湖北省远安县国家重点古生物化石产地调查及潜力分析

2019-06-21李姜丽邹亚锐

资源环境与工程 2019年2期

陈刚, 赵璧, 李姜丽, 邹亚锐

(湖北省地质科学研究院,湖北武汉 430034)

自1959年湖北省地质局第五地质大队在远安县望城岗发现第一块海生爬行动物化石以来,在远安境内陆续发现了大量的海生爬行动物化石。这些化石分布集中、类型丰富,目前已发现命名的有3目9属10种,其中以湖北鳄类为主,伴有鱼龙类和鳍龙类。这些化石的模式标本,只有少部分是原地采集外,大部分都是在当地采石或生产活动中发现的。各类化石在地层柱中的位置长期存疑。大多数研究者认为化石集中在早三叠世嘉陵江组灰岩段的顶部,分两层分布,但类群在地层柱中的分布都说不清楚，这严重影响了远安动物群化石的研究进展。

1 寻龙之旅

1.1 2003年前

此阶段远安海生爬行动物化石,多是在民间采石、盖房等生产活动中发现,出土的化石多为民间买卖、收藏,少数为博物馆收藏(照片1、照片2)。除1959年发现的远安贵州龙被正式定名外[1],还有当时不被学术界承认的由李酉兴定名的二件化石原料[2-3]。再没有其他经权威机构正式命名的化石了。

1.2 2003—2012年

2003年远安县会同宜昌地质矿产研究所在张家湾王家棚开展了海生爬行动物化石的科学性试剥露,剥露面积80 m2,剥露化石层总厚度约1.7 m,发现化石都为湖北鳄类,还发现了除已知南漳湖北鳄、孙氏南漳龙外的多种化石,如似湖北鳄类、卡罗尔董氏划桨龙等。除取走了部分化石用于科研外,现场还保留有九条完整或基本完整的湖北鳄类化石,并建有保护屋予以保护。

其间随着《古生物化石保护条例》和《古生物化石保护条例实施办法》的施行,民间买卖逐渐转向民间收藏,实际出现的化石品种远超出已定名品种,如鱼龙化石等。

照片1 民间收藏的尚未定名的鱼龙化石Photo 1 Unnamed ichthyosaur fossils in folk collections

1.3 2013—2018年

本阶段是远安动物群化石的发现并进行科学研究的发展阶段。化石新种被不断发现和命名,张家湾巢湖龙、长形似湖北鳄、短脖始湖北鳄、三峡欧龙、卡罗尔董氏划桨龙等出现在国内外学术期刊上,成为化石新种发现和发表最多的阶段[4-6]。

照片2 民间收藏的尚未定名的化石Phtot 2 Unnamed fossils in folk collections

1.3.12013年

2013年,在申报国家重点古生物化石集中产地的调查工作中,发现新老化石产地12处,其中在远安映沟采坑分别采集到了湖北鳄类躯干,鱼龙类头部和鳍龙类印膜(照片3、照片4),证实本处集中产出了远安地区三大类海生爬行动物化石。

照片3 2013年映沟采坑发现的鱼龙头部化石Photo 3 Fossil head of ichthyosaur found in Yinggou mining pit in 2013

照片4 2013年映沟采坑发现的远安贵州龙化石印膜Photo 4 Fossil imprinting membrane of Guizhou Dragon Fossil found in Yinggou Mining Pit in 2013

1.3.22014—2017年

2014—2015年的化石保护规划中,提出了在映沟和王家棚保护屋外围开展海生爬行动物化石系统科学剥露的规划方案。

2016—2017年分别在映沟杨家冲采坑和王家棚保护屋外围开展海生爬行动物化石试剥露。其中映沟杨家冲采坑剥露深度达5 m(化石层),王家棚保护屋外围剥露深度约1 m(化石层),采获湖北鳄类化石近30件和许多碎片(照片5),但均未获得鱼龙类和鳍龙类化石。鉴于映沟剥露地的下一个开采平台上曾采获鱼龙头部化石,因此一致认为:鱼龙应位于下部未剥露地层中。

