猶他州南部欽利組以及國(guó)家公園

劉 俊

猶他州南部欽利組以及國(guó)家公園

劉 俊

每年古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)年會(huì)前后都安排有地質(zhì)考察，這是了解經(jīng)典化石產(chǎn)地的難得機(jī)會(huì)，也是我決定是否參加會(huì)議的一個(gè)因素。美國(guó)上三疊統(tǒng)的欽利（Chinle）組因?yàn)楫a(chǎn)出2.2億年前的早期恐龍腔骨龍以及波斯特鱷、植龍類、鷹龍類（aetosaur）等眾多的主龍類而聞名于世；英國(guó)廣播公司著名的電視系列片《與恐龍同行》中第1集《新鮮血液》就主要基于此地層中產(chǎn)出的化石為原型而創(chuàng)作。這個(gè)組最著名的化石產(chǎn)地是新墨西哥州的幽靈牧場(chǎng)以及亞利桑那州石化森林。很久以前我曾經(jīng)打算假期到石化森林國(guó)家公園當(dāng)志愿者，參加野外發(fā)掘，不過(guò)最終未能成行。雖然這次考察就局限于猶他州南部，我還是報(bào)名參加了地質(zhì)考察。拿到野外指南才發(fā)現(xiàn)有些地方我2011年已經(jīng)拜訪過(guò)了，不過(guò)那次的主要目的是下侏羅統(tǒng)的恐龍腳?。▍⒖础痘?012年第1期）。

我們的領(lǐng)隊(duì)專門研究欽利組，對(duì)猶他州各個(gè)露頭非常熟悉。考察團(tuán)的成員很多元化，除傳統(tǒng)的古生物學(xué)者之外，還有沉積學(xué)家、地球化學(xué)家、藝術(shù)家、學(xué)生（博士生及大學(xué)生）；共來(lái)自六個(gè)國(guó)家（美國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本、南非、中國(guó)）。

摩押附近科羅拉多河大彎曲處剖面。此處欽利組由有疑問(wèn)的Shinarump段（SM？）以及教堂巖段（CHM）組成。下伏地層是傾斜的莫恩科皮組（Tm），上覆地層是溫蓋特組（Jw）。注意欽利組下部的雜色層

欽利組是上三疊統(tǒng)的一套陸相地層，由河流相、湖相、沼澤相及風(fēng)成沉積組成，廣泛分布于美國(guó)西部?jī)?nèi)華達(dá)州、猶他州、亞利桑那州北部、新墨西哥州西部和科羅拉多州西部。其名稱詞來(lái)源于亞利桑那州阿帕奇縣的欽利山谷，但是當(dāng)時(shí)沒(méi)有正式被指定為組名，也就沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn)。這個(gè)組最大厚度在南部可達(dá)500米以上，在猶他州只有100多米厚。研究歷史很復(fù)雜，內(nèi)部劃分了10個(gè)段。這個(gè)組通常不整合覆蓋在莫恩科皮組上。莫恩科皮組時(shí)代主要是早三疊世，可能有部分屬于中三疊世；因此二者間的不整合代表了上千萬(wàn)年的時(shí)間間斷。在這條不整合界線上下的地層都經(jīng)常被古土壤改變，成為一段雜色巖層。這是由于地下水位波動(dòng)形成了的潛育土，有多種顏色的氧化鐵斑塊以及缺鐵的斑塊彌散分布。雜色巖層里面有許許多多的螯蝦潛穴。欽利組在大多數(shù)地方被侏羅系的溫蓋特砂巖覆蓋，這套風(fēng)成砂巖分選好，硬度高，通常形成陡崖。

