探秘新疆三疊紀(jì)化石

鄭大燃 徐洪河

探秘新疆三疊紀(jì)化石

鄭大燃 徐洪河

滄海桑田

距今約2.5億年前，地球上經(jīng)歷了最大的一次生物滅絕事件，96%的海洋生物和75%的陸地脊椎動(dòng)物滅絕。對(duì)于這次滅絕原因的解釋眾說(shuō)紛紜，如隕石撞擊、大規(guī)?；鹕奖l(fā)、海洋缺氧事件等，其中主流觀點(diǎn)是火山爆發(fā)導(dǎo)致海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)崩潰，而引發(fā)滅絕。之后，地球上的生物開(kāi)始慢慢復(fù)蘇，陸地上，恐龍、哺乳動(dòng)物也陸續(xù)出現(xiàn)。

二疊紀(jì)晚期，盡管當(dāng)時(shí)全球地理格局與今天的世界顯著不同，但是在新疆所對(duì)應(yīng)陸塊上卻早已存在幾個(gè)大湖泊，它們的遺跡現(xiàn)在仍然可以追尋，如今的準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地就是兩個(gè)大湖泊。這些盆地不僅儲(chǔ)存著大量的能源礦產(chǎn)，同時(shí)也是各種動(dòng)、植物化石的寶庫(kù)，見(jiàn)證著漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史時(shí)期的滄海桑田。

準(zhǔn)噶爾盆地東部的將軍廟地區(qū)的野外是非常辛苦的。這里由于地下儲(chǔ)存的煤礦自然，地表烘烤成了紅色，這很難讓人想象到2億年前此地卻是湖泊，因?yàn)槲覀冊(cè)谶@里我們發(fā)現(xiàn)了2億年前湖泊中生活的鱟蟲(chóng)和魚(yú)等生物。7月份這里正熱，為了避開(kāi)中午酷熱，我們?cè)缟?點(diǎn)就出發(fā)上剖面。由于地勢(shì)平坦，巖石風(fēng)化厲害，表面都為礫石所覆蓋，我們不得不挖出一條3公里長(zhǎng)，深約半米的探槽（圖1）。烈日之下，為了探索那些未知的生物，我們沒(méi)有絲毫懈怠，盡管汗如雨下，但是我們依舊一榔頭一榔頭的往下挖。隨著我們的不斷發(fā)掘，植物、鱟蟲(chóng)等化石不斷出現(xiàn)在我們眼前，而我們要找的就是它們。通過(guò)這些化石的研究，我們便可以知道它們是什么，它們生活的年代和古環(huán)境情況，進(jìn)而恢復(fù)它們的生活場(chǎng)景。盡管過(guò)程很艱辛，但是我們并不覺(jué)得累，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)化石后那一刻的喜悅，會(huì)沖淡所有的汗水與艱辛，我想這就是化石的魅力，即對(duì)未知的探索和發(fā)現(xiàn)化石后的喜悅。

在準(zhǔn)噶爾盆地南部吉木薩爾縣大龍口地區(qū)（圖2），有一條彎彎曲曲的河流，這里的水清凈涼爽，是來(lái)自不遠(yuǎn)處的天山雪融水和大氣降水，牛羊在河邊悠閑得吃著草兒，附近居住著的是的哈薩克族人，他們就地取水灌溉，種植玉米、麥子等，世世代代在這里生活。就在這條河邊，出露了中國(guó)最好的三疊系陸相剖面，科學(xué)家們?cè)谶@里發(fā)現(xiàn)了大量的水龍獸、肯氏獸、魚(yú)、昆蟲(chóng)和植物等化石，該條剖面曾一度推薦作為陸相“金釘子”候選剖面。“金釘子”并不是金子做的釘子，而是為了突出一個(gè)剖面和點(diǎn)位的重要性，是特定巖層序列中的一個(gè)專有的標(biāo)志點(diǎn)，而作為構(gòu)成兩個(gè)年代地層單位之間界線的定義和識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)共有10顆“金釘子”，全世界正式確立的共有65顆，這些金釘子的獲取代表我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

圖3 新疆瑪納斯石場(chǎng)剖面

圖4 克拉瑪依市野外期間午餐情景

在準(zhǔn)噶爾盆地南部瑪納斯石場(chǎng)地區(qū)，盡管我們所考察的地層與將軍廟地區(qū)是同一個(gè)時(shí)代，但卻是另一番景象。這里樹(shù)木茂盛，可以看到遠(yuǎn)處的雪山，山溝里流暢著清凈的水（圖3），這里是新疆為數(shù)不多植被充裕的地區(qū)，也是休閑度假的好地方。這里早上溫度較低，因而還得穿件外套，中午可以工作，這樣時(shí)間就會(huì)比較充裕，累了就看看藍(lán)天白云，躺下休息一會(huì)，這樣的野外是最令人歡喜和愉悅的。在新疆野外工作期間，我們一般都會(huì)在野外吃中飯，中飯很簡(jiǎn)單，大多與當(dāng)?shù)氐哪撩竦娘嬍巢畈欢?，主要有馕、咸菜、飲料和西瓜等等（圖4）。馕是世代在戈壁地區(qū)生活的牧民所發(fā)明創(chuàng)造的一種獨(dú)特面食，便于攜帶，利于存儲(chǔ)。

