石破天惊“万卷书”

吴胜明

山旺国家地质公园位于山东省中部的临朐县，一般读者对这个名字很是陌生，然而，这里却是所有学地学的人心中的“圣殿”，被誉为鲁中大地上的“化石宝库”，这就是山旺标准的地质剖面。

这处地质剖面位于一座名叫角岩山的小山包上，这个小山包从上到下，就像用刀切西瓜一样被“切开”了。角岩山的地质剖面明显地分为四层。最上面薄薄的一层，已经风化成土壤，上面生长着庄稼和树木花草；紧接的第二层是十分明显的由火山作用形成的玄武岩层；第三层是最厚也是色彩最鲜艳的一层——硅藻土层；最下面一层为砂砾岩。

硅藻土与其他任何岩石都不同，十分好认，就像“千层饼”一样，一层一层的，每层都很薄，薄到只有几毫米，只要用小刀轻轻一撬，便会一片一片整整齐齐地剥落下来，里面往往含有精美的化石。这情景，就像一页页地翻看着一本天然的“动植物画册”。这画册相当的精彩，既有动物，又有植物。动物中有大型的犀牛、鹿，也有小昆虫如蜂、蜻蜒等；植物中不仅有叶子，还有花和果实。所以，当地人给了它一个非常贴切动听的名字——“万卷书”。

硅藻土：孕育古生物的摇篮

山旺地区在1800万年前是一个典型的淡水大湖泊，湖水稳定，不深，水中生活着大量的硅藻。硅藻是一种生活在淡水湖泊中的单细胞低等植物，其细胞壁是由硅质和果胶质组成。硅藻死亡之后大量堆积于湖底，形成造岩的主要物质基础，死亡并沉积的硅藻由胶结物胶结后形成层理非常清晰的硅藻土层。由于硅藻土十分细腻，对化石的保存十分有利，所以许多微细构造都被其清晰地保存下来，这在其他岩性的地层中是不可能的。

山旺角山岩中的硅藻土最早是作为一种非金属矿产来开采的。硅藻土可以作为硫酸工业的催化剂载体、工业用吸附剂、填充剂等。在采石的过程中，人们发现了大量的化石。据《山旺县志》记载：“老山东南五里俗传山麓溪边有特别产物，曰‘万卷书，自地平面掘取极易。其质非土非石，平整洁白，层叠若纸，揭视，内现黑色花纹，昆虫、鱼、鸟、兽……花卉诸状态”。

山旺发现的动植物化石不仅数量大(仅保存在山旺博物馆化石库中的就达万件以上)，种类也多，有10多个门类600余种动植物化石。植物化石有苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物；动物化石有昆虫、鱼、两栖、爬行、鸟和哺乳动物各类。

壮观的哺乳动物化石群

中新世是哺乳动物进化史上最重要的时期之一。在中新世，哺乳动物中约有一半的科目兴起，也有相当一部分古老的科目灭绝了。我国最早发现的中新世化石点是内蒙古的通古尔产地，代表着晚中新世动物群。我国发现的第二个中新世化石产地便是山东的山旺。山旺至今已发现的哺乳动物包括17个属18个种，其中以草食性的偶蹄类为最多，保存也最好，特别是柄杯鹿。

从化石形态来看，这些鹿都很生动，呈现出各种各样的奔跑姿态，仿佛还在草地上驰骋。从复原出的模型看，这种鹿的大小与山羊接近。头上的角最有特点，掌状分支呈柄杯型，终生不蜕换，这在鹿的家族中是少见的。它的形态特征很可能与现代的毛冠鹿和麂属最为接近，角可能是作为武器使用的。它在与具有季节性蜕换鹿角的类别竞争中失利，因而在第三纪的上新世之前便趋于绝灭。

