西班牙野外地质科考之旅

刘 璠

我非常荣幸在导师项目资助下于2018年9月参加了意大利米兰举行的第8届国际腕足动物大会。前7届国际腕足动物大会每5年举办一届，2015年在南京成功举办后，修改为3年一届，是探讨化石和现生腕足动物的国际盛会。腕足动物大会主要围绕腕足动物的研究，包括其系统演化、系统分类、生物地层、古生态、古生物地理、生物矿化、地球化学等内容。第8届国际腕足大会的举办地点在国际大都市意大利米兰，“高大上”地点令笔者十分憧憬。带着对米兰满满的期待，还有能与同行学者进行学术交流的紧张与激动，笔者开始了首次欧洲学术之行。

这一届的国际腕足大会为参会者提供了3条可选择的会前野外考察路线，分别位于是英国、西班牙和意大利西西里岛。在与导师和师兄妹商讨之后，我们一致对会议方组织的为期4天的西班牙野外地质考察活动感兴趣。这条路线包括西班牙中东部的古生代和中生代的一些产出腕足的剖面，这些剖面见证了冈瓦纳古陆地中海边缘从亚极地到亚赤道的漂移过程。

图1 ，西班牙部分地区地图及野外考察点图示

在导师的大力支持下，我们一行5人报名参与了西班牙的会前野外。在这次野外地质考察中，我们不仅要踏勘国外知名学者正在研究的剖面，观察不同时期和不同地点的国外化石产出层位并进行国际地层对比，还可以听他们进行剖面讲解与分析，实地探讨地层构造与化石演化，这无疑是一个非常宝贵的野外学习机会。

9月6号是西班牙野外的第一天，由于我们预定到西班牙的航班中午才抵达，我们下飞机简单地吃了午饭后，就在Fer nando教授的带领下，立刻开车奔赴考察点2与其他考察队汇合，西班牙与国内相差6个小时（西班牙与中国时差7个小时，但是每年四月至十月采用夏令时间减1个小时），气候也与此时的中国天气相仿，30摄氏度左右，所以此时对于野外考察而言，天气适宜舒爽。沿途在农田中可见大片的向日葵，坐在车里远远望去一片片金灿灿的十分鲜艳(图2F)。景色虽怡人但是考察更重要，今天我们主要的观察内容是Turmiel地区经典的下侏罗统的腕足动物。

第一个野外点位是实地考察CerrodelPez剖面，即Cerrodel Pez组的层型剖面（图2A），的上普林斯巴阶的腕足动物。由于公路的覆盖，在该层型剖面并不能见到Cerrodel Pez组的底界，但是可以看到该组的灰色泥岩及泥质灰岩，并且往上灰岩逐渐增多，代表了碳酸盐岩台地相沉积（通常位于浪基面之下，但是偶尔也会受到风暴引起的潮流的影响）。该剖面产出的大化石多样性较高，包括相对较多的双壳、腕足，以及较少的腹足、箭石、菊石和棘皮类动物。可惜天公不作美，突然下了些许小雨，整个剖面湿哒哒泥糊糊的，但是依然不影响各位参会人的学习热情。令我们惊喜的是，沿着剖面露头可以随手捡到保存非常完整的腕足动物或者软体动物的双壳类化石。

第二个野外点位是考察Turmiel剖面的托阿尔阶下部的腕足动物(图2B-E)。Turmiel剖面位于Turmiel以东0.5公里处，自老至新包含Cerrodel Pez，Barahona和Turmiel三个组。大化石的生物多样性在Barahona组最上部的生物碎屑岩中达到最大。上普林斯巴赫阶Spinatum带的特征菊石是Pleur ocerascf.spina tum,Emaci at i cerassp.和Canavaria sp.，然而下托阿尔阶的Tenui cost at um带则以菊石Dact ylioc eras (Eodact yl ites)af f.simplex和D.(E.)cf.pseudocom mune为特征。该剖面产出的比较典型的腕足动物化石包括Li ospi ri ferina fal l oti、Zei ll eria quadrifi da、A.resupi nat e 和Quadrat irhynchia attenuate。Turmiel组的底部有较多的碎屑岩，代表了托阿尔阶的灭绝事件前环境的恶化。灭绝事件前后的腕足动物组合有很大的差别。

