关于构建国家实物地质资料馆古生物馆藏体系的几点思考
魏雪芳 史维鑫 陈佳
(国土资源实物地质资料中心)
摘要:本文介绍了我国古生物化石资源及保管现状,论述了古生物保管的可行性及必要性。从国家级实物地质资料馆藏机构的角度,提出了馆藏古生物化石标本的筛选原则、采集方案和古生物信息平台建设的初步设想。
关键词:古生物;馆藏体系;采集;信息平台
我国古生物资源丰富,古生物群落特征明显,生物丰富度和研究程度较高,为古生物馆藏提供了充足的资源条件。古生物馆藏体系和古生物标本信息平台建设是完善实物中心作为全国“实物地质资料保管服务中心”目标的重要组成部分。古生物馆藏体系建设,不仅可以丰富国家实物地质资料馆的馆藏内容,同时也为探索中国古生物保护和保管方式提供更多途径和启示。
一、古生物在地质科学研究中的地位
古生物在生命起源及演化、古环境古地理、地层划分和对比等方面提供了很多直接线索和资料。标准化石是进行地层划分和对比的重要手段,如国际地层年代表中的“金钉子”剖面的确定和划分,均以标准化石为依据。目前国际地层委员会确定的64枚“金钉子”中,有10枚在中国,居世界第一。古生物化石是地质找矿的重要线索之一,可以在成矿地质背景方面提供很多信息。一些特形古生物化石具有很高的观赏和收藏价值,是一种很重要的旅游资源和工艺品资源,同时也是激发青少年求知的很好的科普资源,为人类保护自然环境,提高环境保护意识,制定保护措施等提供更多的启示。
二、国内古生物资源
我国是古生物化石比较发育的国家,遍及全国31个省(区、市),主要集中在中东部地区的地层中。各个时代生物发育状况基本都可以在中国地层中找到相应的记录。而且很多地区的古生物门类及丰富度非常高,为我们进行古生物学研究提供了很好的资源信息。古生物门类在我国的良好发育,为国家实物地质资料馆建设古生物馆藏体系提供了基础。
在古生物学研究中,古生物群落的发育最具特色,其科研价值非常高,在国内外也有很高的知名度,为生物演化、不同生态位物种形态功能、地层对比等诸多方面提供了很多的实物证据。下面简单列举几个研究度和知名度较高的生物群。
1、澄江生物群
澄江生物群位于云南帽天山附近,是保存完整的寒武纪早期(530Ma)海洋生物群。截止2012年,共发现化石点30余处,化石3万余枚,涵盖16个门类、200多个种。该生物群展示出了完整的寒武纪早期最古老的海洋生物群落和生态系统面貌,再现了“寒武纪生物大爆发”发生的真实过程。为研究早期生命起源和非线性突发性的快速演化(突变)提供了直接的科学证据,同时也对达尔文渐进式进化理论(渐变)产生了重大的挑战。2012年7月1日,被世界遗产委员会正式列入《世界遗产名录》,成为中国第一个化石类世界遗产。
2、巴郎生物群
巴郎生物群位于贵州省台江县东南部的巴郎村后山一带,由两个世界级动物群(凯里动物群和台江动物群)共同组成。该地区还有一个中下寒武统界线全球层型和层型定位(GSSP)(俗称“金钉子”)备选剖面。截止2012年,已发现古生物化石11个门类、200余属、500多种,其门类众多、数量丰富、标本精美,被誉为“研究生物进化的金钥匙”。巴郎生物群是寒武纪页岩类型生物群在我国的首次发现,其生物发育面貌介于云南澄江生物群和加拿大布尔吉斯生物群之间。该生物群研究对洲际间中寒武世古生物地层对比具有重要意义。参与该生物群研究的机构有中国、德国、美国等十多家国内科研机构,是一个研究程度和国际知名度都很高的生物群。
3、关岭生物群
关岭生物群位于贵州西南部关岭县新铺乡,展现了距今220Ma的晚三叠纪的海洋生态系统面貌,以海生爬行动物和海百合化石为主要特色,并伴生有多门类脊椎动物、无脊椎动物的珍稀生物群。包括有海生爬行类、头足类、腕足类、鱼类、双壳类、牙形石类、棘皮类、蕨类及裸子植物等生物门类。该生物群发育的牙形石和菊石类是三叠纪全球地层划分和对比的重要标志,也是三叠纪古海洋生态系统全面恢复的重要证据。各生态位古生物的极高的丰富程度和保存状态,对于研究晚三叠世的古生态学、古海洋系、古地理学、埋藏学和地层学等都具有非常重要的意义。
