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不寻常华北龙:“不寻常”的化石珍宝

2018-01-25 08:55:00 来源:河北新闻网
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不寻常华北龙骨架的1∶1定制模型。记者赵杰摄

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在河北地质大学地球科学博物馆,有一具珍贵的恐龙化石——不寻常华北龙。它的发现,填补了我国白垩纪晚期完整蜥脚类恐龙骨架的空白,是目前我国乃至亚洲发现的最大、保存最完整的晚白垩世蜥脚类恐龙化石。

不寻常华北龙有何“不寻常”之处?这具珍贵的恐龙化石是如何被发现的?化石的发掘浸透着地质古生物学工作者哪些艰辛的探索?它又传递着哪些远古时代的讯息?带着这些问题,我们走进河北地质大学地球科学博物馆。

1、“不寻常”的镇馆之宝

头高7.5米、背高4.2米、体长20余米……步入位于河北地质大学地球科学博物馆四楼的恐龙展厅,相信你一定会被眼前的史前巨兽骨架所震撼。

它,就是河北地质大学地球科学博物馆的镇馆之宝——不寻常华北龙。

事实上,眼前庞大的骨架只是不寻常华北龙的1∶1定制模型,而它的“真身”此时正静静地躺在旁边的沙盘里。

“这具大型蜥脚类恐龙化石发现于我省阳原县和山西天镇县交界处,年代为白垩纪晚期。它的发现,不仅在华北地区尚属首次,还填补了我国白垩纪晚期完整蜥脚类恐龙骨架的空白,是目前我国乃至亚洲发现的最大、保存最完整的晚白垩世蜥脚类恐龙化石,属世界级珍宝。”站在不寻常华北龙的化石旁,全程参与了其发现、挖掘、修复和研究的河北地质大学教授、地质古生物学家庞其清介绍。

庞其清近照。 记者赵杰摄

80岁高龄的庞其清说:“这具恐龙化石意义重大,我们学校师生有幸全程参与了它的发现、挖掘、修复、研究,对我们每位参与者来说,这都是一段终生难忘的不寻常的经历。”

为何要取名“不寻常”呢?

“不寻常,首先是因为它出土的地质时代不寻常。”河北地质大学地球科学博物馆馆长吴文盛介绍,侏罗纪时代是恐龙在地球上种类最多、最繁盛的时期,而不寻常华北龙的生存时代却是白垩纪晚期,“在白垩纪晚期,这个恐龙在地球上濒临灭绝的地质时代,小川阿佐美:发现体积如此之大的恐龙化石,实属罕见。”

吴文盛解释,之所以说不寻常华北龙不属于侏罗纪时代,主要是因为侏罗纪时代蜥脚类恐龙的尾椎两边凸凹不稳定,牙齿呈勺状,而不寻常华北龙的尾椎是两边凹进去的,牙齿呈钉状,被定为新属、新种。

“之所以命名‘不寻常’,还因为这具恐龙化石的保存完整程度很不寻常。”庞其清介绍,恐龙化石,尤其是较大型的恐龙化石,由于受沉积环境、埋藏和保存条件,特别是后期地质条件的影响,很难保存完整的躯体骨架,尤其是带头骨的完整骨架。

“从世界出土的恐龙化石总体情况来说,能收集一条恐龙20%—30%的骨骼化石就已经很不错了。而不寻常华北龙的骨骼化石,虽然很遗憾没有头骨,但保存有牙齿、颈椎、背椎、荐椎、尾椎、肋骨、肩带、腰带及四肢骨等,真骨完整率超70%,20多节尾椎都是连起来的!复原体长20余米,背高近5米,这是非常少见的。”

也正因此,慕名而来的国内外恐龙专家络绎不绝。

“去年,阿根廷的一位恐龙专家专门来此,光照片就照了500多张;还有一位英国恐龙专家,眼神不好,来了全靠双手触摸,就这具不寻常华北龙的骨骼,他足足摸了三天,最后意犹未尽地说,‘这条龙确实有它非常独有的特征。’”外国同行对这条不寻常华北龙的珍视和赞赏,令庞其清深感自豪。

