我国牙形刺研究的开拓者———王成源

许汉奎

牙形刺或牙形石（Conodonts）是一类微体古生物化石，大小一般为0.1-3毫米，多数化石为牙形状（见图1），它是由磷灰石族矿物组成，多产于海相的灰岩，泥灰岩、钙质泥岩中，且比较常见。由于化石小，肉眼常看不见，所以在野外只能把样品带回实验室，把它敲成核桃大小的碎块，然后用10%的冰醋酸进行较长时期浸泡，接着把未溶解的化石等用细筛子在清水中洗净，后再用三溴甲烷和丙酮配成的重液进行分选，就可以把化石从碎碴中分选出来，然后放在双目镜或显微镜下观察，就会见到这些微小精致的牙形小化石。

由于牙形刺很小，且需经过一些处理才能见到，所以它们是到1856年才由古生物学家潘得尔（Pa nder）在工作中偶然发现，当时他认为这些牙形刺应是鱼类动物的牙齿，并加以报道，引起了各方瞩目，并纷纷加以研究，且从保存较好、较完整的标本中也得到证实，所以学者们也多认为它们是脊椎动物中牙形动物（类似海鳗）头部的进食器官，因而它们是两侧对称的，每侧一般有3到7个不同的牙形刺组成，有的甚至多达17至19个。

由于牙形刺小、分布广、易获得，特别是在钻孔若蕊中也能找到，所以它们在许多地方陆续被发现，而且其时代从寒武纪一直到三叠纪都有。由于它们分布广、演化迅速，因此，很快成为化石中的佼佼者，尤其在研究国际地层界线层型剖面点上（即GSSP、俗称金钉子），常用它来确定，所以其身价倍增。

图1不同属种的牙形刺化石

图2中国"金钉子"在地层中的分布（据彭善池等，2016）

我国牙形刺研究开展很晚，直到1960年才由中国科学院南京地质古生物研究所的金玉玕在早二叠世的孤峰组地层中获得，并加以发表。可惜金是被所里分配研究腕足类的，所以没有时间去进一步研究牙形刺，可喜的是该所王成源在文化大革命后期，顶着压力，偷偷去研究牙形刺，并在1974年发表了他的第一篇牙形刺的处女作，从此走上了牙形刺研究之路，由于他的不懈努力，硕果累累，很快成为我国牙形刺研究的开拓者。

王成源1963年毕业于北京大学，同年考取了南京地质古生物所研究生，并师从专家杨敬之学习、研究层孔虫。由于在工作中意识到牙形刺的重要性，所以克服种种困难，自学牙形刺并自己泡取标本。由于努力，很快在1974年发表了文章，1976年文化大革命结束后，我国迎来了科学的春天，研究人员终于可以放开手脚，搞科研工作了，王成源更是抓着这机会，加倍工作。功夫不负苦心人，他在取得大量成果后，也获得了大量回报，如1989年在"中国石炭系界线研究"中获中国科学院自然科学二等奖；1990年获中国科学院自然科学一等奖；1994年在"华南泥盆纪浮游生物及其地层的综合研究"中获中国科学院自然科学三等奖；1996年"中国东北地体及东北亚大陆边缘演化"中获国家教委科技进步三等奖；1988年"宁夏纳缪尔期地层与古生物"获宁夏回族自治区科技进步三等奖；2002年"全球二叠-三叠界线层型研究"获国家自然科学二等奖；2011年在"中国牙形刺学科开拓、发展和成就"一文中获江苏省科学技术二等奖。成就多了，工作责任和身上的工作担子自然也就重了，所以在2000年他退休前，他已是研究生和博士生的导师，也曾任中国古生物学会理事、地层学杂志编委、微体古生物学报编委、副主编，国际地层委员会泥盆-石炭纪界线工作组和二叠-三叠纪界线工作组的选举委员，第一届亚洲国际牙形刺会议主席，现任国际古生物协会潘得尔学会授勋委员会委员，中国微体古生物学会牙形刺学科组组长，蒙古科技大学和蒙古国立大学研究生导师，吉林大学客座教授、沈阳师范大学古生物学院兼职教授。王成源之所以能取得如此成绩，主要在以下几方面所作的努力和贡献。

