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        擇義王氏鱷化石修復(fù)技術(shù)介紹及修復(fù)成果展示

        2022-05-30 03:03:53呂波
        東方收藏 2022年7期

        呂波

        摘要:山西地質(zhì)博物館于2010年在山西榆社二馬營組地層中采集到的擇義王氏鱷化石標(biāo)本,是迄今為止世界上發(fā)現(xiàn)的同類化石中,個(gè)體最多、完整程度最高的標(biāo)本。本文針對(duì)該化石標(biāo)本,詳細(xì)介紹了擇義王氏鱷化石所采用的修復(fù)技術(shù),展示了擇義王氏鱷的修復(fù)成果,較好地呈現(xiàn)出擇義王氏鱷的形態(tài)特征,為古生物研究提供化石標(biāo)本。

        關(guān)鍵詞:擇義王氏鱷;化石;修復(fù)技術(shù)

        一、修復(fù)背景和化石介紹

        擇義王氏鱷生存于三疊紀(jì)中期,是一種身長約1.5米的小型肉食性爬行動(dòng)物,分類位置上屬于主龍形類。它雖然以“鱷”命名,但其實(shí)是比恐龍和鱷類更為原始的爬行動(dòng)物,是“中國肯氏獸動(dòng)物群”中的重要一員,身上具有甲板,四足行走,比同時(shí)期的山西鱷靈活很多。

        而本次修復(fù)的化石標(biāo)本是山西地質(zhì)博物館于2010年在山西榆社二馬營組地層中采集到的,乃迄今為止世界上發(fā)現(xiàn)的同類化石中,個(gè)體最多、完整程度最高的標(biāo)本。

        本次的化石修復(fù)工作涉及到兩塊標(biāo)本,其在同一地點(diǎn)、同一層位緊鄰產(chǎn)出。1號(hào)標(biāo)本在不足1m2的巖板上密集地布滿了11個(gè)個(gè)體,其骨骼保存完整、關(guān)聯(lián)性好,每一條都栩栩如生、形態(tài)各異,細(xì)小的牙齒、極細(xì)的腹肋都非常清晰,立體感十足,反映了瞬間死亡、原地埋藏的過程。2號(hào)標(biāo)本則以大量的肢骨、趾骨(爪子)以及不完整的頭骨、零碎的椎體為主。

        此外,這兩塊標(biāo)本的骨骼細(xì)小,復(fù)雜程度世界罕見,對(duì)修復(fù)工作要求極高。筆者前后歷時(shí)兩年之久,是在顯微鏡下用極細(xì)的剔針一點(diǎn)一點(diǎn)完成的。這兩塊標(biāo)本不僅具有極高的學(xué)術(shù)價(jià)值和科普價(jià)值,還有著較高的藝術(shù)價(jià)值。

        二、擇義王氏鱷化石的修復(fù)工具及使用介紹

        化石修復(fù)主要用到的工具有氣動(dòng)風(fēng)刻筆、剔針、錘子、鏨子、毛刷、吹耳球、黏結(jié)劑(502、加固液、云石膠)、體視顯微鏡等。

        錘子和鏨子是傳統(tǒng)的化石修復(fù)工具,能比較容易地剝離大型化石上的圍巖。

        現(xiàn)普遍使用的是氣動(dòng)風(fēng)刻筆,它是通過氣泵空壓機(jī)使風(fēng)刻筆精密的筆尖高速震動(dòng),與圍巖碰撞,使圍巖脫落。氣動(dòng)風(fēng)刻筆體積小、易操作、動(dòng)力強(qiáng),用它修復(fù)出的化石精度非常高,但其噪音相對(duì)較大且會(huì)產(chǎn)生較多粉塵。

        剔針的針頭是用碳化物做的,具有高硬度和強(qiáng)耐磨的特點(diǎn)。針頭一般要磨成鴨舌狀,針的粗細(xì)要根據(jù)化石的大小來進(jìn)行選擇。

