为神奇的恐龙涧撑起“保护伞”——山东诸城大规模原址埋藏恐龙化石保护的实践与探索

牛 涛 孙业君 崔卫生

皇龙沟恐龙足迹群 （供图：诸城市恐龙文化研究中心）

作为世界上规模最大的恐龙骨骼化石集群埋藏地，山东诸城恐龙涧化石长廊和化石隆起带，产出巨型山东龙、巨型诸城暴龙、诸城中国角龙、意外诸城角龙、诸城中国甲龙等10余个恐龙新属种。恐龙涧是一个令无数人惊奇并着迷的地方。来自五湖四海的人们带着热切的憧憬和无穷的追问，从四面八方汇聚到山东诸城，赶往这个神奇的地下长廊，一睹亿万年前那个失落的世界，领略遥远史前时代神奇巨兽的风采。

可是，那些出土的恐龙化石呢？它们是否也愿意敞开怀抱迎接来自五湖四海的人们？或许，它们也愿意向全世界好奇的人类展示自己神秘的力量和远古的雄姿，可是问题来了：谁来保护它们？如何保护它们？

很多人或许不会意识到这些，会说“它们也需要保护吗”。其实，它们是需要保护的——非常需要。而且，比起把它们从地下挖出来，保护好它们是一项更大的挑战。

脆弱的化石 科学的保护

恐龙化石是脆弱的。它们庞大的肉体已经被大自然毁灭了，骸骨则幸运地被大自然收藏进地层深处，躲过了灰飞烟灭、化为尘土的命运。可是，一旦被重新发掘，重见天日，这些恐龙化石就要再次面对大自然风霜雨雪的无情侵蚀。因此，当恐龙涧化石长廊抖落亿万年沧桑，一朝脱离了土地神的庇护投入现代人类的怀抱，它就向今天的人们提出了苛刻的保护要求。这样的要求或许会让我们感到棘手甚至不知所措，但由此引出的忧思与困惑，却无法避免。

臧家庄化石层叠区 （供图：诸城市恐龙文化研究中心）

山东省地质环境监测总站技术人员对恐龙涧化石进行监测（供图：诸城市恐龙文化研究中心）

尽管在恐龙化石保护上有不可回避的困难与无奈，但我们必须明白一点：恐龙化石从地下发掘出来，就面临着自然风化或人为破坏的问题，我们必须不惜一切代价把它们保护好，这是一种责任。要做好恐龙化石保护，不但要防止人为因素对它的破坏，而且要防止自然因素对它的损害。后者比前者更难，因为环境因素，如气候变化、阳光照射、空气污染、地下水侵蚀等自然破坏力，会导致化石风化。

就恐龙涧化石长廊的情况而言，根据对恐龙涧化石长廊数年的监测结果可知：下雨或下雪的异常天气，都会使恐龙化石长廊内的湿度相对上升10%以上；而在正常天气下，阳光的照射可导致恐龙涧化石长廊内的温度在短时间内上升15℃以上，湿度却相对地下降10%以上。温湿度的巨大反差和迅速变化，会导致化石内部膨胀，进而导致化石干裂、粉碎，同时，对修复环节中起到粘结化石碎片作用的环氧树脂胶也会造成极大的损伤，缩短其有效寿命并削弱其应起到的关键作用。另外，光线中的红外线能导致标本表面温度升高、湿度下降，使化石内部的应力发生变化，促使风化作用加快；紫外线有光化和光解的作用，尤其对高分子材料组成的加固剂有强烈的破坏作用。同时任何可见光都会对物质的色彩造成损害；湿度过高或过低都对化石标本保存不利。

恐龙涧化石长廊下面的地下水对化石保护的威胁也很大。专业勘测结果表明，恐龙涧区域内的地下水埋深6 米，由于化石长廊开挖至地面以下10—12 米，化石埋藏层低于地下水位，所以在化石坡面会出现地下水渗出现象，对岩层和埋藏化石具有一定的侵蚀作用，再加上长廊内温湿变化（特别是冬季冻融）会加剧化石风化，对化石保护极为不利。

