1984年,中国学者在云南澄江县帽天山首次发现的澄江动物化石群,如同一把揭示寒武纪“生命大爆炸”奥秘的金钥匙,不仅为“寒武纪大爆发”这一非线性突发性演化提供了科学事实,而且对达尔文渐变式进化理论产生了重大挑战,从而引起了国际地学界的轰动。这一发现,被誉为“20世纪最令人惊奇的发现之一”。 今天,还是在云南这片充满远古奥秘的大地上,又一个可媲美“澄江大发现”的古生物界重大发现正在渐露峥嵘。 1.罗平惊现庞大三叠纪化石宝库 《罗平生物群的特异埋藏研究》、《罗平生物群中的牙形石集合分子》、《罗平生物群鱼类化石新材料》,10月21日~23日,中国地质调查局成都地质调查中心学者在贵州关岭召开的中国古生物学会第26届学术年会上,一连作了三个与罗平生物群有关的学术报告。 听着罗平生物群研究的最新成果,许多古生物学家眼中透着兴奋。 究竟,云南罗平的大地中埋藏着怎样的奥秘,令人惊喜如斯? 来自成都地调中心的专家为人们揭晓了答案。截至2010年12月,考察人员已在罗平县发现包括植物、肉食性鱼类和大型爬行动物在内的化石2万余个。“这个距今约2.4亿年的生物群落所包含的丰富程度、个体完整以及特异埋藏都令人难以想象,可以说,这是一个世界珍稀的三叠纪海洋生物化石库,不仅对研究生物演化尤其是2.52亿年前的大灭绝之后的生物复苏有着十分重要的意义,而且对生态学、埋藏学、古地理、古气候及油气地质学都有极为重要的科学价值。”张启跃研究员说。 罗平生物群有着这样几个特点: 一是罕见的海生鱼类化石群。这些鱼类化石一般长5~15厘米,化石个体保存完整齐全,种类丰富、保存精美、数量众多,且不同生长阶段的个体比较齐全,再现了当时古生物生态栖息的状态。化石丰度极高,化石富集地带可达20尾/平方米。如此丰富、完好的海相鱼类动物群的发现在国内尚属首次,是目前我国已知的化石种类最为丰富的三叠纪生物埋藏化石群。 二是拥有完整的生物链。在此之前,古生物学家也曾找到多处反映大灭绝后复苏情况的化石点,但是此次发现的罗平化石群与众不同,因为它涵盖了一个完整的生态系统。从食物链底层的双壳类、滤食生活的鱼类、虾类,到食肉的鱼类,甚至大型的鱼龙、幻龙等凶猛的食物链顶端的爬行类,都完好保存,记录了当时海洋生态系统的完整面貌,为研究三叠纪海洋生态系统的演化历史提供了难得的较为完整的资料。 此外,罗平生物群还发现有大量的新属种,其中许多化石类别系在我国首次发现,如鲎化石、等足目、千足虫等。 三是埋藏神奇。化石多顺层面完好分布,属原地埋藏,埋藏体位多样,标本保存精美,少量鱼类、龙鱼类化石斜穿层理,将为埋藏学研究提供新的思路。 四是层位稳定,岩性特征良好,利于采集、运输、保存。 其实,早在中国古生物学会第26届学术年会之前,中国发现罗平古生物化石群的消息已不胫而走,引起了国际许多地质专家的高度关注,甚至认为是继澄江动物群之后的又一重大发现,是本世纪古生物界最重要的发现之一。 著名古生物学家、中国科学院院土殷鸿福评价道:“该化石群门类多样,保存精美,是我国罕见的化石群之一,具有重要的古生物学和地质学意义。”意大利米兰大学Andrea Tintori教授甚至惊呼:“上个世纪是圣乔治山的世纪,21世纪将是中国罗平的世纪!” 2.“半条鱼”开启三叠纪时光隧道 关于罗平古生物宝藏的开启,还真有点戏剧性。 时光静静回溯到4年前。 2007年10月的一天,成都地质调查中心的张启跃和同事吕涛登上了云南罗平大洼子村边的一座高山上。他们仔细地寻找生物化石证据,不过,当时正在进行1:5万区域地质调查工作的他们,目的是进一步厘定大洼子村附近一套地层的时代。 傍晚时分,略感疲惫的张启跃等人正准备收工,他的目光随意地从路边的乱石堆上掠过。等等!这是什么?他跑过去扒拉了几下,随后,一块只有后半身、鱼鳞和鱼鳍清晰可见的鱼化石出现在他手中。 它是什么时代的? 研究的结果出乎意料:这条小鱼距今约2.4亿年,时代为中三叠世安尼期,竟然是二叠纪末生物大绝灭之后最先复苏的一种辐鳍鱼类——裂齿鱼。 在地球长达46亿年的历史中,曾经爆发过数次大规模的灭绝事件。其中,约2.51亿年前发生在二叠纪与三叠纪之交的那场浩劫无疑是最严重的。据统计,这次事件导致大约96%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物彻底消失。由于其灭绝规模之大、程度之深,被古生物学家们称为“大灭绝事件”。 