湖北省遠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)大隊在遠安縣望城崗發(fā)現(xiàn)第一塊海生爬行動物化石以來,在遠安境內(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，這嚴重影響了遠安動物群化石的研究進展。

1 尋龍之旅

1.1 2003年前

此階段遠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)威機構(gòu)正式命名的化石了。

1.2 2003—2012年

2003年遠安縣會同宜昌地質(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,并建有保護屋予以保護。

其間隨著《古生物化石保護條例》和《古生物化石保護條例實施辦法》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

本階段是遠安動物群化石的發(fā)現(xiàn)并進行科學(xué)研究的發(fā)展階段。化石新種被不斷發(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年的化石保護規(guī)劃中,提出了在映溝和王家棚保護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5 m(化石層),王家棚保護屋外圍剝露深度約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,突破了原認為化石僅分布在上部的局限認識。但遺憾的是,下部三個層位中的化石碎片無法確認化石種類,還不能有效地進行生物地層學(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大的科研實力來保證,其探索之路尚任重而道遠。

2.1 系統(tǒng)科學(xué)剝露工程

若要揭示遠安動物群的真面目,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,作為遠安海生爬行動物化石系統(tǒng)剝露地和遠安動物群今后長遠研究的標(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。為進一步研究遠安動物群組合及演化、沉積和生態(tài)環(huán)境，進一步開展科學(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) 做好詳細的編錄采樣工作:以單層為單位,進行順序編錄。詳細記述巖層顏色、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)保護館保留好化石資源。

2.2 科研工作

(1) 與剝露同時進行的研究工作:在做好詳細的編錄工作的基礎(chǔ)上,建立詳細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,進行遠安生物群化石研究。

3 保護與開發(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,組成遠安北部小旅游圈,帶動該地經(jīng)濟發(fā)展。

4 結(jié)語

遠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)濟價值。