        黏結(jié)劑也是化石修復(fù)中常用的工具之一,常用的黏結(jié)劑主要有502膠、云石膠、加固液等。小塊斷裂化石的黏結(jié),需沿其裂縫滴加少量的502膠,可使斷裂化石迅速粘牢。石化程度較高、黏結(jié)面較大的化石適合用云石膠進(jìn)行黏結(jié);石化程度較低的化石適合用石膏來黏結(jié)。對(duì)于風(fēng)化嚴(yán)重的化石,則需噴灑加固劑。加固劑是現(xiàn)在比較常用的一種無色的顆粒膠,其主要成分是丙稀酸樹脂。將顆粒膠溶于丙酮中,均勻涂于化石表面,顆粒膠溶液會(huì)通過化石的孔隙滲入,丙酮易揮發(fā),揮發(fā)后顆粒膠留在化石內(nèi),直到膠結(jié)產(chǎn)生作用,從而加固化石[1]。

        體視顯微鏡,適用于輔助修復(fù)化石的細(xì)小部分,或因化石結(jié)構(gòu)復(fù)雜肉眼無法正常觀察的細(xì)微部分,如牙齒、頭骨等。在體式顯微鏡下,可將化石待修復(fù)部分放大至幾十倍,提高化石修復(fù)的精確性,盡可能地還原化石的細(xì)微結(jié)構(gòu)。

        三、擇義王氏鱷化石修復(fù)步驟介紹

        (一)“皮勞克”開包

        在野外發(fā)現(xiàn)化石后,通常應(yīng)先制作“皮勞克”。“皮勞克”是為保護(hù)化石標(biāo)本而制作的一種包裹著化石標(biāo)本的麻布石膏結(jié)合體。皮勞克一詞在上個(gè)世紀(jì)50年代源自俄文пироr(餡餅),音譯為“別洛克”。改革開放以來,人們又從英語block(木塊、塊、分段)引進(jìn),音譯“皮勞克”。不管是“別洛克”還是“皮勞克”,用中國通俗的說法來說,就是指一個(gè)包裹著化石標(biāo)本的石膏包[2]。

        “皮勞克”能夠減小化石在運(yùn)輸過程中的損傷。本次制作的兩個(gè)擇義王氏鱷的“皮勞克”,大小均約1.5㎡。在運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室后,即開始進(jìn)行開包工作,用鋸條沿其四周在包的2/3處慢慢鋸開,此操作務(wù)必判斷出“皮勞克”的厚度,防止鋸條切割時(shí)損壞化石。鋸開后,小心地將“皮勞克”的蓋子去掉,使巖石暴露出來,這樣開包工作就完成了。

        (二)化石清理加固

        化石形成的重要條件就是生物死亡后被迅速埋藏,然后經(jīng)歷漫長且復(fù)雜的石化作用而成為化石;如果生物死后被迅速埋藏,但不久又由于沖刷等原因被暴露出來,就容易遭受破壞,難以形成完整的、反映其原貌的化石[3]。

        對(duì)擇義王氏鱷化石進(jìn)行加固前,我們先用毛刷輕輕地將其表面塵土去掉,使化石盡量暴露出來。對(duì)風(fēng)化嚴(yán)重的地方進(jìn)行加固修復(fù)時(shí),需滴上稀稠不同的加固劑,一般配比比例為10∶1。先使用較稀的加固劑,使其滲入化石,以此來進(jìn)行加固,再逐漸增加加固劑的濃度,多次使用達(dá)到飽和即可完成加固。待加固劑晾干后,會(huì)在化石表面形成一層保護(hù)膜,防止化石再次風(fēng)化。

        對(duì)斷裂的小塊化石進(jìn)行加固修復(fù)時(shí),需用502膠進(jìn)行黏結(jié),將掉落的小塊化石對(duì)茬后,沿其裂縫滴加少量的502即可黏結(jié)。對(duì)破碎的大塊化石進(jìn)行加固時(shí),需用云石膠來加固。擇義王氏鱷化石周邊有幾塊比較大的化石斷開,可先用剔針將破碎化石的斷截面清理干凈并保持干燥,再用調(diào)刀將云石膠和固化劑配合調(diào)勻。如需快速黏結(jié)凝固,則可適量增加固化劑,要將調(diào)配好的膠抹在化石斷面下的1/2至2/3處,對(duì)準(zhǔn)斷茬按壓,可使黏結(jié)更為牢固以及縮小裂縫,將擠出來的多余的膠及時(shí)清理干凈,以增加化石的美觀性。

