恐龙骨架化石的陈列展示

张伟 李锐 陈立 皮洪军 郝宝鞘

（自贡恐龙博物馆侏罗纪地层与古生物研究中心，四川 自贡 643010；川渝共建古生物与古环境协同演化重庆市重点实验室，四川 自贡 643010）

作为已灭绝生物当中最为知名的一种，恐龙这种生物一直活跃在人们的想象和各类谈资当中。在人类出现之前，地球的真正霸主是恐龙，那是一个辉煌的恐龙时代。恐龙是地球曾经的统治者，人们从地壳中发现它们并挖掘出来用于研究和展示。形态各异的恐龙骨架是博物馆科普教育的强力展品。作为有史以来最大的陆地生物，恐龙一直对人类有着强烈的吸引力，因此恐龙化石是各自然类博物馆竟相收藏的展品。这些迷人的史前生物的骨骼被陈列在博物馆里，供络绎不绝的人们参观。然而，装架恐龙化石并没有想象中那么简单，恐龙化石装架是一项系统工程，需要利用古脊椎动物学、比较解剖学、古生态学等专业知识。工作者要有高超的技术才能把不完整的化石装架成栩栩如生的艺术品。

1 恐龙骨架陈列展示手段

早期，根据解剖的特征，把恐龙的骨骼平放在陈列柜或陈列台上。后来，又采用了“墙装法”，即将恐龙的骨骼装在墙上，缺失的部分用石膏或木制模型填充，肌肉部分可用油画或粉画绘制。随着科学技术水平的提高，人们进一步使用几根铁管作支柱来支撑恐龙的重量，这就是“支柱法”，也称“外固法”，目前我国展出的绝大多数恐龙骨架都是用这个方法装架的。

近年来，国内的少数博物馆以及国外的一些博物馆成功地采用了无柱的装架方法，又称“内固法”。这个方法的特点是把管子和铁棒安装在恐龙骨骼内部，外观上看不到支柱。现今，对于恐龙骨架的展示手段采用这四种方法相结合的方式。

2 恐龙骨架陈列展示流程

以上四种方法相结合的恐龙骨架的展陈方法的流程都可以分为理论准备、设计和施工三个阶段。

2.1 必要的理论准备

装架恐龙的基础是对恐龙进行全面和深入的了解。无论是骨骼的连接还是姿态的放置，都必须以理论知识为基础，并进行准确的操作，在已知解剖学准确性的基础上，根据推断出的生态特征，设计形神兼备的姿态（图1）。

图1 装架前准备

2.2 设计阶段

在掌握了恐龙化石的基本知识后，标本的陈列方式来到了设计阶段。标本如何较好地展示出来，有前文提到的四种方法：平放法、墙埋法、外固法、内固法。其中，平放法较为简单。一般用某种支托固定住即可，对于底部平坦、重量中等的标本，可放在平底盒子里展出，只要求地板受到震动时，化石不至于移动即可。现在陈列技术通常用粗布做衬底，展台底部做一个轮廓同标本大体相同的凹槽，这样标本就可以牢固固定住。针对恐龙化石标本，还有一种做法是在标本下方加铸平坦的石膏块。

其他三种装架展陈的方式，无论是局部结构、个体还是群体，一般来说以展示的整体设计为准：设计之初，必须了解展览场地和展示区的整体情况，以及场地高度等。然后从几个不同角度选择展品的理想姿态，并制作施工效果图。再计算每个支点的承载重量，然后绘制钢框架施工图。

2.3 施工阶段

2.3.1 墙埋法（图2）

图2 墙埋法

脊椎动物化石有些可以从围岩中完整摘取，如云南禄丰恐龙化石保存在红色泥岩中，较容易剔除围岩，暴露出化石本体。在研究展示禄丰恐龙时，大部分化石都会被修出来，包括头骨标本，但因为展陈效果人为地保存部分围岩。但也有其他区域的恐龙化石因为保存的原因，很难从围岩中修理出来，比如辽西和贵州三叠纪的板状化石。大量的鱼类、两栖动物、爬行动物、恐龙、鸟类等被压扁保存在板状灰岩中，很难完整修理出来，因而这类标本的陈列方式多数采用墙埋法。