在山旺化石博物馆，人们还能见到一头小巧玲珑的熊化石。它的腰部能弯成较大的弧度，而四肢细弱、灵巧，有一个较长的类似今天猴子的尾巴。但它不是猴子，而是和今天四肢粗笨、头大尾短的食肉哺乳动物“熊”是一个科的。古生物学家的分类不是看“个头”，主要是看“牙齿”。它的牙齿有臼齿，很粗壮、很原始，齿冠扁长。据此，古生物学家将其定名为“东方祖熊”。它是该属中已知的个体最小的种。现代大个的熊、白熊、黑熊、棕熊等有一部分就是由东方祖熊进化而来。

在20世纪70年代，从山旺化石中居然发现了一块保存完好的蝙蝠化石。蝙蝠虽属哺乳动物，但其化石很不容易保存，而山旺的这块蝙蝠化石不仅轮廓清楚，就连那翼手类特有的翼膜也被保存了下来。当时只发现了这一块标本，据地质图看周围没有石灰岩(蝙蝠是群居的，而且主要生活在石灰岩形成的洞穴之中)。1977年，著名古生物学家杨钟健鉴定后认为，这只蝙蝠并不生活在这里，而是“似乎迷失了路，飞到这个地方的”。因此他将它定名为“意外蝙蝠”。从此可看出当时已是80高龄的杨老的幽默。另外值得一提的是，正是1935年杨钟健的到访考察，标志着山旺化石研究的正式开始。

随着时间的推移，到1987年时人们又在距山旺化石产地以西2千米的上林地区发现了大面积的石灰岩，等于为“意外蝙蝠”找到家了。此后又不断有蝙蝠化石被发现，这样“意外蝙蝠”就不再意外了。山旺的哺乳动物化石是壮观又丰富的，但奇怪的是，至今在山旺地层中尚未发现牛羊类和灵长类的化石，这一“意外”又等待着古生物学家去解答。

生动的昆虫化石与完美的植物化石

昆虫是现存动物中最大的一个类群。在地球全部100多万种动物中，昆虫占80万种。昆虫属于节肢动物门的昆虫纲，它和同属节肢动物门的蛛形纲(蜘蛛、蝎子)、多足纲(蜈蚣、马陆)以及软体动物门腹足纲中的蜗牛是地球上最早大批登陆的动物。最早登陆的昆虫没有翅。翅的产生是昆虫进化道路上的重大突破，为整个昆虫家族的繁荣昌盛奠定了基础。

昆虫的发展和进化是与植物紧密相联的，有什么样的植物就有什么样的昆虫。从石炭纪末到二叠纪，地球的气候由炎热潮湿变成寒冷干旱，植物界开始从蕨类植物向裸子植物过渡，促使昆虫从不完全变态(卵、若虫或稚虫、成虫三个阶段)向完全变态(卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段)转化发展。现代昆虫的绝大部分的目如脉翅目、长翅目、毛翅目、鞘翅目，就是在二叠纪开始出现的。到了中生代的白垩纪，植物中有花的被子植物的花粉和花蜜给昆虫提供了理想的食物，这时候鞘翅目(甲虫类)昆虫，其次是双翅目(蝇类)和膜翅目(蜂类)昆虫起到了传粉的作用。进入新生代后，合瓣花大量出现，花冠连成长管，身体稍大的昆虫采蜜就比较困难了。这时候，有长吻鳞翅目(蝶类)和膜翅目(蜜蜂和胡蜂)便成了主要传粉的昆虫。

山旺的昆虫化石丰富，目前已作出鉴定的达到12目84科221属400种，其中的膜翅目占绝对优势，鞘翅目步甲类也很丰富。连最易腐烂、最不容易保存的翅居然也能够在此保存下来。在这里看到的双色大叶蜂、扁肿毛蚁、山旺木蚁等的翅膀都是形态生动的化石，都呈现出展翅高飞的姿态。临朐蚁化石就像真的一样，1800万年啊，这么小的生灵居然能“毫发不损”地保存成为化石，这难道不是一个奇迹吗?