由上可知，令人困扰的问题是多方面的，具体表现为恐龙化石长廊的防雨雪问题，空气、紫外线、温湿度对化石的腐蚀问题，地下水对恐龙涧化石长廊的威胁问题，等等。对此，诸城市上下——从领导者到普通化石保护人员，都在为恐龙化石的保护献计献策，不断探索。自恐龙涧被发掘以后，诸城市接连完成了恐龙涧化石长廊防护棚工程、防水工程、加固工作以及环保研究工作。这些长期的、多方位的、多层面的探索和实践，使整个恐龙涧化石长廊的保护工作在深度和广度上不断地向前推进。恐龙涧化石长廊原址埋藏着世界上规模最大的恐龙化石群，保存化石近万块。如何对其进行有效的保护，使更多的游客能够亲眼目睹这个令人震撼的奇观，显得尤为重要。为了解决这个难题，诸城恐龙化石保护人员进行了不懈的努力。

首先，保护人员进行了勘察试验，以弄清威胁化石安全的因素。诸城方面先后委托青岛地质工程勘察院、山东省水利勘测设计院等单位，对化石区进行水文、地质、岩土工程等方面的勘察，取得了第一手资料，为保护工作提供了数据支持；同时，在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所专家的指导下，选择不同的温度条件、湿度条件和保护材料，开展化石风化试验，通过试验对比找到了化石风化的主要诱因和能保护其不受风化的最佳保护材料，为针对性采取化石保护措施提供了重要支持。为消除水对化石的威胁，工作人员在勘测结果的基础上，于恐龙涧四周修建地下挡水墙。他们在地下水丰富的恐龙涧南侧、东侧开挖并建设了深15 米、宽3.5 米的混凝土防渗墙，内侧地表铺设防渗膜（“两布一膜”），外侧底部埋设排水花管，将地下水挡在外边并排放到西侧涓河。恐龙涧北侧、西侧则通过灌浆建设挡水墙，挡水墙内配套建设集水井及自动抽水设备，及时排出化石区内蓄存的积水。在温度控制方面，除通过场馆、保护棚保温外，冬季运用防水薄膜、毛毡、草帘等保温材料，对原址埋藏化石进行遮盖保护，起到了较好的保温控温效果。

其次采用先进材料，选择合适时机，对化石进行加固保护。在反复试验的基础上，采用国际上先进的环氧树脂石材封闭胶加固保护化石。该胶是一种具有高渗透性和强黏结性、耐腐蚀、耐高温、清透不黄变、环保无毒害的高分子复合材料，能封闭化石表面微孔，使化石不风化、不褪色、不失光、更自然。而化石加固的时机以气温24℃左右为宜，在化石及围岩干透的情况下，采取一次性饱和加固的办法，能最大限度地发挥保护材料的作用，增强保护效果。

恐龙涧防水工程（供图：诸城市恐龙文化研究中心）

攻坚克难 做成典范

经过多年的努力和大量的实地研究，诸城市攻克了恐龙化石保护的一道道难关，将占地1 万多平方米、保存近万块恐龙化石的原址埋藏地保存得异常完整，这是古生物化石保护史上的一大创举。恐龙涧化石群的成功保护，是诸城恐龙化石保护工作整体实力的集中展示，是现代科技对大自然的一次成功挑战，是对恐龙化石保护人员孜孜以求、不断探索精神的最高奖赏，引起了国内外的广泛关注。

2012 年，刚刚成立不久的国家古生物化石保护专家委员会在诸城召开了恐龙化石保护咨询会，中国科学院院士刘嘉麒、周忠和，以及来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国地质科学院地质研究所、中国地质大学、北京大学、北京自然博物馆、重庆自然博物馆、国家古生物化石专家委员会办公室等相关部门和单位的20 多位专家出席会议。咨询会期间，与会专家先后到恐龙涧化石长廊、臧家庄化石层叠区、皇龙沟恐龙足迹群等地质遗迹保护现场实地察看，并专门听取了诸城市政府及有关技术单位关于恐龙化石保护的工作汇报。会上，与会专家对诸城恐龙化石保护取得的成绩给予了高度认可。

经环氧树脂封闭胶处理过的化石 （供图：诸城市恐龙文化研究中心）