。實習前還有特別的插曲送給我們——為了慶祝中國科學院學部成立60周年，由南古所承辦的“遠古生命-宏演化”學術(shù)研討會暨第一屆古生物學青年學者論壇。為期三天的會議包含了古生物學和地層學前沿領(lǐng)域，以及全球重大地質(zhì)學和古生物學領(lǐng)域的創(chuàng)新成果。踴躍參會的都是我們耳熟能詳?shù)臒o私奉獻于地質(zhì)的大家，還有許多優(yōu)秀的青年古生物學者，聽著他們廣而深的報告內(nèi)容，敬佩之情油然而生，發(fā)憤圖強之意亦深深扎根于心。

海納百川，有容乃大，南古所的氣度猶如廣闊的大海，不僅為所內(nèi)學生提供學習機會，而且還主動邀請外單位包括了北京大學、南京大學、西北大學、中國地質(zhì)大學（武漢）和蘭州大學的25位對地層古生物學感興趣的學生共同參加本次實習。對我們來說，這不僅是一次野外實習，同時也是一次和外單位同學互相交流學習的好機會（圖1）。

實習前一天下午，南古所專門邀請了在該地區(qū)研究工作中貢獻卓著的陳旭院士為我們做動員大會，陳老師用生動幽默的語言介紹了實習地區(qū)的概況。遂得知我們將前往我國早先開展地層古生物研究的浙贛交界的“三山”地區(qū)，其主體位于江紹（江山—紹興）斷裂帶西側(cè)，屬于揚子板塊東緣?！叭健钡貐^(qū)的地層涵蓋了南華系至下三疊統(tǒng)的幾乎連續(xù)的地層，以及中生代的陸相地層，序列完整、化石豐富、出露良好，是進行地層古生物學野外教學、實習的難得地區(qū)。

圖2 南華系雷公塢組冰磧巖

10月27日早晨，我們一行人員，包括學生62人、老師13人，從南京出發(fā)前往常山。實習分為六個專題，分別由各位帶隊老師以幻燈片的形式首先在室內(nèi)講解，大家聽得興致盎然，滿懷期待。三天的野外綜合考察和兩天的專題研究，在時間上分配合理，循序漸進的節(jié)奏使我們對未來幾天的野外工作有了一個系統(tǒng)的認識。

在室內(nèi)待的太久，渴望見到野外露頭的心情猶如渴望久別的好友重逢一般，大家都狂奔向各種粉砂巖、冰磧巖、灰?guī)r、白云巖和頁巖，當然也少不了我們鐘愛的化石。我想這就是地質(zhì)人的欣喜，無論別人理解與否，我們終將義無反顧。

第一天野外，在李國祥和朱學劍老師的帶領(lǐng)下我們觀看了自南華系至寒武系的沉積地層。休寧組的粉砂巖和雷公塢組的冰磧巖（圖2）出露在公路邊，這可把兩位老師忙壞了，他們不僅要給我們講解冰磧巖的形成過程以及新元古代的冰期事件，還要時刻注意過往車輛?？墒菍W生就是任性，聽完老師講解，大家紛紛圍著剖面開始自己的野外工作，才不管什么擦身而過的車呢，反正我就是要看剖面！大家看巖性、敲化石、觀察沉積構(gòu)造、測產(chǎn)狀、打方位等步驟井然有序。不僅身體動，大腦也跟著快速運轉(zhuǎn)，圍著老師詢問各種疑惑。下午見到的燈影組疊層石尤其讓我印象深刻，該剖面位于江山碓邊剖面附近，由于人工開山采石的緣故，其內(nèi)部的塊狀疊層石白云巖一覽無余。估計約三十米厚（圖3）的白云巖里分布了很多大小、顏色不一的疊層石，其數(shù)量之多，面積之大，令人嘆為觀止（圖4）。面對這拔地而起的由疊層石形成的高山，我感慨良多。滄海桑田的巨大改變讓我感覺到自己的渺小，光陰稍縱即逝，人的一生與宇宙的永恒相比又算的了什么呢？我們腳下所踩，眼前所見的是五億多年前海洋中的生命，它們用自己獨特的方式闡述著地球的歷史，那我們又將以怎樣的方式書寫自我的歷史？

