恐龍骨架化石的陳列展示

張偉 李銳 陳立 皮洪軍 郝寶鞘

（自貢恐龍博物館侏羅紀(jì)地層與古生物研究中心，四川 自貢 643010；川渝共建古生物與古環(huán)境協(xié)同演化重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 自貢 643010）

作為已滅絕生物當(dāng)中最為知名的一種，恐龍這種生物一直活躍在人們的想象和各類談資當(dāng)中。在人類出現(xiàn)之前，地球的真正霸主是恐龍，那是一個(gè)輝煌的恐龍時(shí)代?？铸埵堑厍蛟?jīng)的統(tǒng)治者，人們從地殼中發(fā)現(xiàn)它們并挖掘出來用于研究和展示。形態(tài)各異的恐龍骨架是博物館科普教育的強(qiáng)力展品。作為有史以來最大的陸地生物，恐龍一直對人類有著強(qiáng)烈的吸引力，因此恐龍化石是各自然類博物館竟相收藏的展品。這些迷人的史前生物的骨骼被陳列在博物館里，供絡(luò)繹不絕的人們參觀。然而，裝架恐龍化石并沒有想象中那么簡單，恐龍化石裝架是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要利用古脊椎動(dòng)物學(xué)、比較解剖學(xué)、古生態(tài)學(xué)等專業(yè)知識(shí)。工作者要有高超的技術(shù)才能把不完整的化石裝架成栩栩如生的藝術(shù)品。

1 恐龍骨架陳列展示手段

早期，根據(jù)解剖的特征，把恐龍的骨骼平放在陳列柜或陳列臺(tái)上。后來，又采用了“墻裝法”，即將恐龍的骨骼裝在墻上，缺失的部分用石膏或木制模型填充，肌肉部分可用油畫或粉畫繪制。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們進(jìn)一步使用幾根鐵管作支柱來支撐恐龍的重量，這就是“支柱法”，也稱“外固法”，目前我國展出的絕大多數(shù)恐龍骨架都是用這個(gè)方法裝架的。

近年來，國內(nèi)的少數(shù)博物館以及國外的一些博物館成功地采用了無柱的裝架方法，又稱“內(nèi)固法”。這個(gè)方法的特點(diǎn)是把管子和鐵棒安裝在恐龍骨骼內(nèi)部，外觀上看不到支柱?，F(xiàn)今，對于恐龍骨架的展示手段采用這四種方法相結(jié)合的方式。

2 恐龍骨架陳列展示流程

以上四種方法相結(jié)合的恐龍骨架的展陳方法的流程都可以分為理論準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)和施工三個(gè)階段。

2.1 必要的理論準(zhǔn)備

裝架恐龍的基礎(chǔ)是對恐龍進(jìn)行全面和深入的了解。無論是骨骼的連接還是姿態(tài)的放置，都必須以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，并進(jìn)行準(zhǔn)確的操作，在已知解剖學(xué)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，根據(jù)推斷出的生態(tài)特征，設(shè)計(jì)形神兼?zhèn)涞淖藨B(tài)（圖1）。

圖1 裝架前準(zhǔn)備

2.2 設(shè)計(jì)階段

在掌握了恐龍化石的基本知識(shí)后，標(biāo)本的陳列方式來到了設(shè)計(jì)階段。標(biāo)本如何較好地展示出來，有前文提到的四種方法：平放法、墻埋法、外固法、內(nèi)固法。其中，平放法較為簡單。一般用某種支托固定住即可，對于底部平坦、重量中等的標(biāo)本，可放在平底盒子里展出，只要求地板受到震動(dòng)時(shí)，化石不至于移動(dòng)即可?，F(xiàn)在陳列技術(shù)通常用粗布做襯底，展臺(tái)底部做一個(gè)輪廓同標(biāo)本大體相同的凹槽，這樣標(biāo)本就可以牢固固定住。針對恐龍化石標(biāo)本，還有一種做法是在標(biāo)本下方加鑄平坦的石膏塊。

其他三種裝架展陳的方式，無論是局部結(jié)構(gòu)、個(gè)體還是群體，一般來說以展示的整體設(shè)計(jì)為準(zhǔn)：設(shè)計(jì)之初，必須了解展覽場地和展示區(qū)的整體情況，以及場地高度等。然后從幾個(gè)不同角度選擇展品的理想姿態(tài)，并制作施工效果圖。再計(jì)算每個(gè)支點(diǎn)的承載重量，然后繪制鋼框架施工圖。

2.3 施工階段

2.3.1 墻埋法（圖2）

圖2 墻埋法

脊椎動(dòng)物化石有些可以從圍巖中完整摘取，如云南祿豐恐龍化石保存在紅色泥巖中，較容易剔除圍巖，暴露出化石本體。在研究展示祿豐恐龍時(shí)，大部分化石都會(huì)被修出來，包括頭骨標(biāo)本，但因?yàn)檎龟愋Ч藶榈乇４娌糠謬鷰r。但也有其他區(qū)域的恐龍化石因?yàn)楸４娴脑?，很難從圍巖中修理出來，比如遼西和貴州三疊紀(jì)的板狀化石。大量的魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、恐龍、鳥類等被壓扁保存在板狀灰?guī)r中，很難完整修理出來，因而這類標(biāo)本的陳列方式多數(shù)采用墻埋法。