在猶他州，欽利組的化石產(chǎn)地沒(méi)有像南邊的幽靈牧場(chǎng)以及石化森林那么著名的，但還是有一些不錯(cuò)的發(fā)現(xiàn)。例如在峽谷地國(guó)家公園中，從梟巖段中找到了蝦的實(shí)體化石，是已知最早的螯蝦化石。我們?nèi)サ睦锼贡旧焦仁且惶幉诲e(cuò)的化石產(chǎn)地，化石主要出自教堂巖段，以前找到過(guò)腔棘魚(yú)、肺魚(yú)以及多種完整的淡水輻鰭魚(yú)類，還有完整的植龍類頭骨。在溫蓋特砂巖底部有植龍類頭骨的石核膜發(fā)現(xiàn)，這是這個(gè)類群已知時(shí)代最晚的化石；有許多人來(lái)此翻制模型。欽利組各段木化石都很常見(jiàn)，在圓頂礁國(guó)家公園煙囪巖小徑一帶就可見(jiàn)一斑。山坡上四處散落著風(fēng)化破碎的木化石碎塊，而完整的也不時(shí)可以遇見(jiàn)。木化石保存情況各異：有硅化后異常堅(jiān)硬的，有很脆的；顏色有白、黑、黃、紅等；有保存原來(lái)的直立著生狀態(tài)的，有倒伏平行于層面的。有些樹(shù)干被黃色的含鐵礦物（褐鐵礦、釩鉀鈾礦）所包裹，包括巨大的木賊化石。

這次觀察露頭穿行于國(guó)家公園、國(guó)家遺跡、州立公園中，包括了拱門國(guó)家公園、峽谷地國(guó)家公園、圓頂礁國(guó)家公園、宰恩國(guó)家公園，大樓梯—埃斯卡蘭特國(guó)家遺跡，以及死馬點(diǎn)州立公園。這幾個(gè)公園以地質(zhì)現(xiàn)象為主題，類似于我國(guó)的地質(zhì)公園。好些公園收費(fèi)，但是費(fèi)用不高，有年票、通票就更便宜。美國(guó)的國(guó)家公園是通過(guò)議會(huì)立法批準(zhǔn)設(shè)立的，前身一般是通過(guò)總統(tǒng)宣言成立的國(guó)家遺跡。美國(guó)國(guó)家公園內(nèi)，不經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)，不允許帶走動(dòng)植物以及石頭，要求就在劃定的小徑上行走。最近各個(gè)公園在宣傳保護(hù)生物土壤殼。生物土壤殼是活的，是藍(lán)細(xì)菌、苔蘚、藻類等多種生物共生的組合，在荒漠中雨后能夠吸附大量水分，為荒漠植物生存提供幫助。每個(gè)公園游客中心是必須到訪之地。中心內(nèi)都有一個(gè)立體地圖顯示公園內(nèi)主要景點(diǎn)，介紹公園自己的歷史、特色，以及當(dāng)?shù)氐膭?dòng)植物。這里可以補(bǔ)充飲水，建議自帶水壺而不是瓶裝水。每個(gè)中心都有一個(gè)商店出售特色紀(jì)念品以及相關(guān)書(shū)籍。因?yàn)檫@幾個(gè)公園都以地質(zhì)現(xiàn)象為主題，所售書(shū)籍大多與地質(zhì)相關(guān)，如《猶他州公路邊地質(zhì)》、《猶他州公園和遺跡的地質(zhì)》、以及巖石、礦物、化石類的書(shū)籍。在國(guó)內(nèi)很少見(jiàn)到如此豐富的面向大眾的地質(zhì)書(shū)籍。

里斯本山谷產(chǎn)的魚(yú)類化石：A, Cionichthys; B, Hemicalypteris; C, Semionotus; D,肺魚(yú)牙齒。比例尺等于1厘米

里斯本山谷四足動(dòng)物化石：植龍類Machaeroprosopus頭骨側(cè)視及頂視（注意箭頭所示的鼻孔位置），以及野外見(jiàn)到的牙齒、骨骼

里斯本山谷頭骨山脊，此處出產(chǎn)脊椎動(dòng)物化石。白色線段標(biāo)注欽利組教堂巖段

拱門國(guó)家公園有超過(guò)2000個(gè)天然石拱門，是世界上天然石拱門最密集的地方。這里最出名的是精致拱門，不過(guò)我們只到了雙拱門，聽(tīng)說(shuō)近些年有部大片曾在這里取景。構(gòu)成拱門的是侏羅系的砂巖。眾多拱門發(fā)育的原因在于石炭紀(jì)到三疊紀(jì)沉積的巨厚層的巖鹽，它們?cè)诤笃诘膸r石壓力下運(yùn)移形成鹽墻，在構(gòu)造背景下很多脆性的巖層斷裂?？屏_拉多高原在新生代隆升，河水深切，地下水到達(dá)鹽墻，溶解了鹽，引起坍塌造成今天的地塹—河谷地貌。在地塹上硬而脆的巖石沿以前的裂隙張開(kāi)，軟的部分在風(fēng)化作用下被侵蝕，形成了深凹、拱門。由于鹽靠近地表，易于開(kāi)采，現(xiàn)在還在開(kāi)采鉀鹽用作農(nóng)家肥。這一帶科羅拉多河的峽谷也非常壯觀，雖然不如下游的大峽谷國(guó)家公園那么著名。

