美国石化森林国家公园记行

刘 俊

2018年的国际古脊椎动物会议在美国新墨西哥州阿尔伯克基举办。新墨西哥及邻区中生代地层出露广泛，发现过很多鼎鼎大名的爬行动物化石，包括三叠纪的植龙类以及三叠纪到白垩纪的多种恐龙类。阿尔伯克基有西班牙风情、印第安人传统，风景独特。对我来说更有吸引力的是这里的上三叠统钦利组地层及出产的化石，具体来说是会前的幽灵牧场及会后的石化森林公园化石之旅。幽灵牧场最著名的化石就是1947年Colbert发现的堆积在一起的上千个腔骨龙标本。这里的红色岩石很有特色，有很多影视作品来此摄制，包括科幻作品《地球2》以及纪录片《宇宙：时空探索》。而石化森林公园保存的钦利组最完整、出露最好，还产出大量的各类化石，尤其是四足动物化石。我报名时前者已经满员了，可能是因为一般没有机会参观，而后者是国家公园，很容易自己去旅游。

会议招待晚会在新墨西哥自然历史博物馆举行。这个博物馆主要就是介绍生命历史，特别偏重本州的化石。与会者每人领到一本博物馆出的《恐龙世纪》的画册，介绍基于新墨西哥州材料命名的恐龙属种，在馆里大多可以看到。展出包括植龙与扁肯氏兽骨架，离片椎类头骨，保存在一起的多个腔骨龙骨架，1991年命名的地震龙，暴龙类的比斯蒂虐龙（Bistahieversor）头骨，头饰可能作为鸣管的副栉龙以及一些新生代哺乳动物化石。博物馆里还有一些现生生物，有脊椎动物骨骼标本，昆虫标本等；更有意思的是在一个个玻璃笼里养的龟、蛇；听说有只龟已经养了40多年了。这类参观不可少的一环是修理展示。当晚有多个志愿者在此服务。今年开辟一个展室临时陈列古生物复原画，好多是数字作品打印出来的，不过也有布艺、剪纸。

博物馆展览的化石：植龙与扁肯氏兽骨架

博物馆展览的化石：腔骨龙骨架

博物馆展览的化石：地震龙

古生物复原：古生代的海洋

石化森林公园的旅行共18人报名，来自七八个国家，老年爱好者（博物馆志愿者、科普作家等）多，年青人也不少。三个领队来自公园，21日上午他们开车带我们沿44号州际公路一路西行来到亚利桑那州。沿途地势大多起伏不大，但是路北有一座座的山峦，出露了侏罗系及白垩系。三个多小时后我们赶到了公园北门。

石化森林公园因大量多彩的硅化木而闻名于世。很久之前当地居民就利用它打制工具。18世纪中叶，因为修路美国白人发现了这里壮观的硅化木森林；后来公路和铁路都从这里经过，带来了游客，也带走了大量的硅化木。当地人愤愤不平，发起了保护自己家园的行动。1906年罗斯福总统签署法案成立了石化森林国家遗址，1962年升级成为国家公园。2004年公园面积由378 km2扩大到884km2。公园融历史、考古、地质、古生物以及生态为一体，不过最突出的功能还是古生物。

在三叠纪末期（2亿多年前）公园所在区域是赤道附近的一片森林，树木死亡后被河水搬运埋到河沙中。随着当地沉降，河沙变为了砂岩，而树干逐渐石化。这里的树大概到1亿多年前才完全石化成为坚硬的石英。硅化木多彩的颜色是由于纯净石英（白色）中不同含量的氧化铁（红色、黄色、桔黄色和紫色）及氧化锰（黑色、灰色）组合而成。这里的树石化特别好，树皮纹理栩栩如生，甲虫在树皮钻洞也清晰保留下来，在显微镜下能够观察到残留的粪化石。我们沿水晶森林以及巨木两条小径参观了硅化木。

树皮表面的甲虫虫迹化石

水晶森林到处散落的硅化木

巨木小径路边沉睡的巨树

早期大规模的采掘，很多多彩的硅化木被挖走。即使成立公园以后，有巡逻人员看护，每年还有小规模的盗掘行动。为了回应社会对盗掘的关切，公园最近推出的重拍历史老照片的计划，从原来的视角重新还原百年前的场景，涵盖了公园最重要和代表性的地点。对照表明，盗窃并未对公园整体景观造成显著的影响。

