湖北省遠(yuǎn)安縣國家重點古生物化石產(chǎn)地調(diào)查及潛力分析

陳 剛, 趙 璧, 李姜麗, 鄒亞銳

(湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034)

自1959年湖北省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊在遠(yuǎn)安縣望城崗發(fā)現(xiàn)第一塊海生爬行動物化石以來,在遠(yuǎn)安境內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量的海生爬行動物化石。這些化石分布集中、類型豐富,目前已發(fā)現(xiàn)命名的有3目9屬10種,其中以湖北鱷類為主,伴有魚龍類和鰭龍類。這些化石的模式標(biāo)本,只有少部分是原地采集外,大部分都是在當(dāng)?shù)夭墒蛏a(chǎn)活動中發(fā)現(xiàn)的。各類化石在地層柱中的位置長期存疑。大多數(shù)研究者認(rèn)為化石集中在早三疊世嘉陵江組灰?guī)r段的頂部,分兩層分布,但類群在地層柱中的分布都說不清楚，這嚴(yán)重影響了遠(yuǎn)安動物群化石的研究進(jìn)展。

1 尋龍之旅

1.1 2003年前

此階段遠(yuǎn)安海生爬行動物化石,多是在民間采石、蓋房等生產(chǎn)活動中發(fā)現(xiàn),出土的化石多為民間買賣、收藏,少數(shù)為博物館收藏(照片1、照片2)。除1959年發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)安貴州龍被正式定名外[1],還有當(dāng)時不被學(xué)術(shù)界承認(rèn)的由李酉興定名的二件化石原料[2-3]。再沒有其他經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)正式命名的化石了。

1.2 2003—2012年

2003年遠(yuǎn)安縣會同宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在張家灣王家棚開展了海生爬行動物化石的科學(xué)性試剝露,剝露面積80 m2,剝露化石層總厚度約1.7 m,發(fā)現(xiàn)化石都為湖北鱷類,還發(fā)現(xiàn)了除已知南漳湖北鱷、孫氏南漳龍外的多種化石,如似湖北鱷類、卡羅爾董氏劃槳龍等。除取走了部分化石用于科研外,現(xiàn)場還保留有九條完整或基本完整的湖北鱷類化石,并建有保護(hù)屋予以保護(hù)。

其間隨著《古生物化石保護(hù)條例》和《古生物化石保護(hù)條例實施辦法》的施行,民間買賣逐漸轉(zhuǎn)向民間收藏,實際出現(xiàn)的化石品種遠(yuǎn)超出已定名品種,如魚龍化石等。

照片1 民間收藏的尚未定名的魚龍化石Photo 1 Unnamed ichthyosaur fossils in folk collections

1.3 2013—2018年

本階段是遠(yuǎn)安動物群化石的發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行科學(xué)研究的發(fā)展階段?；路N被不斷發(fā)現(xiàn)和命名,張家灣巢湖龍、長形似湖北鱷、短脖始湖北鱷、三峽歐龍、卡羅爾董氏劃槳龍等出現(xiàn)在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上,成為化石新種發(fā)現(xiàn)和發(fā)表最多的階段[4-6]。

照片2 民間收藏的尚未定名的化石Phtot 2 Unnamed fossils in folk collections

1.3.12013年

2013年,在申報國家重點古生物化石集中產(chǎn)地的調(diào)查工作中,發(fā)現(xiàn)新老化石產(chǎn)地12處,其中在遠(yuǎn)安映溝采坑分別采集到了湖北鱷類軀干,魚龍類頭部和鰭龍類印膜(照片3、照片4),證實本處集中產(chǎn)出了遠(yuǎn)安地區(qū)三大類海生爬行動物化石。

照片3 2013年映溝采坑發(fā)現(xiàn)的魚龍頭部化石Photo 3 Fossil head of ichthyosaur found in Yinggou mining pit in 2013

照片4 2013年映溝采坑發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)安貴州龍化石印膜Photo 4 Fossil imprinting membrane of Guizhou Dragon Fossil found in Yinggou Mining Pit in 2013

1.3.22014—2017年

2014—2015年的化石保護(hù)規(guī)劃中,提出了在映溝和王家棚保護(hù)屋外圍開展海生爬行動物化石系統(tǒng)科學(xué)剝露的規(guī)劃方案。

2016—2017年分別在映溝楊家沖采坑和王家棚保護(hù)屋外圍開展海生爬行動物化石試剝露。其中映溝楊家沖采坑剝露深度達(dá)5 m(化石層),王家棚保護(hù)屋外圍剝露深度約1 m(化石層),采獲湖北鱷類化石近30件和許多碎片(照片5),但均未獲得魚龍類和鰭龍類化石。鑒于映溝剝露地的下一個開采平臺上曾采獲魚龍頭部化石,因此一致認(rèn)為:魚龍應(yīng)位于下部未剝露地層中。

1.3.32018年

根據(jù)前期的工作情況,在2018年開展了映溝含化石地層的剖面測制工作。在此過程中,在原剝露平臺下,一個采石平臺邊部基巖中發(fā)現(xiàn)了一具比較完整的魚龍化石(照片6),證實了以前魚龍在已剝露層以下的猜測是正確的。同時從采坑頂部至底部,先后發(fā)現(xiàn)了厚薄不等的五個含化石或化石碎片的層位,突破了原認(rèn)為化石僅分布在上部的局限認(rèn)識。但遺憾的是,下部三個層位中的化石碎片無法確認(rèn)化石種類,還不能有效地進(jìn)行生物地層學(xué)研究。

