1973年1月20日,是一個應該特別銘記的日子!
這一天,甘肅省合水縣板橋公社境內的馬蓮河畔木瓜根咀工地和往常一樣,民工們清土的清土,篩砂的篩砂,拉架子車的仍在來往穿行。
忽然,在清土挖砂的腰崖面上,有人一镢頭刨下去,竟然從砂土中帶下來一塊潔白色的東西。他脫口而出:“這是啥東西?”
這個人順手將潔白色的東西撿了起來,有手掌那么大。周圍挖土取砂的幾個人聞聲圍了過來,人們互相傳遞著,但誰也說不上這到底是什么東西。
他們再往崖腰面上掉下白色東西的地方看,只見砂土層中還有白色的東西。人們將它周圍的泥土清開,山腰崖面越挖越大,白色東西越顯越長。只見這東西一頭大,一頭小,中間有碗口那么粗,向里外兩頭延伸。這東西的橫斷面上有一圈一圈的紋路向中心收縮,有點像樹木的年輪。再由旁邊往里摳了摳,這長長的圓柱狀一頭粗一頭細的東西,不只一根,還是兩根呢。它們被土層擠壓,中間幾乎要搭在一起了。
一個民工說:“這怕是兩根古樹吧!”另一個說:“不對,這一頭粗一頭尖的,怕是兩個動物的尾巴!”又一個笑著說:“這也許是兩條大莽蛇,正在交配哩,山塌下來,給壓住了!”
人們笑過之后,又七嘴八舌地議論開來,但誰也說不準這到底是什么東西。
稍遠處,一個中年人聽到議論也走了過來。他從地上撿起一小塊從崖腰面上掉下來的白色東西,用舌尖舔了一下,還粘舌頭哩。
他“嗨”了一聲,笑著說:“這就是老人們常說的‘龍骨’。它能止血!手上什么地方劃破了,搓一點撒在傷口上,血立馬就能止住。”
一個消息靈通的人插嘴說:“龍骨是藥材。供銷社和藥材公司收購哩。如果是龍齒,一斤要賣幾塊錢哩!”
聽說是龍骨,能止血,還能賣錢,大家你拿一塊,我取半截,準備帶回家中。周圍的人也圍了過來,搶著撿拾,來湊熱鬧。一時間采砂的崖腰工地上沒人干活了。
1973年1月下旬,我完成嘉峪關魏晉壁畫(畫像磚)墓的野外考古測繪任務,風塵仆仆,從發掘工地回到單位,就聽到文物組的同事告訴我:“合水發現了化石,領導準備派你去。”看來,這真應了那句農諺——“號內沒馬,驢支差了。”
其實,我對搞化石工作還是很向往的,當時我年輕力壯,也是出野外、采標本的得力人選。
我是1961年從西北大學地理系自然地理專業畢業,回到困難時期的家鄉——甘肅省的。在蘭州經過兩個月的等待,被分配到甘肅省博物館自然部工作。
1973年3月10日清晨,我和蘭州大學地質地理系教師谷祖剛按約定準時趕到省委大院,踏上了中共甘肅省委工作隊發往平涼的專車,前往西峰合水,執行勘察合水縣河口水電站工地發現化石的任務。
3月18日上午,許俊臣約上河口電站辦公室的同志,帶我和谷祖剛到木瓜根咀察看。
走進采砂場,在齊胸高的沙土層腰崖面上,有一片堆罩著酸棗刺叢的地方。許俊臣和河口工地的同志走上前去,把這扎手的酸棗刺慢慢移開,只見兩塊有碗口粗細圓柱狀的花白“龍骨”斷面,一左一右、一上一下地顯露出來。這兩塊一圈一圈猶如樹木年輪,由中心向外拓展的花白色橢圓形斷面鑲嵌在土黃色黃土狀黏土巖石當中,周圍被一圈滲透次生的灰蘭色黏土包裹著,顯得特別醒目。再向斷面附近搜索,發現靠近左下側斷面右前方,有一條灰蘭色印痕,向前伸展出去,足有1米多長。這條稍有點彎曲的灰蘭色印痕,由粗漸漸變細,前端呈扁平的舌尖狀。此時,谷老師已成竹在胸,結合當初在縣文化館看到的那一截“龍骨”化石,認定這里是大象門齒的化石。他的看法自然得到了大家的認同。前一段時間,這兩段大象門齒化石,不幸被人們當“龍骨”挖走,殘留下來這條清晰的化石印模(痕),也是不幸之中的萬幸了。
