在大地球挖小化石

高巾寧

翻開這篇文章的您想必?fù)碛袧M滿的求知欲吧？您充滿好奇、善于思考，渴望從身邊獲取更多的信息，想了解宇宙的奧秘、自然的規(guī)律、世界的聯(lián)系……您游歷四方，參觀了大大小小的博物館。您因5.3億年前徜徉于寒武紀(jì)早期淺海的千奇百怪的澄江生物群驚奇不已；在全長(zhǎng)35米、伸長(zhǎng)脖子就有六層樓高的馬門溪龍化石“腳下”久久震撼；面對(duì)劍齒虎、猛犸象、恐鳥、魚龍等史前生物感慨萬千；小心翼翼地對(duì)比自己與元謀人或周口店人的差異……沉浸在這些令您眼花繚亂的化石中時(shí)，您是否產(chǎn)生過這樣的疑問：“化石是如何被發(fā)現(xiàn)和挖掘的呢？我也可以挖到化石嗎？”別急，繼續(xù)往下閱讀，我將帶給您從準(zhǔn)備工作開始的“一條龍”式化石發(fā)掘體驗(yàn)。

行前準(zhǔn)備

常言道，磨刀不誤砍柴工。這在化石的發(fā)掘中更甚。若沒有充分的行前準(zhǔn)備，在野外將很難開展相關(guān)工作。

如何在大大的地球上尋找到小小的化石呢？首先需要閱讀大量文獻(xiàn)，積累經(jīng)驗(yàn)。如果您對(duì)恐龍感興趣，那么中生代的地層就應(yīng)該是您重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。確定了研究對(duì)象和年代之后，就可以對(duì)照著地質(zhì)圖和衛(wèi)星地圖來尋找對(duì)應(yīng)的地層露頭或剖面，并通過文獻(xiàn)了解區(qū)域大地構(gòu)造、古地理背景、地層層序、接觸關(guān)系等。接下來要需要重點(diǎn)解決的就是繁復(fù)的文書工作了。在我國(guó)，具有科研價(jià)值的古生物化石受到法律保護(hù)，是禁止私自挖掘或買賣的。只有因研究、教學(xué)、科普及搶救性保護(hù)的需要方可挖掘化石，并需要得到地方政府的批準(zhǔn)。讀到這里，您的熱情是不是被澆了一盆涼水呢？盡管能親手挖掘化石的機(jī)會(huì)對(duì)普羅大眾來說似乎不太多，但通過了解古生物學(xué)家的工作、認(rèn)識(shí)化石從“埋山山”的“廢土”中掘出的石頭疙瘩變得像博物館展品般光鮮亮麗的過程，也不失為一場(chǎng)有趣的“云探險(xiǎn)”吧（圖1，圖2 ）。

圖1 在美麗的自然中探索（云南省玉溪市，盛家瑔 攝）

圖2 地層剖面（云南省玉溪市，盛家瑔 攝）

對(duì)了，赤手空拳地挖掘也不太現(xiàn)實(shí)，那么，打開背包，咱們上裝備（圖3）！首先就是鼎鼎大名的“地質(zhì)錘”了，除了敲石頭、刨土，關(guān)鍵時(shí)刻它還可以充當(dāng)野外的救命法寶（比如：在陡坡上搜尋化石不慎踩滑，不用擔(dān)心摔下數(shù)米后落個(gè)鼻青臉腫，小錘一揮鑿入峭壁就能在緊要關(guān)頭急剎車了）。野外記錄簿和化石標(biāo)簽并列為第二重要的裝備，它們肩負(fù)著承載信息的重要任務(wù)。要知道，缺少原始產(chǎn)出信息的化石會(huì)給研究添加極大的難度。另外，標(biāo)本袋、膠水（502、PVA等）、刷子、比例尺、放大鏡、石膏（及石膏繃帶）、衛(wèi)生紙、麻袋片、篩子、平頭螺絲刀、鑿子、羅盤等也必不可少。若是涉及到大型挖掘現(xiàn)場(chǎng)，便要?jiǎng)佑猛诰驒C(jī)、切割機(jī)、發(fā)電機(jī)、電鎬等大型工具?？上攵?，能用到這類工具發(fā)掘的一定都是龐然大物。最后還要準(zhǔn)備個(gè)人物品：防曬衣帽、足夠的飲用水、防水登山鞋、手套、護(hù)目鏡等。再集體備一個(gè)小藥箱，也就差不多了。選擇一個(gè)“良辰吉日”（最好是旱季農(nóng)閑時(shí)期），開上越野車，咱們就出發(fā)吧！