墙埋法根据化石的保存类型和展陈需要，一般分为两种：①化石保存方式较差，全部剔除围岩会损坏化石本体，不得不采用半剔除围岩的方式。这类化石标本一般埋藏在层理良好的岩石中，岩石一般为页岩等，如澄江寒武纪、辽西白垩纪和贵州三叠纪的板状化石。大量的无脊椎动物、鱼类、两栖动物、爬行动物、恐龙、鸟类等被压扁保存在页岩中，这时很难完整修理出来，因而这类标本的陈列方式多数采用被动墙埋法。②主动墙埋法。有些小型标本埋藏状态自然完整，外露部分完美，如自贡的劳氏灵龙标本。修复化石时，技术人员在征得研究人员同意的情况下，有意保留围岩，并在围岩中保留规则的凿痕，使标本显现出来，以增加标本的斧凿性和自然美。在这个过程中，通常使用石膏或树脂将样本包裹并浇铸成型，避免不必要的标本损失，或将其固定在木框架支撑板中。小型标本通常用石膏托槽浇铸。另外就是人为展示标本的保存形态，这种展示方法在加拿大皇家泰勒博物馆广泛使用。加拿大有大量的白垩纪恐龙化石，化石各部分都完整地从围岩中摘取出来进行研究。陈列设计时，用镶嵌式的半埋展示效果会更好，而且加工工艺也容易实现。尤其是一些化石有残缺时，这种方法可以扬长避短。方法一般为找一块和标本大小差不多的木板或石膏板，标明化石部位，将化石放入预定位置，用石膏或树脂等黏合剂镶嵌。干燥后，在化石周边凿出规则的痕迹或撒上围岩灰，恢复到自然状态。

2.3.2 外固法（图3）

图3 外固法

该种方法是国内常见的装架展陈方式，在无损化石的基础上进行装架展示，包括单部位装架和完整骨骼装架两类，其方法是一致的。

恐龙骨架的组装是基于动物解剖学知识，一般来说要经过以下步骤：首先，设计装架姿态，并在图纸上按比例绘制装配图。其次，技术人员按照图纸制作出恐龙骨架的支架。它包括一根支撑脊柱的钢梁、一个固定四肢的钢架和一根承受全部重量的钢柱。将标本用左右夹铁法或标本加固法等方法固定在支架上从荐椎开始装架，向前安装育椎和颈椎，向后安装尾椎，然后装配四肢、肋骨和脉孤，最后安装头骨。

2.3.3 内固法

采用无支柱的装架方法，外观上看不到支柱。例如，肉食性异龙和其他两足鸭嘴龙，在安装框架时可以选择后腿和尾部前部椎作为三个支撑点，在钻孔的支架上，放入后肢的股骨、胫骨以及尾椎骨。根据恐龙骨骼的解剖特点和力学所承受的载荷，经过精确计算，将隐藏在里面的管子或铁棒制成的支架焊接起来。荐部脊椎内部也用设计好的支架穿洞后嵌入。一般来说，技术人员先从荐部脊椎装架开始，然后装架后肢及腰椎、背椎、颈椎和肩带。这种方法可以更好地展示恐龙的姿势，帮助观众更好地了解恐龙的生活方式，但会对真正的恐龙化石造成损伤。

2.4 外固法和内固法装架的技术要求

装架前，对化石标本整体构思，选择合适钢材等用品，按照标本大小和姿态焊接主梁——大梁上架，安装椎体，制作四肢钢梁——制作底盘，安装肋骨——化石下架，钢梁的抛光、上漆——化石补色。