圓頂礁國(guó)家公園名稱中“圓頂”來(lái)自圓頂狀的巖石，“礁”形容巖石如海中礁石般，是旅途的障礙。這個(gè)公園是專為水窩褶皺而設(shè)立的。水窩褶皺是北美板塊與太平洋板塊在白堊紀(jì)末期前后碰撞而形成的，長(zhǎng)100多公里，是世界上連續(xù)出露的最長(zhǎng)單斜層之一。它壯觀的景象從高處更能讓人留下深刻的印象，例如從飛機(jī)上或者谷歌地球上；但是置身其中更能有直觀的感受。

圓頂礁國(guó)家公園煙囪巖小徑上橫亙于路邊兩億多年的樹(shù)木

直立的巨木賊化石，A為圖中化石放大，B為保存較好的一段巨木賊化石，C為一根現(xiàn)代的木賊

荒漠中孤零零的生物土壤殼

初冬的下午我們的汽車從博爾德沿12號(hào)公路開(kāi)往埃斯卡蘭特，穿行在公園內(nèi)，兩邊出露大片淺色的納瓦霍砂巖。這是一套厚400米左右的巨厚層砂巖，有大型高角度的槽狀交錯(cuò)層理。這是早侏羅世撒哈拉沙漠般環(huán)境中的沙丘沉積下來(lái)形成的。下伏地層是紅色的凱恩塔組，主要是河流相的沉積。

雖然有些干旱，植被不是十分茂密，公園內(nèi)還是生活著不少野生動(dòng)物。在死馬點(diǎn)州立公園有成群的大烏鴉在藍(lán)色的天空中盤旋；在圓頂礁國(guó)家公園中午野餐時(shí)一群火雞來(lái)拜訪；在宰恩國(guó)家公園又遇到大角羊，還見(jiàn)到長(zhǎng)耳鹿。

游客中心商店一角，出售地質(zhì)類書(shū)籍

拱門國(guó)家公園：雙拱門

水窩褶皺中部景觀，出露的地層為侏羅系

米爾峽谷恐龍足跡點(diǎn)

這次我們順道參觀了米爾峽谷遺跡化石點(diǎn)。這是白堊紀(jì)時(shí)期一個(gè)巨大的湖泊岸邊的泥灘，上面留下了馳龍類、中型以及大型獸腳類、蜥腳類、鳥(niǎo)腳類以及結(jié)節(jié)龍類等多種恐龍的200多個(gè)足跡，還有鱷類滑行的遺跡。這是北美早白堊世最大且多樣性最高的一個(gè)遺跡化石點(diǎn)。美國(guó)這樣的地點(diǎn)一般是開(kāi)放性的，樹(shù)立有導(dǎo)游說(shuō)明牌。都會(huì)強(qiáng)調(diào)古生物資源是不可再生的遺產(chǎn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)該地點(diǎn)的保護(hù)，強(qiáng)調(diào)在公共土地上發(fā)現(xiàn)的脊椎動(dòng)物化石未經(jīng)許可不允許移動(dòng)。旅行臨近結(jié)束時(shí)，又來(lái)到圣喬治鎮(zhèn)的恐龍足跡博物館。與上次相比，多了恐龍三維的復(fù)原模型，更生動(dòng)了；還有藝術(shù)家正在繪制大幅的復(fù)原壁畫(huà)。我們到修理室參觀了新采集的魚(yú)類以及植龍類化石。

四天的旅程，大家擠在一輛車中，談不上舒適；但是順利完成了考察，領(lǐng)略了科羅拉多高原的風(fēng)光，更重要的是了解了晚三疊世這一帶的地質(zhì)歷史，不虛此行。

漫步在草地上的火雞