遼西化石考察與化石修理
——我的夏令營收獲

王婧瑜

2018年7月16日至22日，我參加了“盛夏青藤——2018年化石科考夏令營”，親手從遼西大地的化石寶庫中發(fā)掘到了狼鰭魚等古生物化石。一個學期過后，我又在12月26日帶著夏令營期間采集的化石來到中國地質科學院，聆聽了姬書安教授講解關于熱河生物群的相關知識，并在當天和第二天在王明時老師手把手指導下，親手將兩塊狼鰭魚化石修理出來。隨后，我對兩塊狼鰭魚進行了科學的觀察和對比，結合對資料的查閱和姬教授講解內容的理解，對與狼鰭魚有關的一些地學古生物學問題進行了思考，得出了一些初步的認識。以下是我記錄下來的整個科學實踐的過程。

大王杖子村松林下的山坡

鄭新芬女士劈開的石板，狼鰭魚化石正負模赫然顯現(xiàn)

林下土層覆蓋著富含化石的地層

每一塊石板里都可能藏著化石呢！

北昌營子村發(fā)現(xiàn)的狼鰭魚化石

北昌營子化石點考察

7月17日，我們來到了夏令營的第一個化石考察地點，遼寧省凌源市大王杖子村。村后的山坡上有一片松樹林，林子下面的土層覆蓋有富含很多化石的地層。聽帶隊老師講解了相關知識和注意事項之后，同學們就分散開來開始了考察活動。我們帶上棉線手套，用一個小鐵錘子沿著巖石分層面將板狀巖石撬開，如果里面有古生物化石，常常會沿化石所在的那一層整齊地裂開。當發(fā)現(xiàn)了滿意的化石，我們在現(xiàn)場用棉花與柔軟的紙將其包好放到密封袋中妥善保存，晚上回到住所對采集到的化石制作采集標識。

這里的狼鰭魚化石資源比較豐富，各式各樣的埋藏形態(tài)都有。鄭新芬女士劈開的一塊巖石兩面暴露出如一個鏡面般的狼鰭魚正負模化石，呈長條形，平整地封存在黃白色的石板上，自身為土黃色，長約75mm，頭部是全身最寬的地方，約為10mm；化石完整清晰，成為了我對其進行修復及研究的理想對象。我們在這個地點發(fā)現(xiàn)的狼鰭魚可不僅僅是這一條，我還采集到一條可能是狼鰭魚幼體的化石，長度約為30mm，寬約為5mm。

7月19日，我們來到了第二個地點，遼寧省阜新市北昌營子村。化石地點周圍是一大片玉米地，附近還有白楊林。這里有著已被開挖過的約為1.5m寬，0.8m深的溝渠，里面有很多裸露的化石。在這里，我們發(fā)現(xiàn)了一塊約為150mm長的石板，并成功劈開了它。這次的化石只包埋在一半石板上。這是一塊灰白色的石板，化石約為65mm長，頭部8mm寬，呈長條狀并且微微彎曲，呈灰黑色。與在第一個地點采集的一對兒相比，這一條在體型上稍微遜色了一些，可是清晰度卻比前一對高。

7月20日我們來到了這次考察的第三站，遼寧省北票市黃半吉村，這里豐厚的黑土地下面蘊藏著著距今約1.2億至1.5億年發(fā)育較完整的侏羅紀-白堊紀地層及其所含門類眾多的化石，其中有舉世矚目的中華龍鳥，世界上最早的花——遼寧古果等等，北票因此被譽為“行走在化石上的城市”。

我們的考察地點在一個山坡上，未經過完全的開挖，所以很多化石還深深沉睡在巖層里。這里有大量的三尾擬蜉蝣和葉肢介，帶隊老師還發(fā)現(xiàn)了一條鱘魚。

帶著滿滿的收獲，我們在7月22日結營回京。暑假即將結束，我?guī)е鴮π聦W期的期望，尤其是對即將開始的化石研究的期待返回新加坡上學。

時光匆匆，12月26日，返回北京不久的我就來到位于北京百萬莊大街26號的中國地質科學院地質研究所。姬書安教授熱情地接待了我，并且結合他手邊的圖書資料，給我講解了關于熱河生物群的相關知識。

姬教授的講解讓我了解到，熱河生物群（Jehol Biota）是生活在中生代晚期，分布于中國北方（尤其是河北北部、遼寧西部和內蒙古東南部）的一個中生代動植物化石群。這一生物群初始以“戴氏狼鰭魚-東方葉肢介-三尾擬蜉蝣”為代表。遼西地區(qū)是研究熱河生物群的經典地區(qū)，包括義縣組和九佛堂組兩套地層，共跨越約1800萬年。這里保存了大量精美的化石，含20多個重要生物門類：脊椎動物包括有魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類等類群，無脊椎動物有腹足類、雙殼類、葉肢介類、介形蟲類、蝦類、昆蟲和蜘蛛類，植物則有輪藻以及各類陸生植物（含被子植物）等。

