辽西化石考察与化石修理——我的夏令营收获

王婧瑜

2018年7月16日至22日，我参加了“盛夏青藤——2018年化石科考夏令营”，亲手从辽西大地的化石宝库中发掘到了狼鳍鱼等古生物化石。一个学期过后，我又在12月26日带着夏令营期间采集的化石来到中国地质科学院，聆听了姬书安教授讲解关于热河生物群的相关知识，并在当天和第二天在王明时老师手把手指导下，亲手将两块狼鳍鱼化石修理出来。随后，我对两块狼鳍鱼进行了科学的观察和对比，结合对资料的查阅和姬教授讲解内容的理解，对与狼鳍鱼有关的一些地学古生物学问题进行了思考，得出了一些初步的认识。以下是我记录下来的整个科学实践的过程。

大王杖子村松林下的山坡

郑新芬女士劈开的石板，狼鳍鱼化石正负模赫然显现

林下土层覆盖着富含化石的地层

每一块石板里都可能藏着化石呢！

北昌营子村发现的狼鳍鱼化石

北昌营子化石点考察

7月17日，我们来到了夏令营的第一个化石考察地点，辽宁省凌源市大王杖子村。村后的山坡上有一片松树林，林子下面的土层覆盖有富含很多化石的地层。听带队老师讲解了相关知识和注意事项之后，同学们就分散开来开始了考察活动。我们带上棉线手套，用一个小铁锤子沿着岩石分层面将板状岩石撬开，如果里面有古生物化石，常常会沿化石所在的那一层整齐地裂开。当发现了满意的化石，我们在现场用棉花与柔软的纸将其包好放到密封袋中妥善保存，晚上回到住所对采集到的化石制作采集标识。

这里的狼鳍鱼化石资源比较丰富，各式各样的埋藏形态都有。郑新芬女士劈开的一块岩石两面暴露出如一个镜面般的狼鳍鱼正负模化石，呈长条形，平整地封存在黄白色的石板上，自身为土黄色，长约75mm，头部是全身最宽的地方，约为10mm；化石完整清晰，成为了我对其进行修复及研究的理想对象。我们在这个地点发现的狼鳍鱼可不仅仅是这一条，我还采集到一条可能是狼鳍鱼幼体的化石，长度约为30mm，宽约为5mm。

7月19日，我们来到了第二个地点，辽宁省阜新市北昌营子村。化石地点周围是一大片玉米地，附近还有白杨林。这里有着已被开挖过的约为1.5m宽，0.8m深的沟渠，里面有很多裸露的化石。在这里，我们发现了一块约为150mm长的石板，并成功劈开了它。这次的化石只包埋在一半石板上。这是一块灰白色的石板，化石约为65mm长，头部8mm宽，呈长条状并且微微弯曲，呈灰黑色。与在第一个地点采集的一对儿相比，这一条在体型上稍微逊色了一些，可是清晰度却比前一对高。

7月20日我们来到了这次考察的第三站，辽宁省北票市黄半吉村，这里丰厚的黑土地下面蕴藏着着距今约1.2亿至1.5亿年发育较完整的侏罗纪-白垩纪地层及其所含门类众多的化石，其中有举世瞩目的中华龙鸟，世界上最早的花——辽宁古果等等，北票因此被誉为“行走在化石上的城市”。

我们的考察地点在一个山坡上，未经过完全的开挖，所以很多化石还深深沉睡在岩层里。这里有大量的三尾拟蜉蝣和叶肢介，带队老师还发现了一条鲟鱼。

带着满满的收获，我们在7月22日结营回京。暑假即将结束，我带着对新学期的期望，尤其是对即将开始的化石研究的期待返回新加坡上学。

时光匆匆，12月26日，返回北京不久的我就来到位于北京百万庄大街26号的中国地质科学院地质研究所。姬书安教授热情地接待了我，并且结合他手边的图书资料，给我讲解了关于热河生物群的相关知识。

姬教授的讲解让我了解到，热河生物群（Jehol Biota）是生活在中生代晚期，分布于中国北方（尤其是河北北部、辽宁西部和内蒙古东南部）的一个中生代动植物化石群。这一生物群初始以“戴氏狼鳍鱼-东方叶肢介-三尾拟蜉蝣”为代表。辽西地区是研究热河生物群的经典地区，包括义县组和九佛堂组两套地层，共跨越约1800万年。这里保存了大量精美的化石，含20多个重要生物门类：脊椎动物包括有鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类等类群，无脊椎动物有腹足类、双壳类、叶肢介类、介形虫类、虾类、昆虫和蜘蛛类，植物则有轮藻以及各类陆生植物（含被子植物）等。

