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云阳恐龙群“现身”记
来源:中国科学报      作者:袁一雪      2017年07月27日       
摘要:堪称“世界级”并非妄自尊大,此次研究人员在云阳县普安乡发掘出长150米、厚2~4米、高6~8米的“恐龙化石墙”。已经多次去现场勘查过的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星说:“据我所知,这是世界上,目前暴露面积第二大恐龙化石墙。”
正文

628日,重庆市政府新闻办召开发布会宣布,经国家古生物化石专家委员会鉴定,重庆云阳县普安乡发现的恐龙化石群为世界级恐龙化石群。

 

堪称“世界级”并非妄自尊大,此次研究人员在云阳县普安乡发掘出长150米、厚2~4米、高6~8米的“恐龙化石墙”。已经多次去现场勘查过的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星说:“据我所知,这是世界上,目前暴露面积第二大恐龙化石墙。”

 

这还仅仅是重庆云阳恐龙化石群暴露出的冰山一角。

 

一块奇形怪状的“骨头”

 

发现这块“庞然大物”痕迹的是一个来普安乡学习挖掘技术的小伙子。2015年,因为在学习闲暇之余帮助村民们放牧,偶然发现了山上一块奇形怪状的“骨头”,由于之前在网上或者电视上看到过类似报道,他想这会不会是一块化石呢?为了搞清真相,这个年轻人将这块“骨头”呈交到重庆市云阳县文物保护研究所。只是他不清楚的是,古生物化石工作已经归由当地的国土部门负责。所以,当重庆市云阳县文物保护研究所的副所长拿到这块骨头时,便立即给重庆三峡古人类研究所所长魏光飚打了电话,希望有专业人员前来鉴定。

 

接到电话的魏光飚博士派出研究人员前去现场勘查。研究人员确认了这块骨头并非寻常之物,而是恐龙化石。得到确切的结论后,魏光飚将这一发现报告给重庆市国土资源和房屋管理局。当时的国土房管局副局长立刻派出重庆市地勘局208水文地质工程地质队(以下简称重庆市地勘局208地质队),对现场进行进一步勘查。

 

208队是重庆市古生物等地质遗迹工作的牵头单位,所以领导派出我们前去勘查。”重庆市地勘局208地质队地质遗迹保护研究院恐龙化石研究学术带头人代辉在接受《中国科学报》记者采访时解释道。

 

代辉并不是第一次参与发掘恐龙化石工作。但是当他第一次到重庆云阳现场看到化石露头沿着地层连续分布近百米,就意识到这和以往发掘单条恐龙化石的情况不同,这里应该有大片的恐龙化石埋藏。“我们当时打了报告,国土房管局安排我们做了化石露头调查和临时保护项目。”代辉回忆道。经过项目调查,发现化石范围更大,也让工作人员更为谨慎。

 

“根据化石露头调查发现云阳恐龙化石资源丰富、化石价值意义重大,但其位于风化泥岩地区,化石富集区为农耕养殖地,风化严重,还有地表水、地下水侵蚀,再加上调查发现原生层位的化石出现局部滑塌,为了保护这批珍贵的恐龙化石,我们向国土资源部提交了抢救性发掘申请。”代辉介绍说。

 

接到申请后,国土资源部安排国家古生物化石专家委员会专家到重庆审查,最终通过了申请,并于2016921日发函同意发掘。

 

艰难的发掘

 

同年10月,获得审批后的代辉带着激动的心情,与同事一起拉开云阳恐龙化石群发掘工作“重头戏”的大幕。经过前期勘查后,他深知,尽管很多化石已经暴露在表面,但发掘工作并不像看起来的那么轻而易举。

 

“我们发现的化石在岩层走向上出露长度约5公里。地层主要为侏罗系的自流井组、沙溪庙组下段和上段。此次发掘的一区范围是恐龙化石群露出的主要区域,也就是中侏罗世沙溪庙组下段。”代辉告诉记者。

 

在地质学中,沙溪庙组上段主要由灰、黄灰色厚至块状中粗至中细粒长石石英砂岩、长石石英杂砂岩与紫红色泥岩组成;沙溪庙组下段则多为紫红色粉砂质泥岩夹薄层粗中粒至细粒长石石英砂岩、长石砂岩及粉砂岩;自流井组大安寨段,呈现出灰色、深灰色生物碎屑页岩夹灰色薄层状—中厚层状生物碎屑灰岩,其中下部为灰、深灰色页岩夹石英粉砂岩及介壳砂岩,中部为中厚层岩屑砂岩、砂岩页岩及泥岩,上部为介壳岩夹介壳灰岩。

 

在主要发掘的区域——中侏罗世沙溪庙组下段,化石群又处于坡度较陡的斜坡之上,加之其属于沙溪庙组泥岩,常年的风化作用、水的溶蚀以及地质构造变动,让泥岩出现了明显的裂缝。而且,地下裂隙水对深埋的化石也造成损坏。更让代辉烦恼的是,恐龙化石被埋于反向坡中。

 