4、罗平生物群
罗平生物群位于云南省罗平县,是中国目前已知的化石种类最为丰富的三叠纪(250Ma)特异埋藏类型的生物群。化石多顺层面分布,保存精美,丰富度极高,再现了三叠纪初期海洋古生物生态栖息的状态。该生物群在2007年由中国地质调查局成都地质调查中心在云南罗平县进行地质考察时发现,是一个化石丰富度极高但研究起步较晚的生物群。该生物群以丰富的脊椎动物化石以及甲壳、双壳、腹足及植物化石为特征,其生物门类的多样性和完整程度堪称中国珍稀的三叠纪海洋生物化石库。对探讨二叠纪末期生物大灭绝事件之后、三叠纪海洋生物复苏、演化、古海洋生物地理区系及古地理面貌有重要的意义。
5、热河生物群
热河生物群生活在中生代晚期白垩纪,分布于中国北方、蒙古、西伯利亚、朝鲜半岛及日本等东亚北部地区。中国辽西地区是热河生物群生物面貌最经典的地区。生物丰富度极高,保存精美,种类众多,科研价值极高。至2013年,已发现的生物门类有20多个,几乎囊括了中生代向新生代过渡的所有生物门类。全世界几乎90%的鸟类化石均发现于热河生物群,对研究鸟类起源与演化以及哺乳动物和被子植物等现生生物的辐射等具有巨大价值,同时也为达尔文生物进化论学说提供了许多实证。
在中国北方的中生代晚期,还有其他一些化石产地比较集中的地区,如道虎沟生物群、嘉荫恐龙动物群、二连浩特动物群、诸城动物群等,这些化石产地较集中的地区主要以某一门类的生物极其繁盛、丰富度和多样性极高为特点,如豫西恐龙动物群的恐龙蛋数量占世界的一半,中国的三分之二。
6、山旺生物群
山旺生物群产自山东省临朐县山旺村硅藻土地层中,时代为新生代中新世早期(约18Ma),是世界罕见的在中新世保存完整、门类齐全、科研价值极高的生物群。已发现的生物门类有近20个,600多个属种。该生物群产自于硅藻土页岩内,页岩层薄如纸,稍风化层层翘起,宛如书页,被形象比喻为“万卷书”。该生物群的发现与研究,为探索中国华东地区新生代中新世古地理古气候以及地层对比等提供了重要证据。
三、古生物馆藏体系建设
古生物馆藏体系是国家级实物地质资料库及馆藏体系建设的一个重要组成部分。国家实物地质资料库体系框架明确规定将“部署于重要区域或重点区带的区调项目,见证重大进展和重大新发现的系列岩石标本、光薄片、古生物化石标本....”,“具有特殊意义、重大研究价值或采于特殊地点的各类古生物标本、岩石矿物标本....”纳入到到藏品体系建设中。
根据《地质资料管理条例》、《实物地质资料管理办法》和《地质资料馆藏机构分级意见》等有关实物地质资料的规定,可以参照国家实物地质资料库分级馆藏的方式构建古生物馆藏体系。由国家级馆藏机构牵头,将省(区、市)级的古生物馆藏机构纳入到体系框架中,形成多层次的古生物资料系统,以服务于更多的社会对象。
1、国家馆古生物馆藏对象
《国家级实物地质资料馆发展构想及“十二五”规划部署建议》中明确指出,古生物学的实物地质资料属于国家实物地质资料库的主要收藏对象之一。古生物馆藏体系建设是建设国内一流、国际知名的实物地质资料馆藏机构,完善实物地质资料中心作为全国“保管服务中心”的需要。
近年来,国家馆从矿山矿石标本和钻孔岩心的角度筛选和馆藏了大量的实物地质标本及其相关资料,但是沉积岩层中的岩石标本和古生物标本的馆藏量较低,不到馆藏标本总量的1%。今后工作中应该加强对国内的重要沉积剖面岩石标本和古生物进行筛选和馆藏。结合实物中心馆藏实物地质资料的特点,可以将能够反映实物地质档案和馆藏体系的古生物群落标本作为筛选对象。
实物中心将古生物化石作为实物地质档案馆藏,形成以古生物群落为特色的古生物馆藏体系,区别于其他古生物馆藏机构按照古生物门类进行馆藏的特点,避免与各省级的馆藏工作的重复。
2、国家馆古生物化石的筛选原则
国家馆库藏体系建设中对实物地质库藏品定位的总原则是典型性、代表性、特殊性、系统性,因此,在古生物馆藏体系建设中,我们也将遵循这一总原则来开展工作。