但是当所有物种似乎要完全灭绝时,大自然却以了不起的适应能力恢复了。三叠纪早期那些艰难存活下来的劫后余生者成为接下来几百万年内物种逐渐复苏的火种。因此,三叠纪生物复苏过程中的物种都显得弥足珍贵,因为它们遗留的化石能为专家们探讨地球生命复苏机制提供丰富的依据。 张启跃意识到,这条有着不平凡身世的小鱼,应该不是孤例。或许,它正是一位来自三叠纪的信使!他甚至隐隐觉得,就在它的附近,一个巨大的三叠纪中期生物化石宝库正在向他招手。他立即向上级领导汇报了这一情况。 得知讯息,成都地调中心主任丁俊等领导十分重视。在听取项目组汇报和观察部分实物、图片之后,大家一致认为,如此丰富、完整的海生鱼类化石动物群在我国出土尚属首次,在世界上亦属罕见,建议向中国地质调查局申请经费深入开展研究工作。中国地质调查局也十分重视这一重大发现,经过专家论证批准了增量项目申请,同意在原区调项目中增加古生物化石及地层研究专题,并将项目延期到2011年,旨在通过1:2.5万区调填图、精细剖面测量等工作,查明罗平生物群分布特征、沉积背景及其演化特征等。 随后的工作顺理成章,又惊喜连连。 研究人员厘定了罗平生物群时代为中三叠世安尼期Pelsonian亚期,时代距今约2.4亿年,与著名的意大利和瑞士交界处的圣乔治山动物群时代相当,比著名的贵州关岭动物群早约2000万年。 2008年6月,成都地调中心刘宝珺院士率多位专家详细考察了大凹子剖面、蚌山剖面以及麻笼、八大河一带,明确肯定了罗平生物群的研究价值及意义,并就下一步的工作部署提出了宝贵的建议。 2009年3月,成都地调中心组织队伍正式开展化石发掘工作。 随着发掘工作的深入,一个庞大的生物群落显现在世人面前。 研究小组查明了罗平生物群的分布特征。化石集中分布在罗雄镇大凹子、九光、裸可及大水井乡上阿来、上下新寨、箐补董等村寨及周边地区,分布面积约200平方公里。成都地调中心初步挖掘采获各门类古生物化石5000余件,现在保留了九光村上石坎小顶、大凹子村门前坡两处化石采场。同时,启动了化石采掘与保护工作,通过原地保留上万件化石,为罗平县申报国家级地质公园提供了两处景点及大量实物标本支撑。 发掘研究工作显示,这个古生物化石群,其门类的多样性、化石保存的完整性举世罕见,对生态学、埋藏学、古地理、古气候及油气地质学都有极为重要的研究价值。 “正是那半条鱼,开启了2亿多年前罗平生物群的时光隧道。”张启跃深感幸运地说。 3.罗平的三叠纪时代 研究发现,在三叠纪时期,罗平县一带还是一片汪洋大海,海水温度在29摄氏度左右,温暖的水温吸引了大量的鱼类栖息,而丰富的食物也让食物链顶端的肉食动物接踵而来。然而,火山爆发导致的生物毁灭惨剧毫无征兆地发生了,这些生命无声无息地消失了。 研究小组在一个地层剖面上找到火山活动的证据。在含化石层20米的范围里,他们一共发现了5层的火山灰,都是相隔一定的距离。“这说明当时的盆地中间歇性地发生一些火山活动,直接导致了生物的集群死亡。”张启跃说。 继续调查,专家们初步确定,2.4亿年前的罗平古生物群大多是常年处于缺氧的深水环境,大批海洋生物窒息而死。然而,假设该地区一直处于深水环境的话,长期没有外界氧气的补给,动物将面临更加严峻的生存空间,会逐渐地灭绝,保留的化石也应该逐层减少。从目前发掘化石的数量来看,并不是越往上的层位,化石数量就越少,事实上是化石层发掘的数量多少在交替变化。 据此,专家判定,在三叠纪中期,罗平并不是一直完全处于缺氧状态,而是处于间歇性的环境变化,使得这里的生物有机会复苏并繁衍发展。那么,这个间歇变化是什么呢?为什么罗平经常会处于低能缺氧的状态呢? 资料显示,中三叠世时期,罗平地区处于南盘江盆地的西北边缘。研究人员考察了南盘江盆地与罗平碳酸盐岩台地的交界处——八大河。研究发现,中三叠世时期,罗平八大河地区应该是南盘江盆地与罗平台地交界的一块高地,从而形成一个障壁岛。在低水位的静水期,生物体正常死亡后沉入海底并分解,当有机体消耗的氧气长期得不到补充,就会造成海底缺氧。然而,当海平面上升的时候,这个障壁岛淹没在海中,罗平的海水与南盘江盆地又可以进行比较充分的交流,从而使这里拥有了足够的氧气,得以让各种生物在这里繁衍生息。 于是,生命的灭绝和爆发,就在海水交替升降的过程中,轮番登场。而罗平正是凭借着自己独特的古地理环境,才能保留一条如此罕见的完整生态链。 