在大地球挖小化石

高巾宁

翻开这篇文章的您想必拥有满满的求知欲吧？您充满好奇、善于思考，渴望从身边获取更多的信息，想了解宇宙的奥秘、自然的规律、世界的联系……您游历四方，参观了大大小小的博物馆。您因5.3亿年前徜徉于寒武纪早期浅海的千奇百怪的澄江生物群惊奇不已；在全长35米、伸长脖子就有六层楼高的马门溪龙化石“脚下”久久震撼；面对剑齿虎、猛犸象、恐鸟、鱼龙等史前生物感慨万千；小心翼翼地对比自己与元谋人或周口店人的差异……沉浸在这些令您眼花缭乱的化石中时，您是否产生过这样的疑问：“化石是如何被发现和挖掘的呢？我也可以挖到化石吗？”别急，继续往下阅读，我将带给您从准备工作开始的“一条龙”式化石发掘体验。

行前准备

常言道，磨刀不误砍柴工。这在化石的发掘中更甚。若没有充分的行前准备，在野外将很难开展相关工作。

如何在大大的地球上寻找到小小的化石呢？首先需要阅读大量文献，积累经验。如果您对恐龙感兴趣，那么中生代的地层就应该是您重点关注的对象。确定了研究对象和年代之后，就可以对照着地质图和卫星地图来寻找对应的地层露头或剖面，并通过文献了解区域大地构造、古地理背景、地层层序、接触关系等。接下来要需要重点解决的就是繁复的文书工作了。在我国，具有科研价值的古生物化石受到法律保护，是禁止私自挖掘或买卖的。只有因研究、教学、科普及抢救性保护的需要方可挖掘化石，并需要得到地方政府的批准。读到这里，您的热情是不是被浇了一盆凉水呢？尽管能亲手挖掘化石的机会对普罗大众来说似乎不太多，但通过了解古生物学家的工作、认识化石从“埋山山”的“废土”中掘出的石头疙瘩变得像博物馆展品般光鲜亮丽的过程，也不失为一场有趣的“云探险”吧（图1，图2 ）。

图1 在美丽的自然中探索（云南省玉溪市，盛家瑔 摄）

图2 地层剖面（云南省玉溪市，盛家瑔 摄）

对了，赤手空拳地挖掘也不太现实，那么，打开背包，咱们上装备（图3）！首先就是鼎鼎大名的“地质锤”了，除了敲石头、刨土，关键时刻它还可以充当野外的救命法宝（比如：在陡坡上搜寻化石不慎踩滑，不用担心摔下数米后落个鼻青脸肿，小锤一挥凿入峭壁就能在紧要关头急刹车了）。野外记录簿和化石标签并列为第二重要的装备，它们肩负着承载信息的重要任务。要知道，缺少原始产出信息的化石会给研究添加极大的难度。另外，标本袋、胶水（502、PVA等）、刷子、比例尺、放大镜、石膏（及石膏绷带）、卫生纸、麻袋片、筛子、平头螺丝刀、凿子、罗盘等也必不可少。若是涉及到大型挖掘现场，便要动用挖掘机、切割机、发电机、电镐等大型工具。可想而知，能用到这类工具发掘的一定都是庞然大物。最后还要准备个人物品：防晒衣帽、足够的饮用水、防水登山鞋、手套、护目镜等。再集体备一个小药箱，也就差不多了。选择一个“良辰吉日”（最好是旱季农闲时期），开上越野车，咱们就出发吧！

图3 野外工具展示（高巾宁 摄）

寻找化石

在野外找化石有几种不同的方法，但大体可以分为两类：在较为成熟的发掘地区内“找线索”和在鲜被探索的地方“碰运气”。

最常见、效率最高的方法就是在化石发掘活动较为成熟的地区进行发掘了。如果前人已经在该地区发现过化石，那么我们就可以沿着其被发现的层位在周边搜索。若能得到其他具体的线索更是锦上添花，如笔者遇到最多的情况——从老乡那里得来的线索（“苏老板家果园后面看到过化石”“越过这座山，坟头儿那边多到可以被化石绊倒”“养猪场下面的山谷里暴露出来一大截化石，你们赶紧去看看！”等）。我们很喜欢听到老乡说这样的话。因为每下过一次雨就可能有新的化石露头被冲出来，从小生活在当地的老乡比我们更能发现这些新冒出来的东西（图4），像著名的孔子鸟就是由辽宁的一位农民发现并上交的。当然，这些老乡的话也不一定完全靠谱，比如上文中的“坟头儿”我们搜寻了两个下午都没找见，别说是被化石绊倒了，连化石碎片都没见到一个。不过这并不影响我们继续热情且不知疲惫地向老乡打听这些长得奇奇怪怪的石头。有时，登门造访一些“民间收藏家”并询问其藏品的出处也不失为良策。

图4 为我们指路的李师傅

就如偌大的世界总有许多新的地方等着我们去冒险，世界上鲜被探索的地方仍不在少数。若要在鲜为人知的地方进行考察，坚定的信念、细致的观察、幸运女神的眷顾这三者缺一不可。比如现在被认为是鱼类和两栖类过渡物种的提塔利克鱼（Tiktaalik）就是这样被发现的。一代代科研人员怀着好奇，不畏艰险地探索，让这门探寻地质历史的学科不断绽放出新的光彩。