墻埋法根據(jù)化石的保存類型和展陳需要，一般分為兩種：①化石保存方式較差，全部剔除圍巖會(huì)損壞化石本體，不得不采用半剔除圍巖的方式。這類化石標(biāo)本一般埋藏在層理良好的巖石中，巖石一般為頁巖等，如澄江寒武紀(jì)、遼西白堊紀(jì)和貴州三疊紀(jì)的板狀化石。大量的無脊椎動(dòng)物、魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、恐龍、鳥類等被壓扁保存在頁巖中，這時(shí)很難完整修理出來，因而這類標(biāo)本的陳列方式多數(shù)采用被動(dòng)墻埋法。②主動(dòng)墻埋法。有些小型標(biāo)本埋藏狀態(tài)自然完整，外露部分完美，如自貢的勞氏靈龍標(biāo)本。修復(fù)化石時(shí)，技術(shù)人員在征得研究人員同意的情況下，有意保留圍巖，并在圍巖中保留規(guī)則的鑿痕，使標(biāo)本顯現(xiàn)出來，以增加標(biāo)本的斧鑿性和自然美。在這個(gè)過程中，通常使用石膏或樹脂將樣本包裹并澆鑄成型，避免不必要的標(biāo)本損失，或?qū)⑵涔潭ㄔ谀究蚣苤伟逯小Ｐ⌒蜆?biāo)本通常用石膏托槽澆鑄。另外就是人為展示標(biāo)本的保存形態(tài)，這種展示方法在加拿大皇家泰勒博物館廣泛使用。加拿大有大量的白堊紀(jì)恐龍化石，化石各部分都完整地從圍巖中摘取出來進(jìn)行研究。陳列設(shè)計(jì)時(shí)，用鑲嵌式的半埋展示效果會(huì)更好，而且加工工藝也容易實(shí)現(xiàn)。尤其是一些化石有殘缺時(shí)，這種方法可以揚(yáng)長避短。方法一般為找一塊和標(biāo)本大小差不多的木板或石膏板，標(biāo)明化石部位，將化石放入預(yù)定位置，用石膏或樹脂等黏合劑鑲嵌。干燥后，在化石周邊鑿出規(guī)則的痕跡或撒上圍巖灰，恢復(fù)到自然狀態(tài)。

2.3.2 外固法（圖3）

圖3 外固法

該種方法是國內(nèi)常見的裝架展陳方式，在無損化石的基礎(chǔ)上進(jìn)行裝架展示，包括單部位裝架和完整骨骼裝架兩類，其方法是一致的。

恐龍骨架的組裝是基于動(dòng)物解剖學(xué)知識(shí)，一般來說要經(jīng)過以下步驟：首先，設(shè)計(jì)裝架姿態(tài)，并在圖紙上按比例繪制裝配圖。其次，技術(shù)人員按照圖紙制作出恐龍骨架的支架。它包括一根支撐脊柱的鋼梁、一個(gè)固定四肢的鋼架和一根承受全部重量的鋼柱。將標(biāo)本用左右夾鐵法或標(biāo)本加固法等方法固定在支架上從薦椎開始裝架，向前安裝育椎和頸椎，向后安裝尾椎，然后裝配四肢、肋骨和脈孤，最后安裝頭骨。

2.3.3 內(nèi)固法

采用無支柱的裝架方法，外觀上看不到支柱。例如，肉食性異龍和其他兩足鴨嘴龍，在安裝框架時(shí)可以選擇后腿和尾部前部椎作為三個(gè)支撐點(diǎn)，在鉆孔的支架上，放入后肢的股骨、脛骨以及尾椎骨。根據(jù)恐龍骨骼的解剖特點(diǎn)和力學(xué)所承受的載荷，經(jīng)過精確計(jì)算，將隱藏在里面的管子或鐵棒制成的支架焊接起來。薦部脊椎內(nèi)部也用設(shè)計(jì)好的支架穿洞后嵌入。一般來說，技術(shù)人員先從薦部脊椎裝架開始，然后裝架后肢及腰椎、背椎、頸椎和肩帶。這種方法可以更好地展示恐龍的姿勢，幫助觀眾更好地了解恐龍的生活方式，但會(huì)對真正的恐龍化石造成損傷。

2.4 外固法和內(nèi)固法裝架的技術(shù)要求

裝架前，對化石標(biāo)本整體構(gòu)思，選擇合適鋼材等用品，按照標(biāo)本大小和姿態(tài)焊接主梁——大梁上架，安裝椎體，制作四肢鋼梁——制作底盤，安裝肋骨——化石下架，鋼梁的拋光、上漆——化石補(bǔ)色。