公园北侧属于彩色沙漠的东南角。站在钦迪点（Chinde，意为“幽灵”）数百万年前的玄武岩上，可以远眺沙漠壮丽的景色。这里出露的主要是Chile组的枭岩段及石化森林段，里边化石很丰富。1984年在这附近就发现了当时最原始的恐龙钦迪龙(Chindesaurus)（一类原始的兽脚类恐龙），引起了全球广泛的关注。每年有多个科研队伍在此进行野外工作，但是由于缺水，难度很大。听说耶鲁大学是雇牲口驼物资（包括水）到里面的宿营地，而公园工作人员说他们不会到一天不能往返的地方工作，而是优先选择交通方便的地方工作。最近科罗拉多高原钻探计划在这里进行，从新生代的岩石，穿过三叠系的钦利组以及Moenkopi组，直达二叠系的Coconino砂岩。选择在此进行的一个主要原因是因为这里上三叠统有丰富的火山灰夹层，能够进行精确的同位素测年。结合古地磁极性柱，可以与纽瓦克盆地天文旋回校准的地层进行对比。项目的一个主要负责人就是我以前的博士导师。

Puerco村落遗址

岩画

对朱鹭捕食蛙图案的说明

公园收藏的出土文物

来此才知道这个公园内有上千个考古地点，从一间屋大小的居所到超过百间房屋的村落。从13000年前就有人类在公园范围内生活，这里不是荒原，而是人类的家园。在Puerco河边就有一个以前的村落，围绕中心的广场有超过一百间房屋，居民大概200人左右，大约从公元前1250年开始存在，直到大约公元1380年被遗弃。可能是干旱迫使人们背井离乡，抛弃了家园。他们在此生活不仅遗留了石头房子，还有岩石上大量的岩画。岩画图案意义众说纷纭，一般根据现代原住民的认识来解读。这些遗址还出土了大量精美的陶器。

我更关注的是这里出产的三叠纪的脊椎动物化石。这个区域最早的化石是John Muir在Tepees附近发现的，包括了一个植龙的吻端。他把化石送到他的朋友，加州大学伯克利分校的John Morriam博士处。Morriam将化石给了Annie Alexander，加州大学古生物博物馆的创始人。1919年有人在蓝森林发现了更多的化石，于是1921年Alexander等人来此进行发掘，并带来了博物馆新聘任的坎普(Charles Camp，杨钟健译为“甘颇”)。坎普在此地工作多年，发现了有名的扁肯氏兽坟场、众多的植龙类以及离片椎类化石，为加州大学古生物博物馆采集了大量的标本。这是坎普三叠纪四足动物研究工作的起点，后来他成为这方面的世界级专家。我研究二齿兽类时曾经拜读过他的文章。坎普在1936年曾经与杨钟健一起在中国进行野外考察，在四川荣县发掘过恐龙。

如同别处一样，这里的地层盛产植龙类以及前鲵类（metoposaur），表明当时湖泊发育。植龙类与鳄鱼外形相似，可能习性也相近。在公园内的彩虹森林博物馆前厅中就陈列着植龙类的头骨及骨架。我们用一个下午到游人不能涉足的地方寻找化石。工作地点在蓝方山以东，这里近年来才收归公园所有。我们乘公园的越野车越过以前的界桩来到这里，目标层位是蓝方山段上部，它化石丰富，而本段下部至今一无所获。在地表能够捡到古生代的海相无脊椎动物化石，可能是作为砾石沉积在三叠纪地层中的。刚走不远我就发现一堆骨片，领队根本不感兴趣，说是当地放牧的人捡在一起的。我找了一阵也体会到了，因为满山坡都是碎骨片，没有多大意思。他们现在只采集较完整的骨骼以及新的种类的化石。有个化石有些奇怪，开始以为是植物种子，后来听说可能是真菌的化石。我们在一块小山包上定点发掘，在泥岩中发现大量粪化石（主要是鱼类的），里面还能够看到鳞片。这里化石确实丰富，短短一下午发现了几块较大的化石，有个太大没时间挖，在保护后掩埋起来。

彩虹森林博物馆展出的前鲵类（metoposaur）化石

定点发掘

我们还利用上午时间参观了实验室、库房、办公室。他们自己组装的修理支架很不错，能够在很大范围内移动，适合大型标本的精细修理。这里有一台三维打印机，并且有几个打印出来的模型。领队说当地学校一半孩子是原住民，有些由于文化的缘故不能触摸化石，这些模型可以用于让他们感知家乡的古生物资源。

每次的地质考察也是见识不同文化，结交新朋友的机会。我们停留的小镇只有5000人左右，有不少是原住民（印第安人）。这一带与墨西哥的文化很接近，西班牙语也是官方语言。大家有机会品尝了墨西哥风味的晚餐，见到很有特色的手工艺品。归途中领队建议我们换换位置，听不同的讲解，和不同的人聊天。通过历年的会议野外我确实结识了更多的各国朋友。

我们运气不错，野外刚结束就变天，当晚雷声轰鸣，下起了雨。23日冒雨基本准时返回阿尔伯克基，然后大家就各自踏上归程。随后几天通过邮件大家纷纷发表感言，对野外很是满意，也多谢三位领队的付出。

野外地点

一处表面散落的骨骼化石