野外考察结束后，第一天晚上我们居住在西班牙阿拉贡自治区达罗卡老城的中心广场的一个旅馆(图2H)，地面上铺有古朴鹅卵石的老城具有非常浓厚的中世纪历史色彩，夜幕降临，在会议主办方的安排下品尝了西班牙当地的特色美食后，我们游览了一圈古城，在这种静谧的环境下，渐渐品味到了这座小镇质朴而独特的西班牙风情。

2018年9月7日，第二天的野外，也是考察内容最多的一天。我们在这一天主要考察伊比利亚带东部的奥陶纪到早泥盆世的腕足动物群。伊比利亚海西部科迪勒拉山脉基底由古生代和少量的前寒武纪地层构成，主要出露于两个地区：1.北部的伊比利亚带；2.南部的西岸带。西伊比利亚带主要由寒武纪和奥陶纪早期的地层构成，而东伊比利亚带主要由前寒武晚期到二叠纪的地层构成，并且包含一套完整的从奥陶纪到早泥盆世的地层。

图2 ,A,CerrodelPez组的层型剖面的露头；B,Fernando的教授针对Turmiel剖面进行地层讲解；C,远眺Turmiel剖面的露头；D,随地可见的Barahona组中丰富的腕足动物化石；E,Barahona组中个体较大的一个腕足动物化石L.subpunctata；F，沿途看见农田中种植成片的向日葵；G,Molina DeAragon地区特色的山脉；H,达罗卡老城的中心广场街景。

荨图3，A,Fombuena的公路边上的LaPenadelTormo剖面；B，Villas教授为我们讲解LaPena delTormo剖面的各地层信息；C,Fombueno组中发现的腕足动物化石；D，Costillejo组中发现的大量的苔藓虫化石；E-G,LaRebosilla剖面的CystoidLimestone组大量的海百合茎类化石,E,海百合茎类化石的侧视图和横截面，呈现五角星形状；H,上覆泥盆系埃姆斯阶(Emsian)的Mariposas组中的腕足动物化石Euryspiriferpellicoi；I,Mariposas组中的竹节石类化石。

首先我们去了LaPena del Tormo剖面，对晚奥陶世的腕足动物进行实地考察。临近Fombuena的公路边上(图3A)，在Villas教授的讲解下，我们知道了这个剖面连续出露了从中奥陶统的达瑞威尔阶 Castille a j组顶部到下志留统Badenas组底部的地层。其中包含三个组的地层，分别是由铁质页岩、砂岩和硅-铁质结核组成 Costillejo组；由鲕状铁质岩，泥质页岩及泥质岩构成的Fombueno组；以及以巨厚层状灰岩为主的Cystoid Limestone组。我们在这个剖面上发现了大量的苔藓虫化石和腕足动物化石(图3C-D)，在铁质交代下，化石表面都呈现铁锈般的红色，十分明显。由这个野外考察点继续向东走，我们来到了La Rebosilla剖面。该剖面的Cys toid Lime stone组表现为典型的东区相特征，包括盆地相的钙质粉砂岩、粘土岩夹页岩及灰岩。在这两个剖面的Cystoid Li mes tone组中，都可以观察到明显的奥陶纪末赫南特期冰期沉积现象，即在Cys toid Limes tone组顶部存在沉积间断，是由赫南特冰期鼎盛时期的海平面的下降导致的。