古獸尋蹤

圖5 三疊紀(jì)世界古地理圖

水龍獸，在經(jīng)歷那次滅絕事件后，幸運(yùn)地存活了下來(lái)，不斷繁衍生息，而遍布在整個(gè)南半球，現(xiàn)在的非洲、亞洲和南極洲都發(fā)現(xiàn)了水龍獸化石，這表明當(dāng)時(shí)各大陸是聯(lián)結(jié)的，因而是“大陸漂移”說(shuō)的極好佐證?！按箨懫啤闭f(shuō)認(rèn)為中生代以前，地球上所有大陸為一個(gè)統(tǒng)一的巨大陸塊，中生代開(kāi)始，這一大陸開(kāi)始分裂漂移，而達(dá)到現(xiàn)在的位置（圖5）。三疊紀(jì)之前，由于這些大陸彼此相連，沒(méi)有海洋的隔絕，包括水龍獸在內(nèi)的一些脊椎動(dòng)物、無(wú)脊椎動(dòng)物和植物等便可以廣泛分布到地球上的各個(gè)位置。

水龍獸屬于獸孔目，常被描述為似哺乳爬行動(dòng)物，最終進(jìn)化為哺乳動(dòng)物，盡管它們不是人類的祖先，但在人類演化上扮演重要角色。它們體型笨重，長(zhǎng)有兩根獠牙，前腿強(qiáng)而有力，外形類似豬和蜥蜴的結(jié)合體，大小和狗差不多，以植物為食，它們屬于穴居動(dòng)物，在晚上會(huì)挖掘出一個(gè)居室，在湖泊、沼澤和陸地上生活（圖6）。它們能逃脫這次地質(zhì)歷史中最大的生物滅絕事件，無(wú)疑是令人驚奇的，而它們究竟是如何滅絕的，也一直是個(gè)迷。

圖6 水龍獸化石（上）及復(fù)原圖（下）

圖7 中國(guó)肯氏獸化石（上）及其復(fù)原圖（下）

圖8 大龍口剖面保存精美的木化石

圖9 克拉瑪依市野外工作剖面

在水龍獸滅絕之后，緊接著便出現(xiàn)了以肯氏獸為帶代表的動(dòng)物群，肯氏獸由水龍獸演化而來(lái)，它們同樣廣布于世界各地，在我國(guó)新疆以及山西都發(fā)現(xiàn)了肯氏獸化石。肯氏獸大小跟牛差不多，身體笨重，具有強(qiáng)有力的下頜，以植物為食（圖7）。在新疆天山北麓阜康地區(qū)，科學(xué)家們?cè)l(fā)現(xiàn)了九只肯氏獸完整的保存在一起，俗稱“九龍壁”（孫艾玲，1978），表明當(dāng)時(shí)一群肯氏獸在某種意外情況下同時(shí)死亡。

之后，各類生物也開(kāi)始繁衍生機(jī)，湖泊里生活著魚(yú)、葉肢介、腹足類和介形類等生物，湖岸邊活躍著種類多樣的昆蟲(chóng)，鱷魚(yú)和兩棲類也出現(xiàn)在了湖岸邊，陸地上各類植物也開(kāi)始出現(xiàn)。而湖泊周?chē)蹟嗟臉?shù)木常常會(huì)隨著流水漂到湖邊，當(dāng)它們迅速埋藏便保存為化石，這里可以看到長(zhǎng)達(dá)2米的木化石（圖8）。

克拉瑪依市，位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，在這里?？梢钥吹讲煌＿\(yùn)轉(zhuǎn)著的磕頭機(jī)，這里因油而發(fā)展，人們因油而富，又稱“油城”。這座城市的西北部，常年干旱少雨，山上植被稀少，黃羊、野兔等棲息在這里，強(qiáng)烈的風(fēng)化作用將地表巖石本身的顏色顯露出來(lái)，?？梢钥吹郊t、白、黑相間的地貌，很是壯觀（圖9）。這里的野外也是辛苦的，由于常年風(fēng)化，地表上要先清除10 cm左右的表層土壤，等到里面的巖層出露出來(lái)，我們才可以工作。

在這片茫茫的荒漠中，數(shù)以千計(jì)的昆蟲(chóng)化石先后發(fā)掘出來(lái)，蜚蠊、蝽、蜻蜓、蟬和甲蟲(chóng)等昆蟲(chóng)都保存為了化石，另外還有魚(yú)、鱟蟲(chóng)和植物等化石。它們的生活時(shí)代正值三疊紀(jì)中晚期，是各類生物大量出現(xiàn)的時(shí)候。這些化石的出現(xiàn)，表明當(dāng)時(shí)這里是湖岸邊緣，水流較緩，因而很多昆蟲(chóng)化石還能完整的保存。曾經(jīng)生機(jī)勃勃的湖泊，現(xiàn)如今卻是光禿禿的荒漠，不禁讓人感嘆到大自然力量的龐大，滄海桑田，而這也僅僅是地球歷史進(jìn)程中的冰山一角。

至此以后，不顯眼的昆蟲(chóng)慢慢占領(lǐng)地球上大部分角落，從滅絕后單調(diào)稀少的昆蟲(chóng)化石，到中晚三疊世昆蟲(chóng)的大量出現(xiàn)，此后它們成為了天空中最多的生物，而它們的大量出現(xiàn)也為不多久后翼龍、鳥(niǎo)類等的出現(xiàn)提供了食物。

孫艾玲，1978.新疆副肯氏獸的發(fā)現(xiàn).中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所甲種?？?，第十三號(hào).科學(xué)出版社，47-55.