張 健
(重慶市萬州區(qū)博物館,重慶萬州 404100)
探密鹽井溝古生物化石遺址
張 健
(重慶市萬州區(qū)博物館,重慶萬州 404100)
鹽井溝古生物化石遺址發(fā)現(xiàn)至今已有近百年歷史,目前在重慶市、萬州區(qū)各級政府的支持下,古生物化石得到了有效保護。文章通過對鹽井溝古生物化石遺址的歷史、成因、時代、特征等研究,揭示幾十萬年前鹽井溝地區(qū)動物的生存狀態(tài)。從地質(zhì)背景上看,鹽井溝地區(qū)保存了早更新世晚期至現(xiàn)代較為完整的生物演化序列,有望建立我國南方第四紀(jì)生物地層學(xué)的標(biāo)尺。
鹽井溝;古生物化石;化石動物群;東方劍齒象
鹽井溝古生物化石遺址位于重慶市萬州區(qū)新田鎮(zhèn)高家村(原鹽井鄉(xiāng)平壩村),距萬州城區(qū)約30公里、長江南岸約10公里,中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)108°、北緯30°左右,海拔高度800~1 100米,屬中生代三迭紀(jì)灰?guī)r區(qū),喀斯特地貌非常發(fā)育,溶洞、裂隙廣布,景色秀美。鹽井溝古生物化石遺址出土了大量保存完整的第四紀(jì)哺乳動物化石,在我國華南地區(qū)絕無僅有,同時保存了早更新世晚期至現(xiàn)代較為完整的生物演化序列,可以為現(xiàn)代生物的起源演化等問題提供不可替代的材料支持,有望建立我國南方第四紀(jì)生物地層學(xué)的標(biāo)尺。于2009年12月被重慶市人民政府公布為第二批重慶市級文物保護單位。
自古以來,鹽井溝地區(qū)的古生物化石一直被當(dāng)?shù)剜l(xiāng)民視作中藥“龍骨”開采出售,(《中華本草》和《中藥大辭典》記載:龍骨為一味中藥,為古代哺乳動物如象類、犀牛類、三趾馬等骨胳的化石。能鎮(zhèn)驚安神;平肝潛陽;固澀;收斂。)據(jù)英國重慶海關(guān)《萬縣分關(guān)1917—1921年調(diào)查報告》記載:“這里古生物化石的發(fā)掘量,每年不下萬擔(dān),成為當(dāng)?shù)夭僦兴氐穆殬I(yè)和收入頗大的富源?!彪S著中藥材商的經(jīng)營,鹽井溝地區(qū)出土的古生物化石流散到長江沿岸各中藥店鋪。
1870年,英國著名古生物學(xué)家歐文(Owen 1804—1892)將大英駐遠(yuǎn)東外交官羅伯特·史溫候(Robert Swinhoe)在四川重慶府的一個洞穴收集的“龍骨”描述為:東方劍齒象(Stegodon orientalis)、中國鬣狗(Hyaena sinensis)、中國貘(Rhinoceros sinensis)、中國爪獸(Chalicotherum sinense)化石。這是關(guān)于我國古生物化石最早的描述,這些化石一般被認(rèn)為產(chǎn)自鹽井溝。
1921秋,美國自然歷史博物館中亞考察隊古生物學(xué)家格蘭階(Granger)博士到長江流域考察,從當(dāng)時駐宜昌的大英領(lǐng)事朗佛·史密斯(J.Langford Smith)那里得到了在長江上游的萬縣附近發(fā)現(xiàn)化石骨頭的有關(guān)信息。于是他逆江而上到達(dá)萬縣,偶然在一家中藥鋪發(fā)現(xiàn)“龍骨”這味中藥,憑借經(jīng)驗,他知道這屬古哺乳動物化石,追根溯源,在萬縣鹽井溝石灰?guī)r裂隙或深坑中發(fā)現(xiàn)大量的哺乳動物化石。他們經(jīng)過1921—1922年、1922—1923年、1925—1926年冬季的發(fā)掘,采集到相當(dāng)完整的東方劍齒象、虎、犀牛、大熊貓、貉等大量有重要價值的古生物化石,用船運回美國,豐富的古生物化石震驚了當(dāng)時世界古生物界,至今這批化石仍然被視為精品,陳列在美國紐約自然歷史博物館。1953年,卡爾伯特等人研究后,稱它們是“萬縣動物群”或“鹽井溝動物群”。格蘭階是第一個成功尋找到這些化石的原產(chǎn)地,并親自指導(dǎo)化石發(fā)掘與收集的古生物學(xué)家[1]。20世紀(jì)30年代我國著名古脊椎動物學(xué)奠基人楊鐘健和第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家賈蘭坡也曾到此考察。