圖3 震旦系燈影組塊狀疊層石白云巖

圖4 震旦系燈影組內(nèi)部疊層石

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，出野外之前我便對“三山”地區(qū)的金釘子十分感興趣，這次有機會現(xiàn)場學習，真是讓人歡欣鼓舞。地質(zhì)學上的“金釘子”實際是全球年代地層單位界線層型剖面和點位（GSSP）的俗稱，是為定義和區(qū)別全球不同年代所形成的地層的全球唯一標準或樣板，并在一個特定的地點和特定的巖層序列中標出，作為確定和識別全球兩個時代地層之間的界線的唯一標志。毫無疑問，兩個“唯一”已經(jīng)定性了金釘子的國際地位，它的確立標志了地層學研究的一項極高科學榮譽，歷來是世界地質(zhì)學研究的熱點和激烈競爭的領(lǐng)域。目前全球地層年表中一共有“金釘子”一百余枚，目前已經(jīng)正式確立的有65枚，而在我國境內(nèi)所建立的金釘子便有10枚，是目前世界上擁有“金釘子”最多的國家。這充分說明了我國在地學領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平，同時也充分認可了我國為建立金釘子而嘔心瀝血的前輩們的工作成果。這10枚金釘子中有7枚是由南古所主持確立的，其中2枚分布在“三山’地區(qū)，是我們本次實習內(nèi)容的一部分。

圖5 全球寒武系第9階（江山階）金釘子的標志碑

從寒武系荷塘組到西陽山組，我們沿著江山碓邊剖面的柏油路上山看地層，遠遠地就看見了全球寒武系第9階（江山階）底界的金釘子標志碑（圖5）。數(shù)字9的形狀，內(nèi)部鑲嵌有‘∈’標志，碑身周圍還雕刻有劃分生物地層的關(guān)鍵化石——球接子三葉蟲Agnostotes orientalis。“同學們，照相時間到啦！”朱老師饒有風趣的喊道，于是大家興奮地擺著各種pose。廣場周圍的海報和模型，圖文并茂地向游人以及科考人員介紹了江山碓邊全球寒武系第9階（江山階）底界金釘子的建立過程以及相關(guān)工作成果。南京古生物研究所的彭善池研究員及其研究團隊從2003年起對江山碓邊B剖面進行了細致的研究，確定了關(guān)鍵化石球接子三葉蟲Agnostotes orientalis在剖面的首現(xiàn)點位，并向寒武系第九階國際工作組提交了以碓邊B剖面建立全球江山階底界“金釘子”的申請報告，經(jīng)過與哈薩克斯坦的“蘇扎克階”和俄羅斯的“切庫洛夫階”的激烈角逐，最終脫穎而出，成功釘下“江山階”底界的金釘子。

