倪超 梁宇

神農(nóng)架寒武紀(jì)海洋動物留下的遺跡

倪超 梁宇

長江三峽下游起始點(diǎn)西陵峽口處于著名的黃陵大背斜東翼，山水洞泉渾然一體，懸崖中間有一個溶洞。唐元和十四年（公元819年）白居易、元稹、白行簡三人到此游覽，故名三游洞。后宋代蘇氏三父子、歐陽修、黃庭堅、陸游等先后到此賦詩唱和，千余年來大量的文學(xué)書法作品記錄在三游洞摩崖石壁之上（圖1）。

但石壁形成的年齡比石刻要早的多，古生物學(xué)家王鈺1938年命名為“三游洞石灰?guī)r“，現(xiàn)在稱為三游洞群，是大約五億年前晚寒武世極淺海區(qū)蒸發(fā)潮坪帶灰?guī)r和白云巖疊加形成的。由于當(dāng)時海水鹽度特別高，類似的灰?guī)r-白云巖組合在四川峨眉山的洗象池組、黔北的婁山關(guān)群廣泛分布。要在三游洞群采化石是很費(fèi)勁的，一天下來能采到十來個三葉蟲的碎片就很難得了，可以推測當(dāng)時的海底帶硬殼的動物是很稀少的。

圖2 神農(nóng)架林區(qū)八角廟的三游洞群露頭剖面

圖3 神農(nóng)架三游洞群灰?guī)r層表面的石針跡

神農(nóng)架風(fēng)景區(qū)核心部分的地層為元古代變質(zhì)巖，也是神農(nóng)架大背斜的核部，背斜周緣的蓋層依次出露震旦紀(jì)到三疊紀(jì)地層。神農(nóng)架國家地質(zhì)公園海拔3100m，號稱華中屋脊，是東亞北亞熱帶生物多樣性最豐富的地區(qū)，有動植物王國基因庫的稱譽(yù)。西陵峽口的三游洞群也可延續(xù)到此，在神農(nóng)架林區(qū)的八角廟景區(qū)公路邊就有很好的露頭剖面，但灰?guī)r成分明顯增加了（圖2）。

我們?yōu)榱丝碧綂W陶紀(jì)-志留紀(jì)的頁巖氣，在神農(nóng)架打了一口淺鉆，在等待開鉆期間，我們順帶考察了周圍的寒武紀(jì)地層，因?yàn)榇蠹叶贾廊味慈夯∩?，本來只是走馬看花踏勘一下而已。但難得的是在部分巖層表面發(fā)現(xiàn)了特別密集的遺跡化石，這種現(xiàn)象在西陵峽剖面可沒發(fā)現(xiàn)過。盡管這些遺跡化石類型總體看來還不是很多，但很直觀地說明當(dāng)時海底還是很適宜某些動物生存的，它們在海底頻繁活動過，以各種方式改造著淺海底質(zhì)并留下大量造遺跡。通過分析這些遺跡化石的特點(diǎn)，可以推測一些有趣的古生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。

最常見的是石針跡（Sko1ithos）（圖3）。顧名思義，它的外形像根垂直于層面的細(xì)管，層面上看見的是一個個圓形橫斷面，直徑幾個毫米，大的直徑不超過2厘米，這些應(yīng)該是外形像蠕蟲一樣的動物鉆入沉積物中形成的，可推測形成遺跡的動物軀體直徑不會大于2厘米，這類化石常見于極淺海帶，特別是潮間帶-潮間帶下部或環(huán)境，適應(yīng)強(qiáng)烈的水動力條件，有時個體數(shù)量很密集地展布于分選好的細(xì)粒砂及少量泥質(zhì)沉積物海底，它們的體表可能沒有像三葉蟲一樣的硬殼，它們在松軟的沉積物表面鉆洞是為了取食海底碳酸鹽軟泥中的有機(jī)質(zhì)食物？還是為了逃避天敵的捕食？遺跡化石在古生代淺海區(qū)地層中很常見，研究著作中記載這類化石百來年了，但現(xiàn)在還沒有確認(rèn)它的“造主“究竟是誰。

海生跡（Tha1assinoides）也很豐富（圖4），它是一種動物掘穴形成的細(xì)管狀化石，橫切面圓形或扁圓形，直徑1厘米左右。它們分布于層面上，形態(tài)學(xué)比石針跡要復(fù)雜，最明顯的鑒定特征在于細(xì)管有不規(guī)則分枝系統(tǒng)，分枝呈T型、Y型和U型，掘穴表面偶爾可見蹼狀構(gòu)造或抓痕；較小的掘穴常附著在大的掘穴上面，前者為幼年的造跡主所產(chǎn)生。

圖4 神農(nóng)架三游洞群灰?guī)r層表面的海生跡

圖5 神農(nóng)架三游洞群灰?guī)r層表面的漫游跡

漫游跡（P1ano1ites），顧名思義，動物在海底沉積物上無規(guī)則漫游留下的細(xì)管狀路線，在婁山關(guān)群的灰?guī)r表面，它們真像是在漫游，可以轉(zhuǎn)圈，可以略拐彎、蛇曲甚至直行（圖5）。有趣的是，這些細(xì)管好像直徑都在1厘米左右，似乎它們的造主動物個頭都差不多。

節(jié)藻跡（Arthrophycus），不能顧名思義，它們可不是一節(jié)一節(jié)的藻類，而是動物留下的痕跡，與石針跡和海生跡應(yīng)該類似，也是動物在沉積物平面上鉆孔形成的（圖6），這里的節(jié)藻跡直的多，分叉或彎曲的少。

克魯斯跡（Cruziana）又稱為二葉石，見于晚前寒武紀(jì)-二疊紀(jì)，幾乎與三葉蟲同現(xiàn)同滅，通常被認(rèn)為是三葉蟲在松軟沉積中活動時留下的爪印，三葉蟲的爪肢在海底爬掘時留下對稱的凹痕，中間由中脊分開。在石針跡和海生跡遍布的層面上很稀罕地找到了1個克魯斯跡（圖7）。

圖6 神農(nóng)架三游洞群灰?guī)r層表面的節(jié)藻跡

圖7 神農(nóng)架三游洞群灰?guī)r層表面的克魯斯跡

雖然三游洞群沉積時的寒武紀(jì)晚期是三葉蟲繁盛的時代，但三游洞群形成時有大量潮坪區(qū)特有的白云巖，大化石很少，我們可以想象絕大多數(shù)三葉蟲不習(xí)慣在這里生活，所以克魯斯跡特別少。盡管其他的動物實(shí)體化石同樣稀少，部分層面上密集的遺跡化石卻活生生地見證了它們也確實(shí)在此活躍地棲居過?；蛟S我們可以想象造成遺跡的動物們物缺乏保存為化石的硬骨骼，它們還能耐受潮坪區(qū)鹽度很高的環(huán)境。

寒武紀(jì)稱為三葉蟲時代，但它們對海水的鹽度要求挺苛刻的。通過遺跡化石我們可以推測，許多沒有硬體骨骼的動物能在鹽度很高的潮坪帶正常繁衍活動，它們在攝食，在漫游，遇到干旱或捕食者時還會鉆到沉積物中躲避。