我們用考古發掘特制的小鐵鏟和野外地質考察用的釘錘,從上門齒斷面附近小心翼翼地向地層深處探進。又從穆旗村農民家里借來了镢頭、鐵銑,刨取較硬的巖層土塊,清開散落下來的砂土巖石。大約挖進0.5米多深,上顎骨就顯露出來了。這門齒還緊緊地鑲嵌在上顎骨之中,而且巨大的上顎骨還向地層深處延伸進去。我用卷尺測量,這段門齒露出上顎骨的長度,正好50厘米。
發現緊插大象門齒的上顎骨向地層深處延伸,說明地層里面至少有頭骨保存。說不定會是一個完整的個體呢!大家十分興奮。雖說它的學術價值可能沒有原來想象的爬行動物那么重要,但對博物館來說,增加一件可供參觀的展覽品,也是一樁美事。于是,我們下定決心,打算建議省上做些準備后,組織發掘。
河口電站木瓜根咀工地象化石地點的發掘,于1973年4月5日正式開工了。
如何清除埋壓在化石上面那么厚的巖石土層,是我首先關心的問題。我注意觀察中國科學院古脊椎動物與古人類研究所趙聚發老師是如何劃線確定范圍,指揮民工動土的。
趙聚發老師一邊干一邊說,我慢慢明白了其中的道理。
原來他是從化石出露的地方算起,估計頭骨的大小和所在的范圍,找出化石中心位置,然后向左右兩側各延伸2米,共有4米,作為左右兩側邊線,又從化石出露處向內也延伸4米,作為最里面的邊線。這三條邊線內化石上面覆蓋的巖石土層,就是最先需要清除的土方。總的原則是既要能安全順暢地取出化石,又要減少工程土方總量。當然還要根據不同巖石土層的穩定程度,留出一個坡度,以保證化石和發掘人員的安全。絕對不能讓土層邊坡坍塌、滑落而造成發掘人員和對化石本身的傷害。
邊線確定之后,趙老師指揮民工一字排開,一層層往外清開土層。由于木瓜根咀處在馬蓮河右岸20多米高的石砭之上,開挖下來的土方,也和當時農民挖土取砂時一樣,順勢推下石砭,堆在馬蓮河邊的灘涂地上了。
第一天開工動土,到場的民工有張旗隊的張治塬、白義賢,穆旗隊的穆清泉、張立清四人。還有一位叫楊應龍的,可能是通過電站辦公室來的,只干了兩天。而那四個人干到4月14日,由于清土量減少,只留下了穆清泉和張治塬兩人,一直干到發掘結束。這中間也因有事來不了,由生產隊調換的王永峰、劉彥興,兩個人只干了一天。
按趙聚發老師估算,當天晚上我請劉玉柱給地區文化館打電話,讓他們從西峰代購500斤石膏和2公斤清噴漆,準備發掘時用。
木瓜根咀地點的象牙門齒上面,覆蓋有七八米厚的黃土和砂土,不是一天就能清除下來的。利用民工清土的時間,我跟著趙老師在附近察看,發現了許多化石碎片。我們追尋這些化石碎片的來路,居然在上面不遠處的沙土層中找到了一些有一定形狀的化石。這一下使我知道了在木瓜根咀這塊地方,不只是有一個大象化石,還有其他的動物化石哩!這是我們勘察時沒有想到,更沒有做到的。盡管這些化石分布零散,也很破碎,但對研究者來說,卻十分重要。因為它們是和黃河象一起前后生活動物的直接見證。這是在黃河象化石進入研究階段后,經過地層歸并,了解、分析與黃河象共同生活的動物群時,我才慢慢體會到的。
自這天之后,每當空余時間,只要能騰出手來,我們總要到附近的山溝里尋找化石。有時也會根據群眾提供的線索,到稍遠的地方去察看。
在民工們清土期間,除了尋找化石,我更重視觀察記錄地層。因為在我們的發掘隊伍里,當時再沒有人做這項工作。