圖3 野外工具展示（高巾寧 攝）

尋找化石

在野外找化石有幾種不同的方法，但大體可以分為兩類：在較為成熟的發(fā)掘地區(qū)內(nèi)“找線索”和在鮮被探索的地方“碰運(yùn)氣”。

最常見、效率最高的方法就是在化石發(fā)掘活動(dòng)較為成熟的地區(qū)進(jìn)行發(fā)掘了。如果前人已經(jīng)在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)過化石，那么我們就可以沿著其被發(fā)現(xiàn)的層位在周邊搜索。若能得到其他具體的線索更是錦上添花，如筆者遇到最多的情況——從老鄉(xiāng)那里得來的線索（“蘇老板家果園后面看到過化石”“越過這座山，墳頭兒那邊多到可以被化石絆倒”“養(yǎng)豬場(chǎng)下面的山谷里暴露出來一大截化石，你們趕緊去看看！”等）。我們很喜歡聽到老鄉(xiāng)說這樣的話。因?yàn)槊肯逻^一次雨就可能有新的化石露頭被沖出來，從小生活在當(dāng)?shù)氐睦相l(xiāng)比我們更能發(fā)現(xiàn)這些新冒出來的東西（圖4），像著名的孔子鳥就是由遼寧的一位農(nóng)民發(fā)現(xiàn)并上交的。當(dāng)然，這些老鄉(xiāng)的話也不一定完全靠譜，比如上文中的“墳頭兒”我們搜尋了兩個(gè)下午都沒找見，別說是被化石絆倒了，連化石碎片都沒見到一個(gè)。不過這并不影響我們繼續(xù)熱情且不知疲憊地向老鄉(xiāng)打聽這些長(zhǎng)得奇奇怪怪的石頭。有時(shí)，登門造訪一些“民間收藏家”并詢問其藏品的出處也不失為良策。

圖4 為我們指路的李師傅

就如偌大的世界總有許多新的地方等著我們?nèi)ッ半U(xiǎn)，世界上鮮被探索的地方仍不在少數(shù)。若要在鮮為人知的地方進(jìn)行考察，堅(jiān)定的信念、細(xì)致的觀察、幸運(yùn)女神的眷顧這三者缺一不可。比如現(xiàn)在被認(rèn)為是魚類和兩棲類過渡物種的提塔利克魚（Tiktaalik）就是這樣被發(fā)現(xiàn)的。一代代科研人員懷著好奇，不畏艱險(xiǎn)地探索，讓這門探尋地質(zhì)歷史的學(xué)科不斷綻放出新的光彩。

筆者的經(jīng)驗(yàn)主要是在曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過化石的地方搜尋。這也不是件輕松的工作，需要先在行駛于顛簸崎嶇山路的越野車中坐上一段，然后每人背上三瓶礦泉水以及地質(zhì)錘、刷子、膠水、標(biāo)本袋和標(biāo)簽翻山越嶺。到達(dá)植被稀少的目標(biāo)地層（圖5）后，弓起身子，開始頂著太陽面向大地搜尋。想要找到化石，首先要能夠分辨和認(rèn)識(shí)化石。它們中有些雖混在石頭堆中，看著土里土氣的，但因具有明顯的動(dòng)物骨骼結(jié)構(gòu)形態(tài)特征而易于被分辨出來，比如椎弓、爪尖、肢骨兩端，就像是在滿地的砂礫里找小顆小顆黑乎乎的鉆石原石。如果不確定找到的是否為化石，那么可以用小刷子清理一下表面，看看有沒有骨皮（我們通常用“骨皮”一詞來形容骨骼表面泛著骨質(zhì)光澤的部分，通常是白色且具小孔狀的生物結(jié)構(gòu)。大家在啃完雞腿后仔細(xì)觀察剩下的那根骨頭，那些看似光滑潔白的地方也隱藏著玄機(jī)。試試看自己能找出多少它與石頭的差別），或者簡(jiǎn)單粗暴地用地質(zhì)錘一敲兩半，觀察斷面是否有海綿狀的骨松質(zhì)結(jié)構(gòu)（圖6）。要是確認(rèn)了是化石，就再用膠水將其重新拼合起來。若想尋找小動(dòng)物化石，就更要仔仔細(xì)細(xì)。通常需要趴在地上，一塊一塊地?fù)炱鹕硐碌氖訉ふ抑虢z馬跡。附近有小河的話，還可以帶上些沉積巖碎屑來一場(chǎng)“浣溪沙”（stream wash，即用水流淘洗），將沉積物鏟入網(wǎng)篩并在水中淘去泥沙。運(yùn)氣好的話，就能從里面撿出“閃閃發(fā)光”的骨頭化石或“亮晶晶”的牙齒化石了。一上午的忙碌過后，我們會(huì)在挖掘地周圍用樹枝搭起一個(gè)簡(jiǎn)易的草棚進(jìn)行野餐。席地而坐，躲避太陽炙烤的同時(shí)和伙伴們聊聊天，在自然中享受這份閑適（圖7）。