2、一波三折的采掘过程

深埋地下数千万年的恐龙化石得以重见天日,这一切还要从1988年的一次谈话开始。

“庞老师,你说哪儿能弄几条恐龙来?”1988年秋的一次课间,庞其清被专门来听课的时任院长这句话问得一惊。

当时位于张家口宣化的河北地质学院正准备搬迁到省会石家庄,按规划,新校址建设时要筹建一座博物馆,要能有恐龙化石镇馆就更好了。可这个建议却让庞其清面露难色,“恐龙模型倒是没问题,可要弄真骨骼真化石,这确实不好说。”

迟疑片刻,庞其清小心翼翼地说:“我知道有个地方,可能有恐龙化石,但有多少不太确定。”

“没问题,学校组织人去挖!”院长爽快地回答。

于是,一场暌违5年的旧地勘察便开始了。

庞其清所指的“可能有恐龙化石”的地方位于张家口市阳原县。早在1983年,中国地质科学院专门研究古脊椎动物和恐龙的专家程政武曾找到庞其清,邀他一起“去阳原一带看看”。

事实上,这次偶然的考察正悄然拉开不寻常华北龙面世的序幕。

庞其清致力于古生物研究,但对恐龙涉猎不多,之所以被邀,主要由于学校当时在宣化,毗邻阳原,而且两人还曾一起工作过。而程政武之所以直奔这里,是基于自己的专业判断——20世纪80年代初,在阳原以东的张家口万全县(今万全区)洗马林发现了恐龙化石,在阳原以西的山西左云、右玉一带也曾发现恐龙化石。在阳原北部一带,分布着可能存在恐龙化石的大片红色地层。

不过,两人直奔阳原后,进展却并不顺利,“一个星期都没有任何收获”。

就在计划打道回府的前一天晚上,两人又一次拿出地质图。程政武指着地图上的一小块地方犹豫地说:“这个地方咱们没看过,不过这不是恐龙鼎盛时期的侏罗纪地层。”

虽然并不抱太大希望,但第二天一大早,两人又出发了。

第二天过了中午,仍然没有任何进展。驱车来到一个叫灰泉堡的村,眼前绵延的山便挡住了去路,两人一边打听,一边进山查看地层。时间距离他们清晨出发已经过去了六七个小时,席地而坐简单吃了随身带的干粮和咸菜,两人继续向南走。

突然,程政武指着远处红色山坡上几个裸露的白点说:“你看那有没有可能是化石?”庞其清一看,回应说:“可能是!”便三步并作两步地先跑过去,惊呼道:“是化石,是化石!老程快来看是不是恐龙的?”

“应该是恐龙!”程政武兴奋地回答。于是,两人便用随身带的铁锤,敲下了裸露在地表的白色团块,又用铁锤向山里刨挖了1米多深,挖到了3节保存完好的有神经脊的尾椎。

而这,便是今天躺在博物馆沙盘里的不寻常华北龙的3节尾椎。

此时,太阳已经落山,两人实在挖不动了,便将采获的恐龙化石装进地质包,赶回了住处。

“从猜测到实地勘察,等待我们的可能是一连串的徒劳无功,也可能最终一无所获。但当猜测得到验证的一刻,那种惊喜又无以言表。”庞其清感慨地说。

这些都是地质工作者面对的日常。枯燥的内容、身体的劳累都不能阻挡他们一步步脚踏实地去丈量。

如今,每年除冬季外,八旬高龄的庞其清依然奔波在外出勘察的路上,甚至2016年还受邀赴青藏高原海拔6000余米的长江源头一带进行野外勘察,帮助发现并找到了不少微体化石层。

确定了恐龙化石的埋藏位置,但5年后的全面挖掘仍然波折不断。

“学院领导同意组队挖掘后,我们就去预先踏勘的地方跑了一趟,但转了一个多星期也没找到当年刨化石的地方。”庞其清说,当时是1988年10月底,张家口的天气已经很冷,甚至有一天晚上还飘起了雪花,第二天早上起来山上已是白茫茫一片。