圖6 （上圖）江山碓邊剖面實習場景

圖7 （下圖）祝宅剖面教學現(xiàn)場

碓邊剖面天高云淡，為我們的野外學習提供了較好的天氣條件，大家做記錄時也都有條不紊（圖6）。但是我們剛到玉山祝宅剖面準備觀察上奧陶統(tǒng)地層時，就變成狂風驟雨。張元動老師和梁昆老師冒雨給我們介紹該剖面的巖相古地理以及出現(xiàn)的相關(guān)化石，梁昆老師更是言傳身教，不顧暴雨和泥濘，首先爬上剖面為我們講授下鎮(zhèn)組剖面底部的中層生物碎屑微晶灰?guī)r內(nèi)部的逆斷層以及出現(xiàn)的各種化石（圖7a），包括腕足、四分管藻、單體四射珊瑚、層孔蟲等。雨聲和講課聲仿佛在進行接力賽跑，各不相讓，接下來每每到了一個剖面點老師要解說時，陣雨就跑來湊熱鬧，與我們一起“學習”，由于它的加入導致好幾位同學滑倒，衣服沾滿了泥漿。其他人也都是裹泥的褲腿、滴水的登山包、冷冰冰的午餐（圖7b），然而我們學習的熱情完全超越了風雨的阻擋之勢，對地質(zhì)工作者來說幕天席地已是常事，何況這毛毛雨我們根本不屑一顧，此刻只有地層和化石最吸引我們！下鎮(zhèn)組沉積地層自下至上沉積環(huán)境有所變動，伴隨干裂紋一起出現(xiàn)的腕足動物、腹足動物、頭足動物（圖8a）代表了潮間帶潮坪灰泥灘相。微晶灰?guī)r之上C8層的生物礁，包含了多種門類的造礁生物（圖8b），其中以層孔蟲和珊瑚為典型代表（圖8 c-f）。C11層之上的黃綠色泥頁巖反映了水體開始加深，內(nèi)部含有大量腕足、雙殼類和三葉蟲化石。地質(zhì)錘背了好久，所到之處要么是沒有宏體化石，要么是保存在碳酸鹽巖內(nèi)難以采集，又或者是金釘子保護區(qū)不可采集，折磨得我們這些“化石迷”皆茶飯無心。終于在這個剖面可以自由采集化石啦，大家歡呼雀躍。“啊，我發(fā)現(xiàn)腕足啦”，“老師，我找到一塊三葉蟲！”，“這里還有雙殼類呢！”（圖8g-i），大家的聲音飄蕩在空氣中，隨著雨水匯入河流，匯入大海，最終匯入終將成為地層的現(xiàn)代海洋沉積物中……

圖8 奧陶系下鎮(zhèn)組所采化石(a.頭足類化石；b.生物礁；c.層孔蟲化石；d.和e.日射珊瑚化石；f.鏈珊瑚化石；g.頭足類化石；h.腕足動物化石；i.雙殼類化石)

前往奧陶系達瑞威爾階“金釘子”的途中仍舊下著大雨，可是這困難還不及紅軍長征時期的萬分之一呢，他們尚可“五嶺逶迤騰細浪，烏蒙磅礴走泥丸”，難道今天的我們會臨陣逃脫嗎？答案永遠都是—NO！浙贛“三山地區(qū)”的奧陶—志留系地層發(fā)育較好，分布面積廣。尤其數(shù)常山黃泥塘剖面沉積連續(xù)，地層內(nèi)部富含大量保存精美的筆石化石。1997年，中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所陳旭院士所領(lǐng)導的團隊率先取得突破，建立了我國的第一個“金釘子”——奧陶系達瑞威爾階“金釘子”，并以筆石Undulograptus austrodentatus作為奧陶系達瑞威爾階底界的標準化石。張元動老師頂著瓢潑大雨，跟我們講述這枚“金釘子”的來之不易，希望我們學習前輩們的優(yōu)秀品質(zhì)，做一名可靠的接班人（圖9）。

圖9 a.全球奧陶系達瑞威爾階金釘子標志碑；b.張元動老師和達瑞威爾階金釘子石碑合影

狂風大作的第三天我們在祁玉平和鄭全峰兩位老師的帶領(lǐng)下踏上了志留系—二疊系的地質(zhì)之旅。一路觀看了唐家塢組至棲霞組的地層，并且在藕塘底組和船山組內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了大量化石（圖10），包括有腕足、珊瑚、苔蘚蟲、海百合莖以及蜓類，真是不虛此行?。〉谌焖た钡牡貙觾?nèi)古土壤出現(xiàn)的次數(shù)較多，鄭老師還特別教給我們野外古土壤的識別特征：顏色上一般為紫紅、土黃、灰綠或者三者混合而成的雜色；沒有原生的沉積層理且經(jīng)常發(fā)育植物根系；偶爾發(fā)育鈣質(zhì)結(jié)核等。這樣的實習每天都有新的知識點輸入大腦，感覺很充實。