圖5 尋找化石的裸地

圖6 骨松質(zhì)（張琳杰 攝）

圖7 搭起草棚野餐（云南省玉溪市，盛家瑔 攝）

挖掘工作

在開挖之前，先來學(xué)習(xí)一項(xiàng)基礎(chǔ)工作吧。用規(guī)定的符號(hào)和圖文將信息記錄在野外記錄簿（簡(jiǎn)稱野簿）上，是每一位地質(zhì)人的必備技能。作為野外工作的第一手資料，它既能很好地記錄野外工作的信息，也方便給以后來相同地點(diǎn)勘察的同行參考。在右邊的頁面上可以記錄出產(chǎn)化石的沉積巖的巖性、層位、產(chǎn)狀等信息以及對(duì)化石的初步鑒定結(jié)果，而左邊的小方格頁可以充當(dāng)比例尺，主要用于繪圖（圖8）。

圖8 野簿平鋪展示（高巾寧 拍攝記錄）

我們?cè)谝巴獍l(fā)現(xiàn)露出巖石的化石邊緣并進(jìn)行野簿記錄之后，就可以進(jìn)行挖掘了。本文主要介紹在陸相沉積物中對(duì)較大個(gè)體的脊椎動(dòng)物進(jìn)行小型人力挖掘的活動(dòng)。首先要在距發(fā)現(xiàn)的化石邊緣稍遠(yuǎn)的地方下錘，開辟出一個(gè)工作的平臺(tái)或者圈?？拷奈恢酶挠闷筋^螺絲刀或錐子小心地慢慢推進(jìn)，不時(shí)用毛刷清理，找到化石的邊界（即化石與圍巖的接觸線）。細(xì)心找到邊界是至關(guān)重要的一步，因?yàn)榻酉聛砭涂梢匝刂吔缱呦騺硗?，并大致推斷出化石整體的大小了。隨著時(shí)間的推移，化石露出的部分越來越多。當(dāng)能大致辨認(rèn)其形態(tài)時(shí)，我們就可以根據(jù)化石的情況選擇直接取出化石或?qū)⑵浒M(jìn)石膏。在挖掘過程中出現(xiàn)新鮮的斷面時(shí)，要立即用膠水封住，防止氧化。出現(xiàn)風(fēng)化或易碎的情況時(shí)，也要及時(shí)打膠加固。我們采用PVA（聚乙烯醇樹脂）對(duì)化石進(jìn)行保護(hù)。

對(duì)于如恐龍等大型動(dòng)物化石，我們一般會(huì)制作“皮勞克”。皮勞克在俄語中是“石膏包”（圖9）的意思，據(jù)說是中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所早年組織一次多國(guó)聯(lián)合科考后代代相傳的叫法。皮勞克可以在運(yùn)輸過程中對(duì)化石起到極好的保護(hù)作用，制作也不復(fù)雜。先將巖塊上露出化石的地方糊滿衛(wèi)生紙，淋上水，壓實(shí)邊邊角角作為保護(hù)；然后拿出浸泡在石膏糊中的剪好的麻袋片，一層層包裹，同樣要確保壓實(shí)，避免化石與石膏包脫離；最后將剩余拌好的石膏均勻抹上，第一面就完工了。待其干透，將皮勞克下面的基巖鑿成倒三角狀，沿四周錘入鐵錐。幾人齊心協(xié)力將它翻面并重復(fù)上述工作，最后標(biāo)上產(chǎn)地和序號(hào)等信息就大功告成了。有時(shí)我們也會(huì)“偷個(gè)懶”，對(duì)于整體不大但需要石膏保護(hù)的化石，可以用現(xiàn)成的石膏繃帶進(jìn)行包裹。對(duì)于個(gè)頭小的化石采用衛(wèi)生紙包裹的方法，既可以去濕，又可以防止裝入同一標(biāo)本袋的化石相互碰撞、產(chǎn)生磨損。這樣挖回來的化石，經(jīng)過專業(yè)人員的修理和古生物學(xué)家的研究、鑒別，就變成了您平時(shí)在博物館見到的精美的化石展品了。

圖9 標(biāo)本室里的石膏包

結(jié)語

化石，這死氣沉沉的石頭，生動(dòng)地向人們展示了生命演化的歷史，不停地吸引著社會(huì)各界驚奇的目光。行文至此，筆者不禁產(chǎn)生這樣的遐想：如果我死后沒有被火化，那么隨著時(shí)間推移，埋下的骨頭空隙恐怕會(huì)被沉積物慢慢填充、礦化；經(jīng)數(shù)億年后，地殼抬升、圍巖風(fēng)化，變身化石的“我”重見天日，是否會(huì)成為被地球下一個(gè)文明所津津樂道的“史前碳基生命”？到時(shí)候，又是誰會(huì)寫下一篇題為《在大地球找小人類》的科普文章呢？