        (三)錘子鏨子清理圍巖

        待清理加固工作完成后,即展開修復(fù)工作。首先觀察原石的斷面和暴露在外化石的位置,選擇適合的工具進(jìn)行修復(fù)。該擇義王氏鱷化石上面覆蓋著約20cm厚的堅(jiān)硬圍巖,需使用錘子、鏨子去除圍巖。錘子和鏨子大小需根據(jù)覆蓋在化石上圍巖的硬度來選擇,將鋒利的鏨子底端對(duì)準(zhǔn)圍巖,與圍巖所成的角度保持在30°—45°,用錘子不斷地敲打鏨子,將圍巖一層層剔除,隨時(shí)用刷子清理剔除下來的圍巖碎渣,還要觀察是否有化石暴露出來。期間可根據(jù)不同情況調(diào)整角度,但不可垂直于圍巖,避免圍巖從中間斷裂,破壞化石標(biāo)本的完整性。

        (四)使用氣動(dòng)風(fēng)刻筆清理圍巖

        當(dāng)外圍圍巖被去除后,通過判斷化石圍巖的顏色變化可知化石是否即將暴露。當(dāng)化石周圍的圍巖顏色明顯變淺時(shí),可知再往下就是化石了。此時(shí)應(yīng)改用氣動(dòng)風(fēng)刻筆來繼續(xù)修復(fù),因氣動(dòng)風(fēng)刻筆精度較高、動(dòng)力較強(qiáng),操作時(shí)可使其動(dòng)力作用于小范圍化石,避免造成大面積震動(dòng)使化石受損。使用時(shí)應(yīng)注意筆尖不可垂直接觸化石,需作用于圍巖上,使筆尖與圍巖大致成30°—45°角,通過高速震動(dòng)使內(nèi)層圍巖脫落。

        (五)用剔針在顯微鏡下修復(fù)

        剔針是化石修復(fù)中最常用的一種工具,剔針既可以剔除化石上的圍巖,也可以修復(fù)化石上較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如孔洞等。剔針的針尖一般需磨成鴨舌狀,剔針是由碳化物所制,硬度高而且耐磨,使用時(shí)非常靈活,與握筆相似。常用的剔針有粗、細(xì)兩種規(guī)格,粗剔針大約1.5mm,多用于修復(fù)較軟厚的化石圍巖;細(xì)剔針大約0.8mm,多用于修復(fù)較軟小化石和化石的細(xì)微部位。使用剔針時(shí)應(yīng)注意三點(diǎn):一是注意要隨時(shí)清理修理出來的粉末,可用洗耳球?qū)⒒覊m吹走,避免影響后續(xù)操作;二是注意操作力度,因用剔針修理的都是細(xì)小部位,修理時(shí)要適度用力;三是要及時(shí)對(duì)修復(fù)完成的化石刷干凈并噴灑加固劑,可對(duì)化石起到更好的加固作用,盡量做到修復(fù)一塊加固一塊。

        該擇義王氏鱷的頭骨結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,頭骨上的化石部位都較薄,最長的牙齒才1.5cm,最短的牙齒都不及0.5cm,并且齒尖兩端有細(xì)小鋸齒,還有很多如繡花針一般粗的腹肋,用肉眼觀察進(jìn)行修復(fù)極為困難。因此,需在體視顯微鏡下使用剔針來進(jìn)行純手工的精細(xì)修復(fù),利用高倍放大鏡頭可達(dá)到最佳修復(fù)效果。用剔針操作時(shí)務(wù)必保持手的穩(wěn)定,控制操作力度。若在修復(fù)時(shí)不慎將化石牙齒掉落,可通過鑷子夾起細(xì)小牙齒部位,然后將其放回原位,并滴上少量的502膠將其粘牢,用鑷子夾時(shí)注意用力得當(dāng),避免造成牙齒破碎。

        四、修復(fù)成果展示

        擇義王氏鱷化石最好的保存狀態(tài)就是依然讓它埋在圍巖里,通過修復(fù),暴露出化石的2/3即算完成,可展示出化石埋藏時(shí)的原始狀態(tài),具有較好的觀賞性和較高的科研價(jià)值。

        (一)1號(hào)化石標(biāo)本修復(fù)成果

        1號(hào)標(biāo)本中,密集地布滿了11個(gè)擇義王氏鱷個(gè)體,其骨骼保存完整、清晰、關(guān)聯(lián)性好。

        其中一只擇義王氏鱷位于標(biāo)本左下方,經(jīng)修復(fù)發(fā)現(xiàn),雖缺頭骨前部,但仍可見其立體頭骨,約10cm,較好地呈現(xiàn)未變形擇義王氏鱷之頭骨形態(tài)。另可見其清晰、完整的頸椎和頸肋。