4月5日下午和4月6日,我抽時間觀察記錄了象化石地點附近百米范圍內的四個地層剖面。其中河口1號剖面在象化石點北約8米處,就是3月18~19日我們勘察木瓜根咀化石時實測剖面的地方。而河口3號、4號剖面是以河口1號剖面為中心,向北、南各平移15米和50米處測得的。他們分別代表了木瓜根咀靠上部接近走馬梁,和靠下面接連中生代巖石而形成石砭的地層。如果把這三個剖面接續起來,或許在某種程度上,反映木瓜根咀象化石地點的地層簡況。至于河口2號剖面,在穆旗村連接張旗的臨時便橋橋頭,是馬蓮河近代河岸堆積的記錄,對木瓜根咀象化石地點來說,意義不大。
那時我對地層工作還不得要領,不知道哪些要素應該詳細記錄,哪些要素可以簡要舍棄。我只是借著大學高年級第四紀地質野外實習時的一點記憶,把觀察到的東西用信手剖面記錄下來,幫助回憶。我這樣做,只是想對3月中旬勘察時的剖面作一點補充。
在觀察記錄地層的同時,我用自己隨身攜帶的地質羅盤和高度表,在野外筆記本上草草繪制了一張《合水縣河口化石地點附近平面示意》簡圖。
經過4月5日一整天清土,覆蓋在大象門齒最上面疏松的黃土(學術界叫它馬蘭黃土或晚更新世黃土)早已清除掉了。4月6日往下清理,就碰上了比較堅實的紅色黃土(學術界叫它紅色土或早、中更新世黃土)。這種土黏性大,幾頭刨下去只能挖下來手掌大的小塊土。為了省力,在民工們促動下,趙聚發老師從河口電站辦公室找來了一些炸藥、雷管,放小炮炸裂土層縫隙,大塊清土,加快了進度。
挖化石放炮清土的做法,后來經過演繹傳到了蘭州,當多年主持考古發掘的領導質詢我時,我才知道了他們的擔心。其實對趙老師放炮松土,當時我也很擔心,只怕那炮炸下去把下面的化石也炸壞了。
后來當我參加了化石發掘的全過程,又參加了化石修理工作后,才逐漸消除了這個顧慮。
原來動物死后被沙土及時掩埋,與空氣中的氧氣隔絕,風化剝蝕的氧化作用被阻斷了。隨著動物肉體的腐爛,連同骨骼里面的有機物質一起分解成氣體,從沙土空隙中散發出去了。同時,地下水的滲透又使沙土中的礦物質慢慢填充了骨骼中的空隙。這種物質交換日積月累,在地層中高壓缺氧的環境下,經過上萬年甚至幾十萬、上百萬年,這些動物骨骼的形狀雖然沒變,但物質成分卻大變樣了。它們的重量加重,而柔韌性卻沒有了,這就變成了化石。這些化石與組成地層的巖石一樣,經受地震等地殼運動的影響,產生裂痕是常有的事。只要斷裂茬兒口沒有損傷,總能用加固粘結劑修復起來,有些甚至會修理得嚴絲合縫。何況放炮只是為松動覆蓋埋壓在化石層上的地層巖體,絕不是去炸化石層。當然要盡量避免放炮,畢竟讓化石少一條裂縫總比多一條裂縫要好!尤其對那些具有重要價值又很細小的標本,更是如此。
經過4月7日和8日的繼續清理,發掘清土已接近象化石頭骨部位。我得乘清土間斷,測量留下那條門齒的印痕資料。
試想,如果我在發掘現場測繪出了不同層面的化石平面和剖面圖來,再加上一些埋藏學的知識,或許就能以數據、圖像真實地反映黃河象被埋藏時那種不臥不立的姿態。那對研究這頭黃河象失足陷落時的情景,必然會更加科學有力、生動具體。
4月7日下午,地區文化館韓天保從西峰送來了代購的510斤石膏和2公斤清噴漆。他要留下來,作為地區文化館派出的業務人員,參加發掘工作。因為劉玉柱是地區文化館負責人,不能長時間只蹲在合水縣河口工地發掘現場一個地方。