①装架钢材：采用符合恐龙骨架安装要求的锰钢。须充分考虑到承重，选用厚度合适的钢材。装架加工须采用冷加工工艺，防锈油漆三次及以上防锈处理。

②在得到专家的装架姿态认可后，对骨骼化石进行装架，要求使用外挂式装架方法，从而便于每件骨骼或者复制模型拆卸。

③主支架造型按照物种生活姿态进行设计制作，可根据物种类型选择行走或者奔跑的动作姿态。主支架姿态造型设计完成后，须经双方讨论认可后才可进行制作。

④装架使用无立柱方式，即完成的装架在中轴线上无支撑立柱出现，骨架的重量通过主梁及四肢铁分解支撑。因此，对于个体较大的骨架，主梁、四肢需使用“T”形铁（特大型标本除外）。

⑤固定的底盘制作成长方形或其他形状，一般情况下底盘应使用槽钢，小型骨架亦可使用扁铁制作。骨架的四肢（或后肢）用法兰盘连接并固定在底盘上。

⑥每件骨骼化石或模型分别制作箍铁（个别小尾椎可不用箍铁），箍铁要随形骨骼的形状，并通过活接头与主铁架相连，便于拆卸。每块骨骼根据大小情况可使用1～2个或者更多活接头与主铁架链接，每个活接头上要用两个螺丝固定，以免骨骼安装后发生旋转而造成安全隐患。

⑦为了安装拆卸方便，对一些小型或安全位置的骨骼（比如肋骨、后部尾椎等）可制作插接件，不需使用螺丝链接。

⑧为了便于观众参观，在安装活接头时尽量使螺丝帽面向同一侧（俗称“观众面”），螺杆和螺母向另一侧（俗称“安装面”）。

⑨主支架的四肢铁在符合支撑力学的情况下也要随骨骼形状发生弯曲、隐藏，多置于骨骼内侧，使骨骼化石或模型面向观众。

⑩装架中的所有铁件要打磨光滑，特别是焊接处不出现焊渣、气眼等瑕疵。

⑪所有支架要刷防锈漆，然后再按照与骨骼近似的颜色在支架上刷外装饰漆。为了使箍铁及主支架与骨骼随形，要求使用铁锤和砧子锻打成型，以保证铁件内部应力的一致完整性。

3 恐龙骨架的着色

恐龙骨架装架完成后，需要对复原的恐龙模型进行上色处理。对化石标本缺失的部分进行科学仿真复原，目前仿真复原化石一般以石膏为主。石膏的灰白色与化石的颜色有很大的差异，所以必须对仿真化石样品进行着色处理，仿真标本着色越接近化石本色越显得逼真，也影响着化石的整体参观效果。因而化石着色是化石展陈的重要步骤。正如古建筑的维修要遵守“修旧如旧”的原则，恐龙化石的着色也应该在这个原则的指导下进行，使修复与添加部分的质感和色泽尽可能同化石的本色保持一致，做到在色相、纯度与明度三要素上跟化石接近相同，这是化石着色最基本的原则。另外应根据化石的大小、结构等多个方面来进行着色。化石经过着色之后，其真实感、立体感、整体感就会得到显著的提高。如此一来，我们最终得到的是一个有血有肉的化石模型，而不是一个无差别的流水线作业的呆板工业品。

4 结论

古生物化石装架的关键在于形体结构的准确性和姿态的完美设计，同时科学地进行装架。脊椎动物脊椎骨的间距，在装架中也是一个重要的关注对象，脊椎与脊椎之间有一层软骨物质，这就要求我们在装架时准确地在脊椎骨之间留出间隙。间距过于稀疏或过于密集都会影响物种的形体特征，甚至在展览时给观众不和谐的感觉。

综上所述，动物化石的装架不仅需要丰富的理论知识，而且需要高超的技术手段。我们要严格控制装架过程，不断学习新理论，改进装架技术，使装架后的动物化石能生动、形象地展示给广大观众。