令专家疑惑的是,正常海洋环境下,一般海洋生物死后,尸体会浮在水面,在尸体漂移过程中,肢体会腐烂分解,即使有幸沉到海底,也有被底栖动物吃掉的可能,因此个体完整的海洋生物化石很难保存。而罗平不仅埋藏着众多个体完整的化石,还保存了一条完整的三叠纪海洋系统生态链,甚至连软体动物都保存得那么精美。为什么罗平生物群能完整保存如此之多的化石呢?这是众多专家和参观者心中的一大疑问。 研究人员经过考察,在罗平生物群化石的层面上发现了缺氧环境的证据——大量微生物席(厌氧细菌聚居层)。 “氧气是生物存活的基本条件。没有了氧气,深水里的生物们便会遭遇致命的毁灭。微生物席由很多微生物积聚在一起,形成一层隔膜,将沉积物和上层水体隔绝,底层空间就形成了无氧环境。微生物席的封印作用与其他因素的叠加,很可能是罗平生物群化石得以完好保存的主要原因。”张启跃说。 斗转星移,沧海桑田,几亿年的地质变迁。专家们一次偶然的发现,终于揭开了罗平生物群的神秘面纱。 4.全力呵护世界古生物珍宝 “罗平生物群是一个非同寻常的生物群,因其丰富的种类及产出的中三叠世时代,以及其科研价值,都可以与欧洲瑞士的圣乔治山动物群相媲美。” 2010年5月,国际古生物学会主席、英国皇家科学院院士、布里斯托尔大学迈克尔·本顿教授和西澳大学陈中强教授在对罗平生物群进行实地考察后表示。 在古生物界,没有人不知道圣乔治山动物群。 圣乔治山动物群位于瑞士和意大利交界处,是世界上西特提斯地区三叠纪时代海生爬行动物和鱼类最重要的化石产地,现在已经被联合国教科文组织列入世界遗产名单。圣乔治山动物群以丰富多样的海生爬行类和鱼类为特色另外还伴生有双壳类、菊石、腹足、棘皮动物和少量甲壳类节肢动物,以及部分陆生动物化石如昆虫和植物等,其时代为中三叠纪安尼—拉丁交界时期,较罗平生物群晚100万年左右。 两个动物群之间主要的差别在于:罗平生物群发现有大量节肢动物尤其是甲壳类节肢动物化石,这与圣乔治山动物群较少的节肢动物形成了明显的对比。 专家们认为,罗平生物群与圣乔治山的化石群相比而言,种类更加丰富,保存更加完整,规模更加庞大,将有助于研究海生爬行动物和中生代鱼类演化的进程。罗平化石群处于二叠纪末期生物大绝灭后,经过早三叠世的缓慢复苏后于中三叠世的快速辐射阶段的关键位置,对于探讨二叠纪末期生物绝灭事件后、三叠纪海洋生物的复苏机制、演化和辐射,古海洋动物地理区系以及重塑当时的古环境均有着十分重要的意义。 “罗平生物群的发现对研究生物演化,尤其对2.52亿年前的大灭绝之后的生物复苏特别有意义。反映了2.4亿年前海洋的生态系复苏已经完成。” 近年来一直从事二叠—三叠纪的生态系统、生物绝灭后的复苏等方面的国际合作研究的陈中强教授说。 罗平生物群的发现,引起了云南省各级政府的高度重视。2009年3月,县政府组织成立了罗平生物群化石保护办公室,具体负责化石的保护、基础设施建设等工作。化石保护办下令停止在化石产地采石,并成立了保护工作队,对主要化石产地实行全天24小时监管保护。 地质学家对于罗平化石群更是视为珍宝。2009年4月,中国地质调查局副局长王学龙、云南省国土资源厅副厅长李连举、云南省地质调查局副局长王强等领导率专家专门赴罗平调研。他们一再强调,古生物化石是人类宝贵的财富,要坚决制止私挖、滥采及倒卖化石等行为,要通过立法、划定保护区来保护这一珍稀的地质遗迹,并希望尽快启动国家地质公园的申报工作。 2009年5月,成都地调中心与罗平县政府签署了保护与研究协议,初步划定了60平方公里的保护区,其中核心区14平方公里,由成都地调中心发挥科研技术优势,对罗平生物群进行深入研究,并进一步发掘整理其科研价值。同时,为了加大保护力度,2010年始,罗平县国土资源局开始着手准备国家地质公园的申报工作。 如今,有关罗平生物群的深入研究正在进行。在2010年全国地质调查工作部署会议上,国土资源部副部长汪民特地在“开展基础地质立典研究”的部署中,点了罗平生物群的名——要“继续开展云南罗平生物群”等调查和研究工作。“目前,成都地调中心已通过引进和培养相结合的方式组建了罗平生物群的研究团队,引进了留德博士胡世学等相关专家。在胡世学博士的带领下,目前项目组与国内外十多位专家一起建立了国际化的罗平生物群研究平台,为深入研究罗平生物群奠定了极为重要的基础。” 张启跃说。

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