1.3.32018年

根据前期的工作情况,在2018年开展了映沟含化石地层的剖面测制工作。在此过程中,在原剥露平台下,一个采石平台边部基岩中发现了一具比较完整的鱼龙化石(照片6),证实了以前鱼龙在已剥露层以下的猜测是正确的。同时从采坑顶部至底部,先后发现了厚薄不等的五个含化石或化石碎片的层位,突破了原认为化石仅分布在上部的局限认识。但遗憾的是,下部三个层位中的化石碎片无法确认化石种类,还不能有效地进行生物地层学研究。

照片5 修复的2016年剥露获取的湖北鳄化石Photo 5 Rehabilitated Hubei alligator fossils from exhumationin 2016

照片6 2018年映沟采坑发现的鱼龙化石 Photo 6 Fossils of ichthyosaur found in Yinggou mining pit in 2018

2 今后工作建议

近60年来,远安海生爬行动物群化石尽管时有新的发现,但其组合关系、共生关系及其在地层柱中的确切位置,在实际中并没有得到明确的答案,大部分结论是建立在推测的基础上。其真实状况只有在系统剥露的基础上,通过多学科协同研究才能取得明确的答案。但这需要充裕的时间、充足的资金和足够强大的科研实力来保证,其探索之路尚任重而道远。

2.1 系统科学剥露工程

若要揭示远安动物群的真面目,科学系统地剥露显得十分重要。但化石的无序发掘,不仅形成对化石的破坏,还往往严重破坏当地的生态环境。只有在全面评估的基础上,开展科学系统地发掘,才是保护和利用化石资源的最佳途径。

2.1.1系统剥露地的选择

建议选择映沟杨家冲采坑,作为远安海生爬行动物化石系统剥露地和远安动物群今后长远研究的标准剖面所在地。理由如下:

(1) 这儿集中产出了远安三大类海生爬行动物化石。已有调查结果证实,本处是含化石地层层序最连续完整之地,并且在远安地区已知12处海生爬行动物化石产出地中,唯一一处同时产出远安三大类(湖北鳄类、鱼龙类和鳍龙类)海生爬行动物化石的产地,对这里的剥露,最有可能搞清这三大类动物之间的生态关系及起源等复杂问题。

(2) 具有最佳的发掘条件。原采坑的台阶式开采,为地质工作者提供了几个挖掘平台和良好的出碴口,利于发掘。岩层微内倾,挖掘时也不会引起顺层滑坡。

(3) 最小的生态破坏代价。原采坑陡壁和碎石已成为形成次生地质灾害的因素之一。在采坑上进一步剥露,不仅不会加剧地质灾害的发生,而且采用台阶式循序剥露,会降低原采坑的采壁坡度,增加岩壁的稳定性,降低次生地质灾害发生的可能性。剥露地的后期建设和生态恢复,会大大改善当地的生态环境。

2.1.2剥露工作

(1) 剥露目标:揭露化石层顶、底板,理清含化石层、含化石碎片层、无化石夹层岩性组合特征、结构构造、沉积—成岩特征、不同类型海生爬行动物在地层柱中的正确位置。为进一步研究远安动物群组合及演化、沉积和生态环境，进一步开展科学研究、科普宣传、科普旅游打下基础。

(2) 剥露方式:在原采石平台基础上,原则上以30～50 m2为一个挖掘平台,各台阶间高度差不超过2 m,从上往下连续逐层剥露。预计剥露台阶20～25级,总石方量1 600～2 000 m3。

(3) 做好详细的编录采样工作:以单层为单位,进行顺序编录。详细记述岩层颜色、厚度、矿物成分、结构构造、层面特征、层间接触关系。含化石情况、化石类型与特征、保存位置等。采集各类测试样品,为生物地层、岩石地层、化学地层等研究做准备;为原地建设保护馆保留好化石资源。