①裝架鋼材：采用符合恐龍骨架安裝要求的錳鋼。須充分考慮到承重，選用厚度合適的鋼材。裝架加工須采用冷加工工藝，防銹油漆三次及以上防銹處理。

②在得到專家的裝架姿態(tài)認(rèn)可后，對骨骼化石進(jìn)行裝架，要求使用外掛式裝架方法，從而便于每件骨骼或者復(fù)制模型拆卸。

③主支架造型按照物種生活姿態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，可根據(jù)物種類型選擇行走或者奔跑的動(dòng)作姿態(tài)。主支架姿態(tài)造型設(shè)計(jì)完成后，須經(jīng)雙方討論認(rèn)可后才可進(jìn)行制作。

④裝架使用無立柱方式，即完成的裝架在中軸線上無支撐立柱出現(xiàn)，骨架的重量通過主梁及四肢鐵分解支撐。因此，對于個(gè)體較大的骨架，主梁、四肢需使用“T”形鐵（特大型標(biāo)本除外）。

⑤固定的底盤制作成長方形或其他形狀，一般情況下底盤應(yīng)使用槽鋼，小型骨架亦可使用扁鐵制作。骨架的四肢（或后肢）用法蘭盤連接并固定在底盤上。

⑥每件骨骼化石或模型分別制作箍鐵（個(gè)別小尾椎可不用箍鐵），箍鐵要隨形骨骼的形狀，并通過活接頭與主鐵架相連，便于拆卸。每塊骨骼根據(jù)大小情況可使用1～2個(gè)或者更多活接頭與主鐵架鏈接，每個(gè)活接頭上要用兩個(gè)螺絲固定，以免骨骼安裝后發(fā)生旋轉(zhuǎn)而造成安全隱患。

⑦為了安裝拆卸方便，對一些小型或安全位置的骨骼（比如肋骨、后部尾椎等）可制作插接件，不需使用螺絲鏈接。

⑧為了便于觀眾參觀，在安裝活接頭時(shí)盡量使螺絲帽面向同一側(cè)（俗稱“觀眾面”），螺桿和螺母向另一側(cè)（俗稱“安裝面”）。

⑨主支架的四肢鐵在符合支撐力學(xué)的情況下也要隨骨骼形狀發(fā)生彎曲、隱藏，多置于骨骼內(nèi)側(cè)，使骨骼化石或模型面向觀眾。

⑩裝架中的所有鐵件要打磨光滑，特別是焊接處不出現(xiàn)焊渣、氣眼等瑕疵。

?所有支架要刷防銹漆，然后再按照與骨骼近似的顏色在支架上刷外裝飾漆。為了使箍鐵及主支架與骨骼隨形，要求使用鐵錘和砧子鍛打成型，以保證鐵件內(nèi)部應(yīng)力的一致完整性。

3 恐龍骨架的著色

恐龍骨架裝架完成后，需要對復(fù)原的恐龍模型進(jìn)行上色處理。對化石標(biāo)本缺失的部分進(jìn)行科學(xué)仿真復(fù)原，目前仿真復(fù)原化石一般以石膏為主。石膏的灰白色與化石的顏色有很大的差異，所以必須對仿真化石樣品進(jìn)行著色處理，仿真標(biāo)本著色越接近化石本色越顯得逼真，也影響著化石的整體參觀效果。因而化石著色是化石展陳的重要步驟。正如古建筑的維修要遵守“修舊如舊”的原則，恐龍化石的著色也應(yīng)該在這個(gè)原則的指導(dǎo)下進(jìn)行，使修復(fù)與添加部分的質(zhì)感和色澤盡可能同化石的本色保持一致，做到在色相、純度與明度三要素上跟化石接近相同，這是化石著色最基本的原則。另外應(yīng)根據(jù)化石的大小、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面來進(jìn)行著色?；?jīng)過著色之后，其真實(shí)感、立體感、整體感就會(huì)得到顯著的提高。如此一來，我們最終得到的是一個(gè)有血有肉的化石模型，而不是一個(gè)無差別的流水線作業(yè)的呆板工業(yè)品。

4 結(jié)論

古生物化石裝架的關(guān)鍵在于形體結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和姿態(tài)的完美設(shè)計(jì)，同時(shí)科學(xué)地進(jìn)行裝架。脊椎動(dòng)物脊椎骨的間距，在裝架中也是一個(gè)重要的關(guān)注對象，脊椎與脊椎之間有一層軟骨物質(zhì)，這就要求我們在裝架時(shí)準(zhǔn)確地在脊椎骨之間留出間隙。間距過于稀疏或過于密集都會(huì)影響物種的形體特征，甚至在展覽時(shí)給觀眾不和諧的感覺。

綜上所述，動(dòng)物化石的裝架不僅需要豐富的理論知識(shí)，而且需要高超的技術(shù)手段。我們要嚴(yán)格控制裝架過程，不斷學(xué)習(xí)新理論，改進(jìn)裝架技術(shù)，使裝架后的動(dòng)物化石能生動(dòng)、形象地展示給廣大觀眾。