接下來，在兩天時間內，在王明時老師的指導下我進行了3塊狼鰭魚化石的修復工作。

修復化石用到的主要工具：立體顯微鏡、微型電鉆（用來打磨剔針）、剔針、鑷子、小鋼釬、毛刷、氣吹、錘子、小刀、鉗子以及稀膠（B- 72顆粒兌丙酮）。

修復化石的具體步驟：

清理化石

把化石小心輕放到工作臺軟墊上，使用毛刷輕輕刷過化石表層，便可以看到灰土被掃落下來。再用氣吹對著窄小一點的縫隙吹氣，使藏在里面的塵土也被吹出來。

黃半吉化石地點考察

鱘魚化石的一部分

修復裂隙

在化石上面經常有在野外因為環(huán)境原因被破壞而形成的裂隙，這個時候要用被水稀釋過的膠水（最好是502膠）粘合。首先要往膠水瓶口處套上一根細長的管，這樣會比較方便地把膠水滴入狹窄的縫隙里面。把管口對準想要粘合的裂隙，滴幾滴膠水就可以了。會看到膠水順著縫隙把化石打濕，再等待2、3分鐘就可以了。

剔化石

修理化石用到的一些工具：上排從左到右為顯微鏡、微型電鉆和剔針；下排左邊是鑷子，中間有錘子、小刀和鉗子，右邊是氣吹

一般剔化石先使用剔針順著化石外緣進行圍巖清理，剛開始使用較細的尖頭剔針把周圍堅硬的石頭撬開，使得化石周圍留下一道淺淺的溝壑。接著使用較粗的斜面剔針，用斜面去刮這道溝，這樣就先確定了修復化石的輪廓和范圍。

而我研究的這三條狼鰭魚有它們的特殊性：

采自大王杖子的那一對魚化石，由于挖掘出來時，化石輪廓比較清楚，僅僅使用比較細的剔針輕輕把覆蓋在化石表面的圍巖輕輕剔掉，從魚尾開始，魚頭、魚鰭、魚骨一點一點讓印痕變得更加清晰可見。

采自北昌營子的那一條魚化石，挖出來的時候只露出了魚尾，首先將剔刀沿著裂縫外緣放置，用小錘輕輕敲打剔刀，巖石脫落，漏出一條完整的魚化石，同樣按照前面剔化石方式完成。

涂稀膠

把稀膠（ B-72顆粒兌丙酮）均勻地用毛刷涂抹在化石的表面，有利于保護化石、防止風化、利于保存。

化石修理出來我就開始了科學觀察和探究。記得在野外帶隊老師就曾經提醒大家，要對不同地點化石認真對比，找出那些不同之處，進而思考不同之處背后的原因。

任教授在講解熱河生物群的時候曾經介紹過，狼鰭魚是分類上的一個屬，這個屬里包括好幾種狼鰭魚。我手頭上修理好的化石正好出自兩個不同的地點，看起來也似乎不盡相同，它們會是兩個物種嗎？

首先，兩個地點的狼鰭魚體型大小不同，但是這不能說明太多的問題呀！因為在我們生物世界里，同一個物種的個體體型大小本來就是有差異的，比如我們喜愛的寵物狗狗和貓咪，大大小小有各種體型；我們在市場買魚時，不論是青、草、鰱、鳙還是鯛魚、石斑，每個種類也是個體大小不一。

其他的差別呢？比如說北昌營子標本魚頭直直地位于身體的前部，而大王杖子標本魚頭和身子之間好像有一點向下彎曲?？墒沁@似乎也不能作為它們不是同一物種的判斷，因為它們生命結束前的活動姿態(tài)可能不一樣，埋藏在地下的狀態(tài)也可能不一樣；同樣，前者身體中部脊椎有些彎曲的原因也可能如此。至于魚體背部骨骼的差別、魚鰭表現(xiàn)出來的張合程度的差別，都有可能是埋藏狀況不同以及暴露以后風化程度不同造成的。

但是在對魚鰭進行仔細的觀察時，我終于發(fā)現(xiàn)了二者之間的一點實實在在的身體結構上的差異，就是背鰭的位置不一樣！北昌營子標本的背鰭與下面的臀鰭幾乎呈對稱生長，最前端的鰭骨幾乎是從同一個脊椎椎體的位置分別向上后方和下后方長出；而大王杖子標本的背鰭位置明顯比臀鰭靠后，最前端鰭骨對應的脊椎比臀鰭最前端鰭骨對應的脊椎后退了兩到三個椎體。

我認為，這樣的差異應該是解剖結構上的不同，可能是不同物種之間差別的一個重要組成部分。結合專家的指導和進一步的資料查詢，我推測大王杖子標本屬于戴氏狼鰭魚，而北昌營子標本可能屬于中華狼鰭魚。

以上就是我通過一次夏令營所體驗的一段科學探究過程。觀察、實踐、對比、分析、發(fā)現(xiàn)問題、尋找方法解決問題，真正的科學研究，就是經歷無數(shù)個這樣的循環(huán)而不斷前進的。我的這段小小的探究經歷雖然非常非常粗淺，但是親歷親為的實踐使我確實對科學有了超越于書本知識的深刻認識。

我在認真地修理化石

王明時老師仔細地指導我修理化石