令人激动的是，我们在这个剖面发现了大量的棘皮动物海百合茎化石，图中化石横截面可以明显看到一个五角星形，该地区的海百合茎非常发育，短短几分钟，就能捡到不同种类不同横截面形状的海百合茎(图3E-G)。地层继续向上，我们来到了志留系兰多维列统以页岩和砂岩为主Badenas组，主要产出腕足动物 ，Viodost rophi a al eal dei、Mendocellasp.和Plat yor thissp.。地层继续变新到早泥盆纪布拉格阶（Pragian）的由灰岩组成Nogueras组，该组出露大约40米厚，富含化石，根据产出的腕足动物推测它们主要适应于较干净清澈的水域。上覆泥盆系埃姆斯阶的Santa Cruz组，再向上同阶的Maripos as组，该组是另一个富含化石的点位(图3I)，出露泥质灰岩夹泥岩，同时还夹有一些较纯的灰岩（产出少量的牙形石，Pol ygnat hus和较多的 Icriodus，指示了浅水沉积环境）。该组底部，底栖动物以腕足动物为主，尤其是个体较大的适应浑浊环境的腕足属种(图3H)。这些地层记录了一个较长期的跨越整个组的海进阶段。

下午考察完所有会议方安排的野外内容并短暂休息后，野外负责人Villas教授还带我们参观了不远处的Villas博物馆。这个博物馆可谓“麻雀虽小，但五脏俱全”，博物馆面积不大，三层别墅式的小楼，大概600平方米。但是展品从寒武纪化石到现代生物骨骼一应俱全，有色彩斑斓的珊瑚化石、神秘巨大的三叶虫遗迹化石（Cruziana属）、各式各样的软体动物化石、节肢动物三叶虫化石(图4B)，以及我们最感兴趣的丰富的腕足动物化石等等，数不胜数。除了精美而丰富的化石展品，还有当地研究人员制作的逼真的教学模型、科普材料等(图4A)，令我们一行人赞叹不绝。

傍晚时分，满满一天的野外考察行动结束后，会议方安排我们当晚住在以穆德哈尔式建筑而闻名的特鲁埃尔市，刚下大巴车，就可以感受到这里的中世纪欧洲风情，以及这里扑面而来的巴洛克建筑风格。幸运的是，我们入住的酒店就在穆德哈尔楼梯（1921年，马里纳斯设计并修建）顶部平台附近，穆德哈尔楼梯 (图4E-F)作为我们之前就有所耳闻的穆德哈尔建筑艺术的典范，自然是十分吸引我们，远远望去楼梯的顶部有两座砖砌的小型穆德哈尔塔，楼梯顶部的平台上，是一座讲述当地的爱情故事浮雕，下了楼梯可以发现一个集主题公园和博物馆于一体的广场，一直连接至下方的火车站。晚上，我们一行人抱着对特鲁埃尔的新鲜和好奇心理计划好好感受下这个古老的欧洲城市风貌，沿着酒店往北直走200米左右，就发现了一座别具特色的塔，问了路人才知道这就是西班牙很著名的被列入世界文化遗产名录的圣马丁塔(图4C)（建于1315年至1316年间），夜晚塔身伴随着黄灿灿的灯光，十分引人瞩目，陶瓷釉料装饰的门楼显得十分气派和宏伟，两个同心方塔之间似乎有楼梯连接可以一直向上登塔，但无奈因为太晚，塔门被锁，我们只能遗憾的从塔下方的拱门穿过，不能细细观察这座巴洛克时期地标性建筑的内部格局。沿着塔下方的拱门一直向前走，就会发现络绎不绝的人流，顺着人流就来到了一个非常热闹的广场，广场两边是各式各样的酒吧和餐馆，中央有一座小型的喷泉，喷泉的中心是一座顶部刻有一头公牛雕像的圆柱，后面问了当地人我们才知道，这个广场名叫托里科广场(图4D)，是特鲁埃尔市中心最热闹的地带，在他们的建议下，我们品尝了特鲁埃尔特色的火腿(图4G)和小吃。

图4 ，A，Villas博物馆中逼真的角石模型；B，Villas博物馆中丰富多样的藏品，图中展示的为节肢动物三叶虫类化石；C,特鲁埃尔市著名的圣马丁塔及塔下街景；D，热闹非凡的托里科广场；E，穆德哈尔楼梯的顶部平台上宏伟的建筑；F，穆德哈尔楼梯自下向上的仰视正面照；G，特鲁埃尔市托里科广场两侧一餐厅所贩售的当地特色火腿。