圖二 1922-1923年格蘭階和翁文灝在鹽井溝與發(fā)掘人員留影[1]
1985—1986年中國科學(xué)院古脊椎動物與古人研究所和重慶自然博物館聯(lián)合考察鹽井溝,獲得大量珍貴標(biāo)本,其中的一具大熊貓骨架化石在全世界同類標(biāo)本中完整度最高[2]。
2007年5月4日,重慶化石愛好者張健評到萬州鹽井溝進行實地調(diào)查,在一處荒坡的下面,他發(fā)現(xiàn)了一塊白色石頭,他判定這是一只東方劍齒象的骨骼化石,張健評立即向萬州相關(guān)部門做了匯報,萬州文物管理部門對此進行了調(diào)查和保護。11月重慶自然博物館和萬州博物館聯(lián)合對鹽井溝已暴露的化石點進行了搶救性發(fā)掘,獲得一具保存十分完整的東方劍齒象化石,專家對其進行了復(fù)原、裝架,現(xiàn)陳列在萬州區(qū)博物館。
圖三 2007年發(fā)掘的東方劍齒象化石現(xiàn)陳列在萬州區(qū)博物館
2011年3至5月,重慶中國三峽博物館三峽古人類研究所聯(lián)合萬州區(qū)博物館對鹽井溝大埡口化石地點進行了再次發(fā)掘,新發(fā)現(xiàn)了大量哺乳動物化石,共計有5目9科12種,其中包括兩具完整度相當(dāng)高的東方劍齒象化石骨架。萬州區(qū)博物館聘請重慶自然博物館專家團隊歷時半年,對這些化石進行了修復(fù)、整理、復(fù)原、裝架,期間中國古生物專家、巫山猿人發(fā)現(xiàn)者、三峽古人類研究所名譽所長黃萬波教授多次到萬州對裝架工作進行指導(dǎo)。這次共復(fù)原裝架2具成年東方劍齒象,復(fù)制1具幼年東方劍齒象和2具大熊貓,將在三峽移民紀(jì)念館(萬州區(qū)博物館新館)展出。
圖四 黃萬波教授現(xiàn)場指導(dǎo)化石裝架
以前,鹽井溝地區(qū)的化石屢屢被鄉(xiāng)民發(fā)掘出來,作為龍骨出售給藥商。新中國成立后,當(dāng)?shù)厝嗣裾髁罱篃o序挖掘,1988年鹽井溝古生物化石遺址成為縣級文物保護單位;1999年9月,成為萬州區(qū)文物保護單位;2009年12月,重慶市人民政府將其公布為第二批重慶市級文物保護單位。
化石是存留在巖石中的古生物遺體或遺跡,在漫長的地質(zhì)年代里,地球上曾經(jīng)生活過無數(shù)的生物,這些生物死亡后的遺體或是生活時遺留下來的痕跡,許多被當(dāng)時的泥沙掩埋起來。在隨后的歲月中,這些生物遺體中的有機物質(zhì)分解殆盡,堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經(jīng)過石化變成了石頭,但是他們原來的形態(tài)、結(jié)構(gòu)依然保留著。同樣,那些生物生活時留下來的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡稱為化石。是否能形成化石取決于許多因素,但是有三個因素是基本的:
第一,有機物必須擁有堅硬部分,如殼、骨、牙或木質(zhì)組織。然而,在非常有利的條件下,即使是非常脆弱的生物,如昆蟲或水母也能夠變成化石。
第二,生物在死后必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴(yán)重風(fēng)化,這就可能改變或降低該生物變成化石的可能性。