笔者的经验主要是在曾经发现过化石的地方搜寻。这也不是件轻松的工作，需要先在行驶于颠簸崎岖山路的越野车中坐上一段，然后每人背上三瓶矿泉水以及地质锤、刷子、胶水、标本袋和标签翻山越岭。到达植被稀少的目标地层（图5）后，弓起身子，开始顶着太阳面向大地搜寻。想要找到化石，首先要能够分辨和认识化石。它们中有些虽混在石头堆中，看着土里土气的，但因具有明显的动物骨骼结构形态特征而易于被分辨出来，比如椎弓、爪尖、肢骨两端，就像是在满地的砂砾里找小颗小颗黑乎乎的钻石原石。如果不确定找到的是否为化石，那么可以用小刷子清理一下表面，看看有没有骨皮（我们通常用“骨皮”一词来形容骨骼表面泛着骨质光泽的部分，通常是白色且具小孔状的生物结构。大家在啃完鸡腿后仔细观察剩下的那根骨头，那些看似光滑洁白的地方也隐藏着玄机。试试看自己能找出多少它与石头的差别），或者简单粗暴地用地质锤一敲两半，观察断面是否有海绵状的骨松质结构（图6）。要是确认了是化石，就再用胶水将其重新拼合起来。若想寻找小动物化石，就更要仔仔细细。通常需要趴在地上，一块一块地捡起身下的石子寻找蛛丝马迹。附近有小河的话，还可以带上些沉积岩碎屑来一场“浣溪沙”（stream wash，即用水流淘洗），将沉积物铲入网筛并在水中淘去泥沙。运气好的话，就能从里面捡出“闪闪发光”的骨头化石或“亮晶晶”的牙齿化石了。一上午的忙碌过后，我们会在挖掘地周围用树枝搭起一个简易的草棚进行野餐。席地而坐，躲避太阳炙烤的同时和伙伴们聊聊天，在自然中享受这份闲适（图7）。

图5 寻找化石的裸地

图6 骨松质（张琳杰 摄）

图7 搭起草棚野餐（云南省玉溪市，盛家瑔 摄）

挖掘工作

在开挖之前，先来学习一项基础工作吧。用规定的符号和图文将信息记录在野外记录簿（简称野簿）上，是每一位地质人的必备技能。作为野外工作的第一手资料，它既能很好地记录野外工作的信息，也方便给以后来相同地点勘察的同行参考。在右边的页面上可以记录出产化石的沉积岩的岩性、层位、产状等信息以及对化石的初步鉴定结果，而左边的小方格页可以充当比例尺，主要用于绘图（图8）。

图8 野簿平铺展示（高巾宁 拍摄记录）

我们在野外发现露出岩石的化石边缘并进行野簿记录之后，就可以进行挖掘了。本文主要介绍在陆相沉积物中对较大个体的脊椎动物进行小型人力挖掘的活动。首先要在距发现的化石边缘稍远的地方下锤，开辟出一个工作的平台或者圈。靠近化石的位置改用平头螺丝刀或锥子小心地慢慢推进，不时用毛刷清理，找到化石的边界（即化石与围岩的接触线）。细心找到边界是至关重要的一步，因为接下来就可以沿着边界走向来挖，并大致推断出化石整体的大小了。随着时间的推移，化石露出的部分越来越多。当能大致辨认其形态时，我们就可以根据化石的情况选择直接取出化石或将其包进石膏。在挖掘过程中出现新鲜的断面时，要立即用胶水封住，防止氧化。出现风化或易碎的情况时，也要及时打胶加固。我们采用PVA（聚乙烯醇树脂）对化石进行保护。

对于如恐龙等大型动物化石，我们一般会制作“皮劳克”。皮劳克在俄语中是“石膏包”（图9）的意思，据说是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所早年组织一次多国联合科考后代代相传的叫法。皮劳克可以在运输过程中对化石起到极好的保护作用，制作也不复杂。先将岩块上露出化石的地方糊满卫生纸，淋上水，压实边边角角作为保护；然后拿出浸泡在石膏糊中的剪好的麻袋片，一层层包裹，同样要确保压实，避免化石与石膏包脱离；最后将剩余拌好的石膏均匀抹上，第一面就完工了。待其干透，将皮劳克下面的基岩凿成倒三角状，沿四周锤入铁锥。几人齐心协力将它翻面并重复上述工作，最后标上产地和序号等信息就大功告成了。有时我们也会“偷个懒”，对于整体不大但需要石膏保护的化石，可以用现成的石膏绷带进行包裹。对于个头小的化石采用卫生纸包裹的方法，既可以去湿，又可以防止装入同一标本袋的化石相互碰撞、产生磨损。这样挖回来的化石，经过专业人员的修理和古生物学家的研究、鉴别，就变成了您平时在博物馆见到的精美的化石展品了。

图9 标本室里的石膏包

结语

化石，这死气沉沉的石头，生动地向人们展示了生命演化的历史，不停地吸引着社会各界惊奇的目光。行文至此，笔者不禁产生这样的遐想：如果我死后没有被火化，那么随着时间推移，埋下的骨头空隙恐怕会被沉积物慢慢填充、矿化；经数亿年后，地壳抬升、围岩风化，变身化石的“我”重见天日，是否会成为被地球下一个文明所津津乐道的“史前碳基生命”？到时候，又是谁会写下一篇题为《在大地球找小人类》的科普文章呢？