山旺的植物化石同样门类齐全，数量丰富，保存完好，可以

细分为三大类：植物、硅藻、孢子花粉。

山旺的植物化石绝大部分都是以叶子的形式保存下来的。这些叶子保存得很好，有不少能见到清晰的叶脉。例如彩叶槭的叶子，忍冬的叶子、大叶板栗的叶子、翁格榉的叶子、桑树的叶子、拟银鹊树的叶子以及北海油杉的叶子等。其中还能见到植物的果实与种子的化石，例如能看见胡桃、枫杨的果实。这里的化石中还能见到最易凋谢的花，在已发现的“大萼始苹果”和“似槐蓝蝶形花”中，甚至可以见到雄蕊和雌蕊。像这类完好的花能保存在地层成为化石，举世罕见。

山旺被定格在1800万年前的那一天

山旺化石的生动造型给人留下深刻难忘的印象。植物化石能见到树叶、叶脉、果实、花甚至雄蕊、雌蕊或花萼；鱼化石中居然可见游动的鱼群；蝌蚪化石同齐白石画的摇头摆尾的蝌蚪一模一样；几十只柄杯鹿大都保持着奔跑的姿态或者还在吃草饮水……

山旺的化石为什么如此丰富如此生动呢?这些化石是如何形成的呢?据笔者考察，这是火山突然喷发造成的。这火山喷发是一场突如其来的灾害，动植物都不能幸免于难。有两个有说服力的证据：一是硅藻土之上紧接着地层的就是第四纪的火山喷发形成的玄武岩地层；二是山旺村实际为一个盾状火山包围的盆地，其中最高的盾状火山是尧山，海拔为405.5米，它的玄武岩的柱状节理和火山球都发育得很好。附近擦马山的盾状火山地貌更是典型，其他如灵山、黄山的火山现象也比比皆是，

正是这火山大规模的喷发，不是一座，而是几座甚至十几座先后或同时喷发，火光、蒸汽、熔岩流、火山弹、火山灰等等一齐射向天空，然后一齐向山旺湖汹涌而来，导致绝大多数生物还没有反应过来就被掩埋了。现在科学家普遍认同的是，在生物的进化中既遵循达尔文提出的“渐变论”，但也不能排斥“灾变论”。有人统计，从距今5.7亿年的寒武纪以来，全球明显的生物灾变事件有15次之多，公认的有4次：“奥陶大绝灭”、“泥盆大绝灭”、“二叠大绝灭”、“白垩大绝灭”。最早提出“灾变论”的法国学者居维叶就指出，“地球上的生命进程曾多次被可怕事件打断”，“大多数的这种灾变是突然的”。20世纪50年代，德国学者兴德沃夫又提出了“新灾变论”，认为灾变现象普遍存在于事物发展的整个过程中，是宇宙和地球演化、生命演化的一种基本现象，对新事物诞生和旧事物死亡起着主要作用。

火山的喷发对山旺湖及其附近的动植物种群来说是毁灭性的，然而，正是这场灾难的突然降临，使我们有幸见证1800万年前那活生生的一幕，它们中的一些种类得以繁衍至今，还有一些早已湮没在进化历史的长河中，只有化石记载了它们曾经存世的证据。

在山旺国家地质公园的核心，也就是临朐县上林镇的“山旺古生物化石博物馆”中，即将为参观者还原1800万年前的生态环境：在一派温暖湿润的气候条件下，水草肥美的山旺湖中生长着多彩的藻类和多种鱼类，草地上鹿群游荡，花丛中昆虫穿梭，天空中鸟类振翅飞翔，其中就有以山旺命名的山旺山东鸟……在此还要提一下，山东山旺国家地质公园的大门设计也是别具一格的，其外形仿佛是一本已经打开的“万卷书”，含义贴切深刻。人们走进这座国家地质公园，就仿佛打开了一部地质学上的“万卷书”，细心地去阅读它、体会它、品味它，就会发现其乐无穷。(文章代码：0231)

责任编辑庞云