        第二只擇義王氏鱷位于標(biāo)本右下方,無頭骨,但頸椎、背椎、尾椎齊全,在其椎體兩側(cè)依次可見肩胛骨、肱骨、尺橈骨、腸骨、股骨、脛腓骨、坐骨。椎體上還覆蓋有甲板,椎體兩側(cè)清晰可見對(duì)稱分布的13根肋條,在其右側(cè)肋條下,還可見10余根細(xì)小的腹肋。

        第三、第四、第五只擇義王氏鱷位于標(biāo)本右側(cè)中部,三只并列分布,其身體大部分相挨或重疊,以側(cè)身示人。其中兩只可見其側(cè)方錐體整齊排列,頭骨均被正面壓扁;另一只僅見側(cè)身被壓頭骨及部分頸椎,其腹肋多達(dá)40余條,較為密集。

        第六、第七只擇義王氏鱷位于標(biāo)本右上方,可見二者頭骨相對(duì),頭骨側(cè)面結(jié)構(gòu)清晰,可直觀呈現(xiàn)擇義王氏鱷牙齒形態(tài)。其中一只牙齒約有16顆,另一只牙齒約有20顆,最長的牙齒約1.5cm,最短的牙齒不及0.5cm。在顯微鏡下,還可觀察到牙齒尖端兩側(cè)分別布有細(xì)小的鋸齒。

        其余擇義王氏鱷個(gè)體或不完整、或扎堆分布,有些可見其單側(cè)肋骨,有些則被壓在下方,僅露出部分頭骨,有些互相重合無法清晰辨別。

        (二)2號(hào)化石標(biāo)本修復(fù)成果

        2號(hào)標(biāo)本中,可判斷擇義王氏鱷化石標(biāo)本有4個(gè)頭骨,其中一個(gè)位于標(biāo)本左下方,呈仰視體態(tài),其余3個(gè)頭骨較不完整。

        該標(biāo)本可呈現(xiàn)較多擇義王氏鱷腿骨與爪子形態(tài)。在標(biāo)本左下方,可見兩片密集腹肋,在其旁邊分布著兩組擇義王氏鱷的肱骨、尺橈骨、指骨。標(biāo)本右下方,可見擇義王氏鱷的股骨、脛腓骨、趾骨。在標(biāo)本上方,分布著擇義王氏鱷6—7個(gè)爪子形態(tài)。

        五、結(jié)論

        綜上所述,在修復(fù)類似擇義王氏鱷這樣較為復(fù)雜的化石標(biāo)本時(shí),為了達(dá)到最佳的修復(fù)效果以供后續(xù)的學(xué)術(shù)研究,必須綜合利用多種修復(fù)工具,對(duì)化石的圍巖進(jìn)行剝離。其中,錘子進(jìn)行大體的粗修,氣動(dòng)風(fēng)刻筆承擔(dān)主要的修復(fù)工作,而剔針則配合顯微鏡對(duì)重點(diǎn)和較為精細(xì)的區(qū)域進(jìn)行精修,例如頭骨和牙齒等。在整體修復(fù)過程中,還要注意及時(shí)配合加固材料,對(duì)化石進(jìn)行整飾和加固?;迯?fù)不僅是一項(xiàng)技術(shù)工藝,其本質(zhì)上也屬于科學(xué)研究的一個(gè)必須前置環(huán)節(jié),同時(shí)還帶有藝術(shù)的特征。因此,總結(jié)起來其大體應(yīng)遵循科學(xué)穩(wěn)妥、耐心細(xì)致、完整無缺、兼顧美觀的十六字原則。

        參考文獻(xiàn):

        [1]盛益明,丁明,杜天明.古生物化石的保護(hù)修理及案例分析[J].地球,2013(01):90-95.

        [2]付華林.化石修理中常見的問題及其解決方法(上)[J].化石,2012(02):61-65.

        [3]王少彬,王敏,高偉,龍潛,周紅嬌,劉偉,曹秀成.化石的形成、發(fā)掘及標(biāo)本制作——以鳥類化石為例[J].生物學(xué)通報(bào),2011,46(03):7-9+64.

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