4月9日一早,當我搶繪了門齒印痕資料圖后,發掘工作直指大象頭骨。在趙聚發老師指導下,我和許俊臣、韓天保一起,加入了動手發掘清理的隊伍。大家聽著趙老師講述化石發掘的方法,看著他用地質錘刨土,用鉤鏟剝離土層,用毛刷清除浮土的動作,心里都在琢磨發掘化石的要領。
趙聚發老師指揮大家分散開來,從四周還沒有見到化石的地方慢慢向中心部位靠攏,眼睛要緊盯鉤錘下面隨時可能出現的化石露頭,防止傷害化石。大家邊干邊學,只一個上午,大象頭骨已經暴露出來了。當人們看到地層下面以及四周還有肋條、脊椎、肩胛骨和腿骨時,知道“情況”很大。人人興高采烈,個個喜笑眉開。趙老師從北京帶來專供發掘化石用的鉤錘,成了搶手的工具。我所帶的考古發掘鏟和扁咀地質錘也還能湊合使用。借著回住處吃飯的功夫,趙老師從河口電站辦公室找來幾根用螺紋鋼做成的“碼磺”,來代替發掘鉤鏟的不足。
“碼磺”是兩端呈尖釘狀被曲折成“[”形的大鐵釘,原本是連接拉固兩根木料的工程構件。經過趙老師的改造使用,竟然變成了我們發掘黃河象化石的主要工具了。
我一面動手發掘清理,一面思考書本上說的發掘要領。如:“見到化石露頭之后,一定要在高興之余,保持沉著和冷靜,仔細觀察埋藏情況”;“一個發掘者,既要‘瞻前’,也要‘顧后’,切忌忙亂和兜小圈子”,“弄得顧此失彼”;要“由遠及近”,“不要急于取走化石”,等等。時至今日,經過親自動手,才慢慢體會出這里面的道理。真是“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。
和時代較晚的考古發掘相比,埋藏化石的地層比較堅硬。地層中的化石,還帶著一定的水分,顯得松軟,需要進行加固。那時我們使用的加固劑是用香蕉水稀釋的清噴漆(硝基清漆),在現場調配的。比現在用丙酮稀釋,毒性要大。由于價格相對便宜,又在野外,就顧不得毒性大小了。這里還要說明的是加固劑的濃度,以剛能夠滲透進化石就好。此外,一定要讓化石中的水分散發出來,化石表面也要用毛刷清掃干凈。不然,加固劑滲不到化石里面,停留在表皮,起不到加固作用。
為了運輸的安全,有時會在一些化石的肢體、末稍等容易破碎的地方,特意保留一部分原有的圍巖土塊,用來支撐,以保護化石不因路途震動而糟到損壞。等到運回目的地后,再從容清除、加固。
經過一段時間的親自動手,大家的發掘技術都有不同程度的提高。
4月9日清晨,我們開始測繪左上門齒印痕資料。在趙聚發老師指導下,謝駿義、許俊臣、韓天保和民工一起動手發掘,從四周向內清理。象頭暴露,陸續發現有肋條、脊椎、肩胛骨和腿骨等。
4月10日,雨天停工。
4月11日,繼續發掘。象化石全面暴露。趙聚發老師說,像這樣完整、這樣大的象化石,他們研究所(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)還沒有,是我們國家第一次發現。這話對大家鼓勵很大。
4月12~15日,繼續發掘。化石堆積密集,清理速度放緩。4月14日,拍攝象化石骨骼埋藏照片后,開始收取最上面的肩胛骨。4月15日,開始收取肋條、脊椎骨,民工只留下穆清泉和張治塬兩人。
4月16日,繼續發掘。盆骨出露一半,另一半在清土范圍之外,向地層深處延伸。趙老師觀察盆骨部位和大小,采用當地挖黃土窯洞的辦法,指揮民工掏挖了高1.5米、寬2米、深不足1米的拱形頂小窯洞,既滿足了發掘盆骨的需要,又節省了清除覆蓋土層的工程量。