一、为我国牙形刺研究赴上世界立下汗马功劳

王成源努力工作在南京地质古生物所也是出了名的，在他工作生涯中，他足迹遍布我国25个省市和自治区，他研究的牙形刺从寒武纪一直到三叠纪，不仅如此，他还和国际上著名的牙形刺专家合作，遍访了欧洲、美国、亚洲、澳大利亚共37个国家和地区。他不仅参加许多课题的研究，还先后负责或参加我国8个自然科学基金项目，从而收集和积累了大量牙形刺资料，先后发表了多达350篇学术文章，不仅如此，还出版一些古生物专著：如《中国志留纪牙形刺》、与南京地质古生物所王志浩合作，出版了《中国寒武纪、奥陶纪牙形刺》、"中国泥盆纪牙形刺"两书；另《中国石炭纪牙形刺》一书已完稿，也将出版；而《中国二叠纪牙形刺》、《中国三叠纪牙形刺》专著正在编写中，特别值得提出的是他与王志浩合作，于2016年出版的专著《中国牙形刺生物地层》一书，书中对我国寒武纪至三叠纪的牙形刺地层进行了系统总结。书中以独特的视角，从4个方面对牙形刺作了介绍，即对牙形刺野外和室内工作方法作了详细介绍；对中国寒武纪至三叠纪的牙形刺生物地层作了系统总结；着重介绍了牙形刺带化石和标准化石；介绍各时代的牙形刺生物地层。全书共描述的牙形刺属多达124个（几乎囊括了牙形刺属的大部分）、从寒武系至三叠系共建立了237个牙形刺带化石，所以是显生宙中建立化石带最多的门类，在世界上也是建立牙形刺化石带最多的国家。全书共有44个图版，图文并茂，且实用性极强，可作为区域地质调查，地层及古生物领域科研人员和高等院校师生的重要参考书。以上这些均使我国牙形刺研究迅速赴上了世界水平。

二、为我国在世界上拥有地层金钉子最多做出贡献

上世纪七十年起，国际地层委员会为了寻求国际间地层划分，对比有共同语言和标准，在各国寻找最好的地层剖面，所含化石较多，较全，且研究程度最高，从而建立起地层各个系（即从前寒武系到新近系）、各个统、各个阶的界线层型或划分标准（俗称金钉子），如世界上第一个金钉子就是在1975年选择在捷克建立的志留-泥盆系界线层型，这样以后各国划分志留-泥盆系界线都要以它为标准。由于牙形刺在世界范围分布较广，而且演化迅速，即其生存的时间短，所以在确定某些地层界线和时代上，具有较大优势，因而在这些地层划分和对比上，学者当会多考虑它。

图3王氏克拉克刺[Clarkinawangi(zhang)]

图4帕武潘德尔刺(Hindeodusparvus)

由于我国地广、山地较多，加上侏罗纪之前各纪多为海相地层，所以各纪的地层出露均较好，各类化石也较多，加上我国学者对地层界线层型研究的重视，国家也投入较大力量，所以先后取得了11个地层金钉子的骄人成绩，成为世界上拥有地层金钉子最多的国家，其中以牙形刺来确定就多达4个（见图2），而其中最引人瞩目当属二叠系和三叠系界线的金钉子，因这一界线也是古生代和中生代的分界线，且在界线处还发生了地球上最大一次生物灭绝事件，地球上95%的种灭绝了！正因为这一界线重要，所以剖面选择在哪里？在世界上争论也最剧烈。最初这一界线的层型剖面有人建议是选择在印属克什米尔地区的Gurya lRa vine剖面，后经我国学者一再指出该剖面的缺点，最后才确定为浙江长兴剖面（见图5），而在决定这一剖面的关键化石就是牙形刺，所以王成源及我国学者都做出了大贡献，其中长兴阶底界的层型定义种就是王氏克拉克刺[Cla rkina wa ngi(Zha ng)]，这是学者赠荣于王成源而命名的牙形刺种（见图），除这个种外，以王成源命名的还有三叠纪牙形刺新属——成源属（Chengyunia），不仅有牙形刺专家，且有介形类、鱼类专家为表彰王成源，也曾赠于王成源新物种的种名，这确实较罕见；印度阶底界的层型定义种是帕武潘德尔刺（Hindeoduspa rvus）（见图4）。所以长兴剖面也就成为世上唯一拥有两个金钉子的剖面，确实令世人刮目相看。