本次實習教學日程分為三個階段，第一階段為野外剖面的整體踏勘，白天依次考察南華系—寒武系地層、奧陶系—志留系地層、泥盆系—二疊系地層，第一天考察結(jié)束后，來自浙江省地調(diào)院的許紅根高級工程師還就地質(zhì)圖件解讀和地層剖面測制方面對我們進行了專題輔導，幫助我們在野外分析地質(zhì)圖件時獲取更多有效信息。之后的幾天晚飯過后大家都仔細地整理野外記錄，和小組成員、老師一起討論白天野外遺留的問題，真是手不釋卷的節(jié)奏啊。第二階段為小組專題實習，實習的同學被分為六個小組分別在老師帶領(lǐng)下，對所選專題進行深入研究。我們組選的專題是“震旦系-寒武系過渡時期巖相和生物相變化”。南古所的李國祥老師主要從事寒武紀早期后生動物骨骼化石(小殼化石、磷質(zhì)腕足類）及生物地層研究，自然而然就成為我們小組的領(lǐng)隊老師，再加上對三山地區(qū)野外經(jīng)驗豐富的許紅根老師，我們的陣容絕對龐大。進行專題研究的這兩天都是狂風怒號順帶飄著小雨，我們在人跡罕至的采石場里觀看燈影組地層，沖鋒衣根本沒起作用，風直直地往衣服里灌，凍得人直哆嗦，衣服也被淋濕了。即使這樣大家也沒有任何怨言，在老師的帶領(lǐng)下積極看巖性，找連續(xù)剖面，劃分地層，采樣，測量，做標記?！叭诵?，必有我?guī)熝伞保瞎潘耐瑢W們訓練有素的工作方法讓我自愧不如，趕快“擇其善者而從之”亦為時不晚吧！荷塘組的泥巖夾層產(chǎn)豐富的海綿骨針和三葉蟲化石（圖11），這吸引了大家的目光，要不是后半天還有任務，我們肯定要在這里采到天黑為止。我比較喜歡野外專題這個部分，因為李老師給我們充分的自由，自主學習，挖掘內(nèi)在興趣，使我們樂在其中、受益匪淺。第三階段為綜合考評，包括室內(nèi)筆試、野外臨時考察、后期實習報告整理與ppt答辯。這些環(huán)節(jié)使老師了解我們野外知識的掌握程度，根據(jù)情況及時作出相應野外教學調(diào)整，同時也使我們充分重視實習，溫故知新加深印象，何樂而不為。最后一天我們參觀了江郎山風景區(qū)，近距離接觸了該地區(qū)的陸相沉積，欣賞了典型的丹霞地貌，也領(lǐng)略了當?shù)氐娘L土人情，大家在夜幕降臨前滿載而歸（圖12）。

圖11 a.第一小組成員野外采集化石；b.寒武系荷塘組內(nèi)部三葉蟲化石；c.寒武系荷塘組內(nèi)部海綿骨針化石。

圖12 第一小組成員于江郎山前合照

短暫而又充實的實習很快就結(jié)束了，平時專注于揚子板塊西南緣早寒武世特異型保存的澄江化石庫的我，對于碳酸鹽相中的化石了解甚少，本次實習使我對揚子板塊的古生代地層有了更進一步的了解。再次感謝南京地質(zhì)古生物研究所提供的寶貴學習機會，感謝諸位老師和同學在實習中給予的幫助與關(guān)懷！

天南地北千秋客，寒武志留萬古蟲。告別金陵古城，在諄諄的教誨聲里，在海陸的演化故事里，列車隆隆地馳騁在大地的胸膛上，載我北上返回學校。