无奈,只得等来年天气暖和了再继续找。

1989年6月底,队伍又一次出发了。

“毕竟时间已经过去了6年,6年里,地表已经发生了一些改变,而且我和程政武在记忆上也出现了分歧。我们能确定是哪个地区,但究竟是左右哪一条沟,我们都说不清了。”庞其清回忆,当时只有去重新排查寻找。

功夫不负有心人。经过了一个多星期的勘察,1989年7月2日,庞其清在一处山坡上用铁锹刨着刨着,“咯噔”一声,终于碰到了当年刨挖恐龙化石的地方。

挖掘工作由此全面展开。

河北地质大学的师生们在进行化石的修复、清理、组装等工作。河北地质大学供图

3、来之不易的集体科研成果

不寻常华北龙的化石保存如此完整,也与挖掘保护工作密不可分。

挖掘,既是个技术活又是个体力活。

“化石没有完全石化,稍有不慎便会化为粉末。”庞其清介绍,为尽量保持化石完整性,挖掘几乎全部需要人力完成,进行了近五年。“全面挖掘开始后,上级拨经费雇了老乡参与挖掘,但老乡只负责清理出化石层以上的土层和岩石。在坚硬的岩石中刨出化石,这个相对精细的活,则完全需要地质工作者亲自来完成。挖出包着化石的团块后,还要小心翼翼地糊上纸然后用石膏封好,再装到大木箱子里,以免造成破损。”

将近五年时间里,专门负责恐龙化石挖掘工作的教职工们,带着一届又一届进行课程实习和毕业实习的学生来到挖掘现场,学生们在完成一定的地质勘测实习任务后,便全力投入挖掘,辛苦自不必说。

“河北阳原—山西天镇一带白垩纪恐龙动物群的发掘、修复、研究、复原、装架是一项集体科研成果,凝聚了全校广大师生员工的心血。”庞其清介绍,这一带白垩纪恐龙化石自1983年发现,经1989年和1991年—1994年,近5年的艰辛发掘后,又经过了十多年的整理和研究。

“每年我们都会组织一批同学进行化石的修复、清理、组装、绘图、拍照,经不断研究,最终搞清了这一新恐龙动物群的性质、组成、种类、特征和分布,取得了一批新的研究成果。”庞其清介绍,从新恐龙动物群,包括不寻常华北龙在内,共发掘出各类恐龙化石2300多件。

如今,在恐龙展厅的玻璃展示柜中,分门别类陈列着不同部位的恐龙化石,在这里,我们可以看到甲龙身上覆盖的四五厘米厚的甲板化石和威武的尾锤化石,也能欣赏到肉食龙边缘有锋利锯齿的牙齿,同时还能看到鸭嘴龙特征明显的下颌骨和腿骨……

“除了不寻常华北龙,在馆内,大家还可以看到甲龙类的杨氏天镇龙(新种)、程氏天镇龙(新种)、胡氏天镇龙(新种),似甘氏四川龙的肉食龙,似山东龙的鸭嘴龙。”吴文盛介绍,新恐龙动物群总共发现四大恐龙类型。

“新恐龙动物群的发现具有重要的古生物学意义和地质学意义。”庞其清解释,除发现目前我国最大、保存最完整的晚白垩世蜥脚类恐龙——不寻常华北龙外,阳原—天镇新恐龙动物群中以杨氏天镇龙为代表的甲龙,其数量之多,保存之完好也填补了我国缺乏完整甲龙的空白。这对进一步研究恐龙的分类、分布、迁徙、演化和灭绝,古动物地理区的划分等方面均有重要的科学意义。