在晚二叠世乐平统底界的界线层型的确定上，国内、外同行也曾有激烈的争论，但最终国际地层委员会还是采用了王成源首先确定的乐平统底界界线层型的点位上。

三、用牙形刺研究解决了几个大的地层问题

我国大化石如珊瑚，腕足等研究较早，所以许多地层时代的确定大都以它们为依据，但由于这类化石分布范围较窄、且延续的时限较长等，自然存在一些不足，如1931年建立的泡沫内沟珊瑚（Cystophrentis）带化石，就一直被视为是中国石炭纪底部，所以产有此珊瑚的贵州革老何组和湖南邵东组长期以来也都全部归于石炭纪底部，但经王成源1979年、1982年、1987年的牙形刺研究，证明了邵东组、革老河组的珊瑚带化石是晚泥盆世，而不是我国半个多世纪以来一直认为的是石炭纪；这也证明三带型珊瑚不是始于石炭纪早期，而是始于泥盆纪晚期，这一重大改变已被列入"中国地质科学大事记中"。

我国腕足类和珊瑚专家一直把三角齿珊瑚一布哈丁贝（Dentrostella trigemme-Bornha rtina）组合带归入了东岗岭阶下部，并与中泥盆世晚期的吉维特阶对比，但经牙形刺研究，也证实此组合时代要老，它应属于中泥盆世中期的艾菲尔期中期，从而使华南许多地层，如屯上段、鸡泡段、大风门段、南盘江灰岩，全都得由吉维特阶改为艾菲尔阶，也肯定了艾菲尔阶在我国华南的普遍存在。

从2000起，王受蒙古国邀请，8次访问该国，并与那里的科技大学、蒙古大学、蒙古科学院地质研究所，地质信息中心均有合作，解决了该国古生代一些地层问题，发表了学求论文17篇，这里就不一一例举了。

四、在牙形刺研究的学术观念上进行更新

我国早期牙形刺研究，建立了大量形式属种，而现代牙形刺研究都是采用器官属种，王成源等（1998）全面修订了中国学者所建立的志留纪16个新属，仅保留一个属、一个属存疑，其它14个属全取消了，这是志留纪牙形刺分类一重大变化。

在泥盆纪牙形刺研究中，也最早引用谱系的概念建立化石带。除此，在我国也最早采用切片方法研究牙形刺内部结构，弄清牙形刺与鱼牙齿内部结构的区别；也最早引进缓冲剂技术处理化石；全面研究中国牙形刺的生物古地理；在研究晚泥盆世弗拉期与法门期之间，二叠纪与三叠纪之间牙形刺集群灭绝与复苏的规律方面都有突破。

2017年王成源与南京地质古生物所彭善池在地层学杂志上发表了《推进国际年代地层表在中国的应用》一文，文中特别强调应使用国际上通用的地层系、阶名称；而且不宜在陆相地层建立阶的单位或名称。

五、荣获了潘德尔勋章，为国争光

牙形刺是1856年由潘德尔发现的，由于其重要性，所以对它的研究得到迅速发展。为了更好协调和促进国际间研究，1967年在国际上成立了牙形刺研究学会，特别是为了促进研究还特别设立了潘德尔勋章，这是终身成就奖，以鼓励各国对牙形刺研究作出重大贡献的学者。为了公平和慎重，还为此专门成立了由各国重要学者参加的授勋委员会。潘德尔学会第一枚勋章是1975年颁发给潘德尔学会第一任主席Huddle的，至2016年底，已颁发了23枚勋章，这些都是先后颁发给欧、美的著名学者。

2017年是潘德尔学会成立50周年，所以在西班牙举行了隆重的庆祝纪念会，在会上，王成源获得了潘德尔勋章，并亲自到西班牙领取，王成源也就成为亚洲首位获此殊荣的人，确为国争了光，值得庆贺。

图5长兴剖面长兴阶与吴家坪的分界线