第三,生物必須被某種能阻礙分解的物質(zhì)迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質(zhì)的類型通常取決于生物生存的環(huán)境。
鹽井溝豐富的哺乳動物化石的形成與保存,與該地區(qū)特殊的地質(zhì)、地貌、環(huán)境密不可分。該地區(qū)屬于典型的喀斯特(巖溶)地貌,山體主要由石灰?guī)r構(gòu)成,上覆黃色粘土。石灰?guī)r的主要礦物成分是碳酸鈣,在有水和二氧化碳時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣,后者可溶于水。巖石形成后長年在陽光下裸露暴曬,巖層節(jié)理面出現(xiàn)龜裂、風(fēng)化,含有二氧化碳的雨水沿裂隙滲透到石灰?guī)r中,將石灰?guī)r中的碳酸鈣溶解并帶走,沿節(jié)理發(fā)育的垂直裂縫逐漸加寬、加深,在地表形成石骨嶙峋的地貌。地下形成洞穴或地下河道,洞頂發(fā)生坍塌,則地面就會產(chǎn)生名叫落水洞的洼地及漏斗(大型的豎洞)[3]。
遠(yuǎn)古時代,鹽井溝地區(qū)叢林茂盛,溝谷、河流遍布,典型的亞熱帶雨林氣候吸引了眾多動物在此定居。這些動物稍不小心,就有可能摔落進落水洞中,同時,隨雨水沖進落水洞中的土狀堆積物也為動物死亡后得到有效保存并形成化石提供了得天獨厚的條件。
最初格蘭階經(jīng)過研究后,把他在萬縣鹽井溝發(fā)掘的動物化石時代確定為晚上新世(350—260萬年),隨著鹽井溝古生物化石的不斷發(fā)掘,以及古生動物斷代研究的不斷更新,考古學(xué)家研究推斷,鹽井溝動物群以及中國南方其它地區(qū)的類似的洞穴或裂隙動物群的時代都屬于更新世(260—1萬年前)。鹽井溝動物群在時代上貫穿整個更新世,并可根據(jù)其組成分為早、中、晚三期[1]。
迄今為止,鹽井溝出土的化石種類包括了7目20科32種哺乳動物,主要有:
靈長目Primates
猴科Cercopithecidae
金絲猴丁氏亞種Rhinopithecus roxellanae tingiannus Matthew and Granger
長臂猿科Hylobatidae
長臂猿Hylobates (Bunopithecus) sericus Matthew and Granger
兔形目Lagomorpha
兔科Leporidae
兔 Lepus sp.
嚙齒目Rodentia
竹鼠科Rhizomyidae
咬洞竹鼠Rhizomys troglodytes Matthew and Granger
豪豬科Hystricidae
華南豪豬相似種Hystrix cf. subcristata Swinhoe
食肉目Carnivora
犬科Canidae
古爪哇豺 Cuon javanicus antiquus Matthew and Granger
熊科Ursidae
柯氏小熊Euarctos kokeni (Matthew and Granger)
浣熊科Procyonidae
大熊貓洞穴亞種Ailuropoda melanoleuca fovealis Matthew and Granger
鼬科Mustelidae
麗貂兇猛亞種 Charronia flavigula tyrannus Colbert and Hooijer
突吻豬獾A(chǔ)rctonyx collaris rostratus Matthew and Granger
豬獾A(chǔ)rctonyx collaris collaris Cuvier
靈貓科Viverridae
期望大靈貓Viverra zibetha expectata Colbert and Hooijer
鬣狗科Hyaenidae
中華斑鬣狗Crocuta crocuta sinensis (Owen)
貓科Felidae
劍齒虎Homotherium sp.