以研究恐龙的迁徙为例,庞其清介绍,云南禄丰发现了晚三叠世恐龙化石,四川发现了侏罗纪时代的恐龙化石,陕西、河南发现的恐龙化石的年代也早于阳原—天镇新恐龙动物群恐龙化石所处的晚白垩世,由此不难大致勾勒出恐龙迁徙的路线图。“恐龙由盛转衰,一直在从南向北迁徙。”

阳原—天镇新恐龙动物群至白垩纪晚期集群死亡,从地球上消失了,究竟是什么原因?这也是非常耐人寻味的问题。从这些化石中,研究者们找到了一些线索。

目前的研究资料表明,这些恐龙集群死亡,主要是因为生态环境的恶化。随着地壳运动的加强,当地湖泊不断萎缩,植被不断减少,水体受到污染,恐龙长期饮用和食用受污染的水和食物(植物)而中毒,成群死亡。吴文盛介绍,在这些恐龙骨骼化石中铀、镉、铅等有毒的痕量元素及稀土元素,呈明显的异常。

同时,当时的古地磁也正处于正负磁极混合过渡的磁极带。恐龙适应不了生态环境的巨变,一部分迁徙北上至内蒙古和蒙古国。随着造山运动的进一步加强,周边山体急剧抬升,未迁徙走的恐龙便就地成群死亡,被埋藏保存而形成化石。

“此外,新恐龙动物群的发现,将含恐龙地层时代由始新世(5580—3380万年),改归为晚白垩世(9960—6550万年),向前推移了4380—3170万年。为地层的划分对比、岩相古地理、古气候、古环境复迁、构造运动及地壳演化等方面提供了新的可靠的化石依据。”庞其清介绍。(记者周聪聪 通讯员郭雅洁)

陈列在地球科学博物馆恐龙展厅沙盘里的不寻常华北龙化石。河北地质大学供图

■相关:地球科学博物馆的宝石之美

在河北地质大学地球科学博物馆,除了镇馆之宝不寻常华北龙化石,在博物馆三楼的宝石与矿产厅里,也有难得一见的珍贵馆藏。

钻石,被称为“宝石之王”,宝石与矿产厅展出的“世界百枚名钻仿品”就不容错过。虽然是仿制品,但全部是用合成立方氧化锆按一比一的比例雕琢,其琢型与原钻一模一样。这套展品目前是全国仅有的两套藏品之一,并且是唯一展出的一套,其珍贵程度可见一斑。

在这里,我们可以一睹名钻“库利南”的风采,也可以看到金黄色的以双玫瑰式切磨成126个瓣面的名钻“佛罗伦”,还能欣赏到世界上最大的天然绿色钻石“绿色得勒斯登”,甚至包括被珍藏在克里姆林宫的“莫卧儿大帝”……这些珍贵的钻石目前散藏于世界各地,甚至有些已经不知下落,要想一次全部看个够,就只有在这里欣赏仿制品了。

另一件必看的珍贵馆藏是“真品”——重达1.32克拉的稀少宝石塔菲石,产于斯里兰卡。

说起塔菲石,相信很多人对它感到陌生。塔菲石的英文名Taaffeite,来源于一个叫Taaffe的人:1945年,宝石学家Edward Taaffe伯爵在当作尖晶石买来的一颗1.41克拉浅紫色宝石中发现微弱的双影现象,后将其送至伦敦某宝石实验室鉴定,1951年经鉴定,该宝石为一种新的宝石品种。

塔菲石在全世界的产量极小,除斯里兰卡,在坦桑尼亚和马达加斯加也出产宝石级的晶体。1956年,在我国湖南香花岭发现了香花石,同时有塔菲石与之共生,但达不到宝石级。

作为一种非常稀少的宝石,迄今,全球宝石级塔菲石也仅有几枚。本馆珍藏的塔菲石虽然看起来很“袖珍”,只有1.32克拉重,但它的重量却居世界展出品第二,质量好于美国私人珍藏的一颗重5.32克拉的塔菲石。此外,现在英国伦敦地质博物馆也收藏有一颗塔菲石,重量为0.86克拉。(整理/记者周聪聪)

责任编辑:张岩
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