图5 ,A,Sierra de Albarracin地区Moscardon剖面全景图；B,Sierra Palomera地区Rambla del Salta剖面，所有野外参与者在剖面认真的采集化石；C,笔者在RambladelSalta剖面Turmiel组中采集到的腕足和菊石等动物化石；D，Turmiel组中的箭石化石；E,阿尔瓦拉辛（Albarracin）山城小镇门口全员合影；F，阿尔瓦拉辛（Albarracin）山城小镇全貌景观。

第三天（2018年9月8日）我们考察的主要内容是下侏罗统托阿尔期腕足动物的灭绝和复苏事件。去的第一个剖面Rambla del Salta(图 5B)，位于 Sierra Pal omera，该剖面由伊比利亚山脉中部连续的托阿尔阶地层记录构成，剖面底部Barahona组的顶部代表了托阿尔期最早的沉积，属于较浅的斜坡相沉积。在这种环境下，大化石和微体化石的生物多样性都极高。B ara hona组向上，Turmiel组的地层出露以细粒陆源碎屑物质和钙质泥岩为主，腕足动物化石十分丰富(图5C)，灭绝事件在该剖面中表现为腕足动物群属种的逐步更替以及个体大小的变化，极好的剖面露头也为研究托阿尔期的灭绝事件提供了良好的基础。向上到中上侏罗世的地层，主要集中在Sierrade Albarracin地区并在Moscardon村庄的周围出露良好。Ibe rianMassif东缘的海相地层沉积于深入内陆的碳酸盐岩台地中(Aragonese、Castilian和Tor tosa台地中).这一沉积地区的形成标志着由地中海-特提斯海到中大西洋的转变。Moscardon剖面由16米厚的灰岩和泥质灰岩夹钙质泥岩和泥岩构成，其中可以观察到卡洛夫阶和牛津阶腕足动物组合。卡洛夫阶的腕足动物主要由Terebr at ull dlnes构成（占约80%），其次为各占 10%Rhynchonellides和Terebrat el l i di nes构成。牛津阶的腕足动物组合要比卡洛夫阶的腕足动物组合的多样性高，但是Terebr at ul ldlnes仍然占主导，约占50%。而 Rhynchonellides和Terebr at ellidi nes都变得更加丰富，约分别30%和20%。

下午我们前往特鲁埃尔的阿尔瓦拉辛（Albarraci n）山城小镇吃午饭(图5E-F)，当下大巴车的那一刻就令我们感到震撼和惊讶，该地似乎是从中世纪以来未经外地人触摸一般的山边村庄。蜿蜒的羊肠狭窄街道，壮阔的房屋建筑都让人赞叹不已。我们午餐的小馆在山体的半中央，饭后散步，我们继续爬过了陡峭的山路台阶，穿过了可爱的小径街道，登上了山顶的观景台，看到了山体上独具特色的西班牙风情建筑，此时此刻感慨不虚此行，只让人想起林达在《西班牙旅行笔记》中记叙的塞万提斯笔下的西班牙，犹如透着阳光的土制酒，谜一般醉人的混合物，在恍惚中令人心驰目眩，这里的一切简直就是一幅巨匠画笔下色彩斑斓又壮阔波澜的立体油画，不愧是西班牙最好的山城之一。但是因为明天的目的地路程遥远,我们只能“快马加鞭”的赶往阿利坎特的酒店，所以我们仅仅做了短暂的停留和参观，但仍令大家印象深刻。

图6 ，A，碳酸盐岩浅水台地相的口袋状腕足密集层，由大量背腹壳铰合的腕足相对松散地集合在一起构成；B，CerrodelaCruz剖面顶部存在的小断层；C，CerrodelaCruz剖面顶部的红色瘤状灰岩，标志着早-中侏罗世的转换期；D，CerrodelaCruz剖面顶部可识别的大菊石化石；E、G，阿利坎特的蓝绿色大海；F，在阿利坎特的海边的告别晚餐会尝到的当地特色美食-西班牙海鲜饭Paella。