虎Felis tigris Linnaeus
豹Panthera pardus Linnaeus
貓Felis sp.
長鼻目Proboscidea
劍齒象科Stegodontidae
東方劍齒象Stegodon orientalis Owen
真象科Elephantidae
屬種待定
奇蹄目Perissodactyla
爪獸科Chalicotheriidae
中國爪獸Hesperotherium sinense (Owen)
貘科Tapiridae
巨貘Megatapirus augustus Matthew and Granger
犀科Rhinocerotidae
中國犀Rhinoceros sinensis Owen
偶蹄目Artiodactyla
豬科Suidae
野豬Sus scrofa Linnaeus
鹿科Cervidae
風(fēng)岐祖鹿Cervavitus fengqii Han
水鹿Rusa unicolor (Kerr)
褶齒香麝Moschus moschiferus plicodon Colbert and Hooijer
大赤麂Muntiacus muntjak margae Hooijer
大毛冠鹿Elaphodus cephalophus megalodon Hooijer
??艬ovidae
水牛Bubalus bubalis (Linnaeus)
大額牛谷氏亞種 Bibos gaurus grangeri Colbert and Hooijer
大蘇門羚 Capricornis sumatraensis kanjereus Colbert and Hooijer
青羊Naemorhedus goral (Hardwicke)[2]
1.有的失足或被肉食性動物追趕掉進深坑和巖洞中,不能自拔而死,被流水帶來的粘土埋葬。埋藏特點是:保存的動物化石骨骼結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián),個體完整。
2.肉食動物捕食后遺留下的動物骨骼,或年邁自然病死的動物,尸體較長時間暴露在地表,經(jīng)食腐尸動物啃食和擾亂、細(xì)菌分解作用等過程,剩余的骨骼被山洪搬移到巖石裂隙和洞穴中。埋藏的特點是:埋藏通常是多種動物骨骼雜亂無章,風(fēng)化、磨蝕嚴(yán)重,混雜具一定磨圓度的礫石。
1.具有現(xiàn)在動物群的面貌,同現(xiàn)在生活于當(dāng)?shù)氐膭游锶合嗨?。鑒定到種的27種動物中,現(xiàn)生種占23%。
2.在27種動物中,現(xiàn)生種的化石亞種14種,約占54%,其主要差別在于個體增大。
3.絕滅屬為:劍齒象、古菱齒象、奈王爪獸、巨貘等。
鹽井溝地區(qū)保存了早更新世晚期至現(xiàn)代的較為完整的生物演化序列,在中國南方已發(fā)現(xiàn)的化石動物群里,無論門類數(shù)量,還是個體數(shù)量,都沒有哪一地區(qū)有在鹽井溝收集到的動物組合那樣豐富,提供了那樣多的關(guān)于亞洲更新世動物群的知識。特別是第四紀(jì)哺乳動物化石保存的完整程度屬世界罕見,有望建立我國南方第四紀(jì)生物地層學(xué)的標(biāo)尺。
目前鹽井溝出土的化石標(biāo)本已被國內(nèi)外大量的博物館、科研機構(gòu)收藏、研究、展出。用實物標(biāo)本生動地演繹遠(yuǎn)古生命發(fā)展、更替、滅絕的完整過程,向民眾普及生物演化和環(huán)境變遷的知識,加強保護意識,宣傳先進文化,弘揚科學(xué)精神,鹽井溝化石具有不可替代的重要價值。
在鹽井溝地區(qū),目前出土最多的古生物化石就是東方劍齒象化石。劍齒象是一類已滅絕的古象,出現(xiàn)于中新世晚期到全新世,主要生活在亞洲和非洲的熱帶森林地區(qū)。這一類象的頭骨比真象略長,腿也長,上頜的象牙既長且大,向上彎曲;下頜短,沒有門牙;頰齒齒冠較低,劍齒象在進化過程中,齒脊數(shù)目逐漸增加,晚期進步的劍齒象,第三臼齒齒脊數(shù)多達(dá)10條以上。中國的劍齒象化石迄今為止已發(fā)現(xiàn)8種,北方最常見的種是師氏劍齒象(黃河象),南方常見的種是東方劍齒象,東方劍齒象是大熊貓——劍齒象動物群的重要成員,中國南方每一個含第四紀(jì)堆積的洞穴幾乎都能找到它的化石。它們數(shù)十萬年至數(shù)萬年前生活在熱帶及亞熱帶沼澤和河邊的溫暖地帶,以草食為主,是第四紀(jì)的“巨無霸”。