接下来，在两天时间内，在王明时老师的指导下我进行了3块狼鳍鱼化石的修复工作。

修复化石用到的主要工具：立体显微镜、微型电钻（用来打磨剔针）、剔针、镊子、小钢钎、毛刷、气吹、锤子、小刀、钳子以及稀胶（B- 72颗粒兑丙酮）。

修复化石的具体步骤：

清理化石

把化石小心轻放到工作台软垫上，使用毛刷轻轻刷过化石表层，便可以看到灰土被扫落下来。再用气吹对着窄小一点的缝隙吹气，使藏在里面的尘土也被吹出来。

黄半吉化石地点考察

鲟鱼化石的一部分

修复裂隙

在化石上面经常有在野外因为环境原因被破坏而形成的裂隙，这个时候要用被水稀释过的胶水（最好是502胶）粘合。首先要往胶水瓶口处套上一根细长的管，这样会比较方便地把胶水滴入狭窄的缝隙里面。把管口对准想要粘合的裂隙，滴几滴胶水就可以了。会看到胶水顺着缝隙把化石打湿，再等待2、3分钟就可以了。

剔化石

修理化石用到的一些工具：上排从左到右为显微镜、微型电钻和剔针；下排左边是镊子，中间有锤子、小刀和钳子，右边是气吹

一般剔化石先使用剔针顺着化石外缘进行围岩清理，刚开始使用较细的尖头剔针把周围坚硬的石头撬开，使得化石周围留下一道浅浅的沟壑。接着使用较粗的斜面剔针，用斜面去刮这道沟，这样就先确定了修复化石的轮廓和范围。

而我研究的这三条狼鳍鱼有它们的特殊性：

采自大王杖子的那一对鱼化石，由于挖掘出来时，化石轮廓比较清楚，仅仅使用比较细的剔针轻轻把覆盖在化石表面的围岩轻轻剔掉，从鱼尾开始，鱼头、鱼鳍、鱼骨一点一点让印痕变得更加清晰可见。

采自北昌营子的那一条鱼化石，挖出来的时候只露出了鱼尾，首先将剔刀沿着裂缝外缘放置，用小锤轻轻敲打剔刀，岩石脱落，漏出一条完整的鱼化石，同样按照前面剔化石方式完成。

涂稀胶

把稀胶（ B-72颗粒兑丙酮）均匀地用毛刷涂抹在化石的表面，有利于保护化石、防止风化、利于保存。

化石修理出来我就开始了科学观察和探究。记得在野外带队老师就曾经提醒大家，要对不同地点化石认真对比，找出那些不同之处，进而思考不同之处背后的原因。

任教授在讲解热河生物群的时候曾经介绍过，狼鳍鱼是分类上的一个属，这个属里包括好几种狼鳍鱼。我手头上修理好的化石正好出自两个不同的地点，看起来也似乎不尽相同，它们会是两个物种吗？

首先，两个地点的狼鳍鱼体型大小不同，但是这不能说明太多的问题呀！因为在我们生物世界里，同一个物种的个体体型大小本来就是有差异的，比如我们喜爱的宠物狗狗和猫咪，大大小小有各种体型；我们在市场买鱼时，不论是青、草、鲢、鳙还是鲷鱼、石斑，每个种类也是个体大小不一。

其他的差别呢？比如说北昌营子标本鱼头直直地位于身体的前部，而大王杖子标本鱼头和身子之间好像有一点向下弯曲。可是这似乎也不能作为它们不是同一物种的判断，因为它们生命结束前的活动姿态可能不一样，埋藏在地下的状态也可能不一样；同样，前者身体中部脊椎有些弯曲的原因也可能如此。至于鱼体背部骨骼的差别、鱼鳍表现出来的张合程度的差别，都有可能是埋藏状况不同以及暴露以后风化程度不同造成的。

但是在对鱼鳍进行仔细的观察时，我终于发现了二者之间的一点实实在在的身体结构上的差异，就是背鳍的位置不一样！北昌营子标本的背鳍与下面的臀鳍几乎呈对称生长，最前端的鳍骨几乎是从同一个脊椎椎体的位置分别向上后方和下后方长出；而大王杖子标本的背鳍位置明显比臀鳍靠后，最前端鳍骨对应的脊椎比臀鳍最前端鳍骨对应的脊椎后退了两到三个椎体。

我认为，这样的差异应该是解剖结构上的不同，可能是不同物种之间差别的一个重要组成部分。结合专家的指导和进一步的资料查询，我推测大王杖子标本属于戴氏狼鳍鱼，而北昌营子标本可能属于中华狼鳍鱼。

以上就是我通过一次夏令营所体验的一段科学探究过程。观察、实践、对比、分析、发现问题、寻找方法解决问题，真正的科学研究，就是经历无数个这样的循环而不断前进的。我的这段小小的探究经历虽然非常非常粗浅，但是亲历亲为的实践使我确实对科学有了超越于书本知识的深刻认识。

我在认真地修理化石

王明时老师仔细地指导我修理化石