最后一天（2018年9月9日）我们主要参观下侏罗统Cerrodel aCruz剖面（LaRomana,All cant e）的腕足动物群。Cerro dela Cruz山丘位于Reclot山脉的西南，阿利坎特省的La Romana村附近，该剖面的侏罗纪地层位于Beti c山脉的外侧。Betic山脉位于伊比利亚半岛东南部，呈东北东-西南西向展布，并且可进一步细分为两个亚带：外侧带和内侧带。外侧带靠近伊比利亚山前陆，主要由沉积岩构成，而内侧带远离伊比利亚山前陆，主要由变质岩构成。外侧带主要由位于北部的Prebetic区和位于南部的Subbetic区组成。在中生代，北部 Prebetic区以浅水沉积为特征，而南部Subbetic区则以深海远洋沉积为主。产出腕足动物的Cerro de la Cruz剖面则属于Subbetic区的东侧。其中，Gavilan组是Subbetic区东侧下侏罗统的典型地层，底部由微晶灰岩和白色鲕状灰岩组成。富含腕足的地层沉积于碳酸盐岩台地之中，属于下侏罗统的辛涅缪尔阶顶部-普林思巴阶底部Rari costatum-Aenlgm ticum带。在该组中我们可以看到粒泥灰岩中保存的一些分散的较细小的腕足碎片，以及很少的铰合在一起的腕足化石密集层。地层往上，我们还能发现少量规模较大由背腹壳铰合在一起的腕足动物化石松散的集合而构成的口袋状构造(图6A)，指示海底原始集群生活的腕足动物受周期性的风暴沉积的影响而快速被埋藏。Gavilan组向上沉积的是台地相的浅水碳酸盐岩，包括丰富的红色粒状海百合茎灰岩以及海绿石，该组的腕足动物、底栖有孔虫、球粒和内碎屑都比较丰富。再向上则到了Zegri组，其泥岩的沉积代表了在早-中托阿尔期（Toarcian）以泥质岩沉积占主导的开始。

跟随着Fernando教授的脚步，我们继续向山顶前进，在山顶处我们发现了一个小型的断层(图6B)，以及沉积在锰质结核硬质基底上的化石集群，包括菊石的内模、箭石、海百合和双壳动物等。考察的地层结束于一套20-25米厚的红色瘤状灰岩的顶部(图6C)，标志着早-中侏罗世的转换期。通过上部可识别的菊石的生物地层(图6D)，判断顶部的年代应该位于下托阿尔阶到阿连阶的1000万年之间。到此为止，我们就这样参观完了会议方安排的所有野外考察剖面，内容主要从奥陶系到侏罗系的地层，丰富详实的地质内容令我们受益匪浅。最后，会议方还为我们在阿利坎特的海边(图6E、G)——阿堤亚海滩安排了一个小型的晚餐告别会。经历了这么多天的野外考察，现在又见到了波光粼粼的大海，更加令人心旷神怡。湛蓝的天空倒映着蓝绿色的海水，洁白的沙滩上分布着星星点点的椰子树，实在是梦想中的海边圣地，伙伴们立刻脱光了鞋袜，在海边跃跃欲试的踩水戏耍，偶有微风拂过，浪花顺着岸边一层层赶来，冲湿了我们的裤脚，也带去了我们的欢声笑语。

天下没有不散的筵席，吃过了晚餐 (图6F)，我们一行人依依惜别，互相交流着这次西班牙野外的收获感想，憧憬着下一届腕足大会的再次见面，同时也为西班牙野外科考之旅画上了一个完美的句号。

短短4天的西班牙野外之旅，收获颇丰，无论是实地勘探的国外地层，还是结交的许多风趣幽默的外国同行，都令人难以忘怀。感谢第8届国际腕足大会的组委会和西班牙野外地质考察的负责人的精心策划与筹备，让我们不光实地考察了西班牙的地质演化历史和区域地质信息，还领略到了西班牙的风景以及其无穷魅力的人文。最后就用克里斯·斯图尔特在《胡椒树上的鹦鹉》中的一句话“我深深吸入西班牙小镇独特的空气——混合着咖啡、大蒜与深色烟草的香味，背起行李，驶向家的方向”与西班牙静静告别。