圖五 東方劍齒象
鹽井溝動物群化石從發(fā)現(xiàn)至今已有近百年歷史,經(jīng)過古生物學(xué)家考證以及推斷,50多萬年前,萬州鹽井溝一帶叢林茂盛,溝谷、河流遍布,東方劍齒象群居在一起,在叢林邊、河岸、深谷和濕潤的草地嬉戲,以樹根、嫩枝、青草、野果為食。與大熊貓、巨貘、中國犀、水鹿等共同生活在該地區(qū),它們中大多數(shù)動物種類都延續(xù)到了更新世晚期,有的甚至到全新世,直至數(shù)千年前才從該地區(qū)完全消失。在從中更新世向全新世轉(zhuǎn)換的過程中,鹽井溝動物群中如大熊貓、劍齒象、爪獸、犀牛、鬣狗等許多哺乳動物由于氣候變化、水土流失、森林減少等原因,導(dǎo)致它們在此地區(qū)滅絕,鹽井溝動物化石群中的絕大多數(shù)成員已經(jīng)沒有完全相同后裔生存在這里。
地球上自生命誕生35億年來,經(jīng)歷過五次大規(guī)模的物種滅絕,盡管具體原因眾說紛紜,但可以肯定自然因素是原因之一。目前隨著科技進步、人口增長,地球上的自然資源被過度開發(fā),環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,如果再不采取有效措施,人類將很快面臨第六次物種大滅絕危機。人類只有一個地球,大自然是所有地球生物賴以生存的家園,為了我們的生存,為了鹽井溝古動物滅絕的悲劇不再重演,讓我們行動起來:節(jié)約資源、減少污染;綠色消費、保護環(huán)境;保護自然、萬物共存,讓我們的家園再呈現(xiàn)昔日的碧水青山,鳥語花香。
[1]科爾伯特,霍艾基爾.中國四川石灰?guī)r裂隙中之更新世哺乳動物[M].張健評,張靜雯,譯.烏魯木齊:新疆美術(shù)攝影出版社,2010.
[2]黃萬波,侯亞梅,徐自強.龍骨坡200萬年前的山寨[M].北京:中華書局,2006.
[3]黃萬波.論“東亞型”人類的起源與演化[J].重慶三峽學(xué)院學(xué)報,2008(4).
(責(zé)任編輯:朱 丹)
Abstract:The discovery of Yanjinggou fossil site has been nearly a hundred years so far, and due to the support of both the municipal government and the county governments in Chongqing, the protection of fossils nowadays has been strengthened. This article, by studying the history, causes, age and characteristics of Yanjinggou fossil site, discloses animals’ survival condition in Yanjinggou hundreds of thousands of years ago. From the perspective of the geological background, the Yanjinggou region has saved a relatively complete sequence of biological evolution from the later period of the Early Pleistocene to modern time, which is expected to be built as the ruler of the Southern quaternary biostratigraphy.
Keywords:Yanjinggou; fossils; fossil fauna; Oriental Stegodoner
A Quest of Yanjinggou Ancient Fossil Site
ZAHNG Jian
(Wanzhou Chongqing District Museum, Wanzhou, Chongqing 404100)
K872
A
1009-8135(2012)05-0011-05
2012-05-15
張 健(1968-),女,重慶萬州人,萬州區(qū)博物館助理館員。