照片5 修復(fù)的2016年剝露獲取的湖北鱷化石Photo 5 Rehabilitated Hubei alligator fossils from exhumationin 2016

照片6 2018年映溝采坑發(fā)現(xiàn)的魚龍化石 Photo 6 Fossils of ichthyosaur found in Yinggou mining pit in 2018

2 今后工作建議

近60年來,遠(yuǎn)安海生爬行動物群化石盡管時有新的發(fā)現(xiàn),但其組合關(guān)系、共生關(guān)系及其在地層柱中的確切位置,在實際中并沒有得到明確的答案,大部分結(jié)論是建立在推測的基礎(chǔ)上。其真實狀況只有在系統(tǒng)剝露的基礎(chǔ)上,通過多學(xué)科協(xié)同研究才能取得明確的答案。但這需要充裕的時間、充足的資金和足夠強(qiáng)大的科研實力來保證,其探索之路尚任重而道遠(yuǎn)。

2.1 系統(tǒng)科學(xué)剝露工程

若要揭示遠(yuǎn)安動物群的真面目,科學(xué)系統(tǒng)地剝露顯得十分重要。但化石的無序發(fā)掘,不僅形成對化石的破壞,還往往嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。只有在全面評估的基礎(chǔ)上,開展科學(xué)系統(tǒng)地發(fā)掘,才是保護(hù)和利用化石資源的最佳途徑。

2.1.1系統(tǒng)剝露地的選擇

建議選擇映溝楊家沖采坑,作為遠(yuǎn)安海生爬行動物化石系統(tǒng)剝露地和遠(yuǎn)安動物群今后長遠(yuǎn)研究的標(biāo)準(zhǔn)剖面所在地。理由如下:

(1) 這兒集中產(chǎn)出了遠(yuǎn)安三大類海生爬行動物化石。已有調(diào)查結(jié)果證實,本處是含化石地層層序最連續(xù)完整之地,并且在遠(yuǎn)安地區(qū)已知12處海生爬行動物化石產(chǎn)出地中,唯一一處同時產(chǎn)出遠(yuǎn)安三大類(湖北鱷類、魚龍類和鰭龍類)海生爬行動物化石的產(chǎn)地,對這里的剝露,最有可能搞清這三大類動物之間的生態(tài)關(guān)系及起源等復(fù)雜問題。

(2) 具有最佳的發(fā)掘條件。原采坑的臺階式開采,為地質(zhì)工作者提供了幾個挖掘平臺和良好的出碴口,利于發(fā)掘。巖層微內(nèi)傾,挖掘時也不會引起順層滑坡。

(3) 最小的生態(tài)破壞代價。原采坑陡壁和碎石已成為形成次生地質(zhì)災(zāi)害的因素之一。在采坑上進(jìn)一步剝露,不僅不會加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,而且采用臺階式循序剝露,會降低原采坑的采壁坡度,增加巖壁的穩(wěn)定性,降低次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。剝露地的后期建設(shè)和生態(tài)恢復(fù),會大大改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2.1.2剝露工作

(1) 剝露目標(biāo):揭露化石層頂、底板,理清含化石層、含化石碎片層、無化石夾層巖性組合特征、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、沉積—成巖特征、不同類型海生爬行動物在地層柱中的正確位置。為進(jìn)一步研究遠(yuǎn)安動物群組合及演化、沉積和生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步開展科學(xué)研究、科普宣傳、科普旅游打下基礎(chǔ)。

(2) 剝露方式:在原采石平臺基礎(chǔ)上,原則上以30～50 m2為一個挖掘平臺,各臺階間高度差不超過2 m,從上往下連續(xù)逐層剝露。預(yù)計剝露臺階20～25級,總石方量1 600～2 000 m3。

(3) 做好詳細(xì)的編錄采樣工作:以單層為單位,進(jìn)行順序編錄。詳細(xì)記述巖層顏色、厚度、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、層面特征、層間接觸關(guān)系。含化石情況、化石類型與特征、保存位置等。采集各類測試樣品,為生物地層、巖石地層、化學(xué)地層等研究做準(zhǔn)備;為原地建設(shè)保護(hù)館保留好化石資源。

2.2 科研工作

(1) 與剝露同時進(jìn)行的研究工作:在做好詳細(xì)的編錄工作的基礎(chǔ)上,建立詳細(xì)的生物地層剖面和巖石地層剖面,理清不同生物類群的共伴生關(guān)系。

(2) 后續(xù)研究工作:多學(xué)科聯(lián)動,進(jìn)行遠(yuǎn)安生物群化石研究。

3 保護(hù)與開發(fā)利用初步設(shè)想

以系統(tǒng)剝露地為基礎(chǔ),建立原地保護(hù)館和標(biāo)本陳列館,兼顧科普旅游,結(jié)合周緣武陵峽景區(qū)、陳灣溫泉度假村、中國化石第一村等旅游項目,組成遠(yuǎn)安北部小旅游圈,帶動該地經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4 結(jié)語

遠(yuǎn)安動物群包含有全世界獨一無二的湖北鱷類、世界上最早出現(xiàn)的鰭龍類和魚龍類,是爬行類演化史研究中不可或缺的最重要的環(huán)節(jié)之一。建議國家和省有關(guān)部門盡快籌集資金、組織科研精英,開展科學(xué)系統(tǒng)地剝露和深入研究,將其重要的科學(xué)價值、科普價值盡快展現(xiàn)在世人面前,發(fā)揮它應(yīng)有的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。