4月17日,繼續發掘。清晨,電話告知長慶油田地質組和地、縣文教局,可約請相關領導參觀現場。因為此時象化石骨骼基本暴露,不久將要全面收取。
4月18~20日,聞訊從四面八方趕來現場參觀的人,每天總在數千人以上。我們的主要工作變成維持現場秩序和宣傳講解等事務性工作了。發掘清理工作進展緩慢。
4月21日,繼續發掘。中午,長慶油田指揮部來人拍攝照片,詢問象化石主要骨骼數據,說是蘭州軍區冼(恒漢)政委要。經現場測量,基本數據如下:頭骨最高85厘米,兩眼窩間距88厘米,盆骨寬220厘米,盆骨腔口徑55~75厘米,肩胛骨長120厘米。估計大象個體長7.8~8米,身體(肩部)高3.8~4米。
筆者向甘肅省政治部文化組和甘肅省博物館分頭寄了匯報材料。
4月22日,清理盆骨。收取肋骨,至今日已收取8條。
是日晚,甘肅省博物館文物工作隊岳邦湖隊長電話詢問工作情況。
4月23~27日,繼續清理。收取肋骨、脊椎、部分盆骨和肱骨。4月25日,慶陽地區宣傳組喬旺堂等拍攝象化石發掘現場照片多張。4月25~27日,在頭骨下方及右腿骨上面,發現似“鹿角”化石(后經室內研究對比,是大象舌骨化石。)
4月28日,早上因雨停工,飯后收取盆骨。聽聞馬蓮河上游雨大,河水即將暴漲。決定下午拆除穆旗與張旗之間馬蓮河上的便橋。暫停發掘。
4月29日至5月3日,因下雨及馬蓮河水暴漲,工地停工。請穆旗隊民工守護工地。5月1日中午,象化石右股骨頭被一個前來參觀的農民掰斷。后經趙老師粘接修復。
5月4日,慶陽地區馮元東書記來工地參觀,詢問困難。當得知股骨頭有損傷時,責令合水縣委書記,派出專職保衛人員到發掘現場。
5月5日,清理肢骨。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所增派鄭紹華到達工地。
5月6日,開始收取肢骨。應鄭紹華要求,趙聚發老師同意,探查大象化石臼齒,發現乳突大而明顯,認定為古乳齒象(由于野外探查面積有限,被誤認為“古乳齒象”。后經室內全面修復,看到了整個臼齒,方知是劍齒象)。
5月7~9日,繼續收取肢骨。預制頭骨套箱。
5月10~12日,清理頭骨。5月10日開始套箱,至5月12日用石膏灌封象頭套箱頂部。
5月13~15日,工地發掘人員在趙聚發、鄭紹華帶領下,用倒鏈、鋼絲繩將象頭套箱翻轉。清理后灌石膏、加底蓋封閉妥當。謝駿義去西峰鎮向地區文教局匯報,清算賬目。
5月16日,請穆旗生產隊派出民工,嘗試用人力拉動象頭套箱,未能如愿。改用倒鏈平拉移動象頭套箱。經過一整天工作,僅挪動5米。發掘隊晚上討論,大家都認為只有拓寬路面,用大型拖拉機拽拉一個辦法了。
5月17日,我和鄭紹華、許俊臣去縣上匯報拓寬木瓜根道路一事。趙聚發等留工地同志發掘收取大象腳趾骨化石,并開始裝箱。
至此,工地發掘工作全部結束。
除了使用“套箱法”以外,黃河象腳趾骨的發現和發掘,也是難忘的一幕。
大象腳趾骨的結構和大小比例,對了解象類系統演化的歷史具有一定的價值。由于大象死亡前后所處的自然環境變化多端,原始埋藏條件很不穩定,加上發掘工作的疏忽,很難采集到完整的象類腳趾骨化石。
5月中旬,當我們發掘收取肢骨和清理翻轉頭骨時,陸續看到了埋藏在下面的后蹄骨和前蹄骨化石。只見后蹄的跗、跖、趾骨和前蹄的腕、掌、指、籽骨保存完好,相互關節,無一分離。這在象類化石發現史上是十分難得的,大家非常驚喜。只是當時發掘工作臨近收尾,頭續很多,沒有留下腳趾骨埋藏環境的照片,令人遺憾!