“反向坡是与正向坡相对的概念,是指地质体的产状与坡向相反。埋藏化石群的地质体斜插在山体中,我们挖得越深,其覆盖层越厚。而我们只有把覆盖层挖开才能看到化石的全貌。”代辉解释说,“虽然这样的结构对边坡的稳定性是有利的,但是对于发掘工作却是雪上加霜,整个发掘工作共挖掘了30000多土石方。”

 

世界级化石墙

 

发掘工作的困难,以及化石呈现的方式,让重庆市地勘局208地质队的工作人员不得不更小心谨慎地对待。为了更好地发掘,重庆市地勘局208地质队遵循着“从已知到未知,浅部探测与深部探测兼顾”的原则,选用了高密度电阻率法和地质雷达两种物探方法组合进行。他们沿着化石露头向下发掘,如抽丝剥茧般,慢慢地,那些看似零星的恐龙化石,似乎以一种奇特的方式整合在一起。

 

“起初,我们也没有意识到这里的化石往下挖会这么丰富。”代辉略带兴奋地说,“我之前发掘的大多是一条恐龙的化石。”

 

以代辉的经验,一条恐龙的化石发掘起来相对较快,“我们不需要考虑要将化石留在原地还是挖出,而是可以将发现的骨骼化石全部挖出,再送到后方去做修复和研究工作”。但是恐龙化石墙的发掘却需要更多思考的步骤:哪些化石观赏性比较强,更适合留在原地;哪些有价值的化石可以发掘出来进行科研……“但有时候观赏性和科研价值会同时具有,这种情况还不少,比如一片关联性较好的骨骼化石,这样我们就更难决定取还是留了。”

 

据代辉介绍,发掘过程中,他们还引进了三维激光扫描、无人机航测、倾斜摄影、高清视频监控等先进手段,综合拍照、摄影等方式记录了整个过程。与此同时,随着发掘工作的深入,他们一边发掘一边将已经暴露在空气中的化石“严密”地保护起来。“我们使用了新型的纳米SiO2材料。与传统的硝基清漆以及丙酮加颗粒胶的保护剂相比,纳米SiO2材料不仅保护效果更佳,而且不会发生颜色变深的情况。”

 

经过将近一年的发掘,一面长150米,高6~8米,厚度2~4米的化石墙就这样出现在人们眼前,给学界一个巨大的惊喜。

 

在近日举行的发掘成果鉴定会上,以国家古生物化石专家委员会副主任、中科院古脊椎动物与古人类研究所所长周忠和院士为组长的专家组鉴定认为:云阳普安恐龙化石群具有时代跨度大、分布密集且范围广、种类丰富等特点,具有非常高的科学价值和开发利用价值,是我国乃至世界研究领域的一个重大发现。

 无人机在发掘现场航测


发现仅是开始

 

“因为现场恐龙化石多为零星单个化石,所以,从化石的堆积来看,属于异地集群埋藏。也就是说,当时恐龙并不是在现在的埋藏地原址死亡的。”代辉说。

 

徐星与同事董枝明研究员到达现场勘查后,也初步推测恐龙的死亡原因与大洪水或者泥石流有关。灾难发生时,洪水、泥石流携带着恐龙尸体一路奔袭,到达湖泊三角洲地区后,流速下降,尸体也因此沉积下来。而且,徐星透露,就目前的发现推测,化石埋藏时间大约在1.8亿至1.6亿年前。当时,云阳县附近有一个巨大的古巴蜀湖泊,自然环境优越,促成了动植物的多样性。

 

相比其他恐龙化石群,董枝明与徐星认为云阳普安恐龙化石群有六大特点:首先,这里埋藏的恐龙化石分布时代跨度大,从早侏罗纪晚期到中侏罗纪,再到晚侏罗纪的地层中,都有发现;其次,化石的分布范围大,在约5公里长的岩层走向上有多处化石露头,显示了巨大的潜力;第三,此次发现的化石种类丰富,目前已经发掘暴露出来的化石包括基干蜥脚形类、蜥脚类、兽脚类、鸟脚类和剑龙类等至少5个恐龙亚类群以及蛇颈龙类等其他爬行动物;第四,化石属于异地集群埋藏,数量多、总体分布密集、关联程度较低、存在许多碎块化石,但分选性差,具有短距离搬运和快速埋藏的特点;第五,化石墙的保存方式有利于科普和旅游事业,规模如此大的恐龙化石点是极佳的科普教育基地,也非常有利于推动旅游文化事业;最后一点,云阳普安恐龙化石四区自流井组有较为丰富的恐龙和蛇颈龙化石,很可能填补了世界上早侏罗纪晚期至中侏罗纪恐龙时空分布上的一个空白,具有填补恐龙演化序列空白的潜在重大研究意义。

 

“接下来,我还会再去现场勘查,并且对化石进行更深入的研究。我预计科研工作将持续五到十年。”徐星向《中国科学报》记者表示,“目前的发掘和研究,还仅仅是一个开始。”

 

因为普安乡发掘的恐龙化石较多、面积较大,因此,今年5月,重庆市国土房管局批准建立了重庆市云阳普安恐龙市级地质公园,规划保护面积为91.3平方公里。重庆市国土房管局还将与云阳县政府建设普安恐龙化石原址博物馆、科研科普教育基地,并打造化石村,申报国家级重点保护古生物化石集中产地。