在筛选条件设定方面,需要在古生物馆藏体系建设的总原则的框架之内进行。我们初步确定了四个筛选条件:地质时代、地质背景、生物丰富程度、化石属种。在筛选过程中,要特别重视系统性原则,将筛选涵盖从早古生代生命起源到新生代现生生物出现的反映各个地质历史时期生物界面貌的代表性化石群落。生物群丰富程度,代表着生物群的科研价值,也是其社会影响力最重要的参考,所以筛选时应优先选择那些丰富度较高的古生物群落。为了有利于不同区域的对比研究,应尽可能馆藏可以代表不同构造地质背景、不同沉积环境的古生物化石群。在化石属种的选择上,首选古生物群中最典型门类的模式属种和已公开发表的属种。
3、国家馆古生物标本馆藏具体方案
(1)古生物群的筛选采集
在古生物馆藏体系建设的具体实施方案中,可以借鉴系列矿床标本的筛选采集方案。首先以省为单位对全国的古生物化石群进行调查,了解古生物化石群的现状和化石资源的发育情况。第二阶段,根据调查情况分析,制定筛选条件,确定筛选目录和采集名录,如古生物化石群地质时代、地理位置、化石门类丰富程度、古生物标本等级、代表性属种、化石地破坏程度、研究意义等。第三阶段,按照筛选目录和采集名录,结合实际采集实施难度,制定采集计划和实施方案。建议筛选出5-10个代表性化石群进行采集。下面举例五个代表性古生物群(表1),涵盖了古生代、中生代和新生代的代表性生物发展面貌。
表1我国代表性古生物群
古生物群名称 | 地质时代 | 地理位置 | 代表性化石种类 | 研究意义 |
澄江生物群 | 古生代 寒武纪 | 云南省澄江县 | 菌藻类、双壳类、有孔虫类等。 | 寒武纪生物大爆发的证据;反映完整的寒武纪早期海洋生物群落和生态系统。2012.7.1入选《世界遗产名录》。 |
巴郎生物群 | 古生代 寒武纪 | 贵州省黔东南州 | 三叶虫类、疑源类、双壳类、节肢类、菌藻类等。 | 化石丰富度高,中国第一个页岩型海洋生物群。两个动物群和一个国际地层界线备选剖面共存。 |
关岭生物群 | 中生代 三叠纪 | 贵州省关岭县 | 爬行类、蕨类、菌藻类等。 | 反映二叠纪生物大灭绝之后生物复苏的整体面貌;中生代海生脊椎动物演化的证据。 |
热河生物群 | 中生代 白垩纪 | 中国北方的辽西及其周边 | 鱼类、爬行类、鸟类等,叶肢介类、双壳类、昆虫类等,藻类、蕨类、裸子及被子植物等。 | 国际知名度最高的生物群,研究的国际研究的最热点地区;古脊椎动物演化,鸟类起源,白垩纪末期生物大灭绝等热点研究的化石证据库。 |
山旺生物群 | 新生代 新近纪 | 山东省山旺县 | 蕨类、昆虫、藻类等。 | 静水环境下硅藻土沉积的典范,新生代生物演化的证据。“万卷书”的美誉。 |
(2)古生物产地的选择
在古生物产地的选择上,建议参考国土资源部2014年公布的中国第一批38个国家级重点保护古生物化石产地名单(表2),进行采集或者征集。
表2 中国第一批38个国家级重点保护古生物化石集中产地及所属古生物群
序号 | 国家级重点保护古生物化石集中产地名称 | 化石产地所属生物群 |
1﹒ | 辽宁朝阳化石产地 | 热河生物群 |
2﹒ | 四川自贡化石产地 | 自贡动物群 |
3﹒ | 辽宁义县化石产地 | 热河生物群 |
4﹒ | 山东山旺化石产地 | 山旺生物群 |
5﹒ | 云南禄丰化石产地 | 禄丰动物群 |
6﹒ | 辽宁建昌化石产地 | 热河生物群 |
7﹒ | 贵州关岭化石产地 | 关岭生物群 |
8﹒ | 甘肃和政化石产地 | 和政动物群 |
9﹒ | 山东诸城化石产地 | 热河生物群 |
10﹒ | 内蒙古二连浩特化石产地 | 热河生物群 |
11﹒ | 内蒙古宁城化石产地 | 热河生物群 |
12﹒ | 广东南雄化石产地 | 南雄生物群 |
13﹒ | 山东莱阳化石产地 | 热河生物群 |
14﹒ | 河北泥河湾化石产地 | 泥河湾动物群 |
15﹒ | 黑龙江嘉荫化石产地 | 热河生物群 |
16﹒ | 内蒙古鄂尔多斯化石产地 | 热河生物群 |
17﹒ | 贵州黔东南化石产地 | 巴郎生物群 |
18﹒ | 广东河源化石产地 | |
19﹒ | 湖北松滋化石产地 | |
20﹒ | 湖北南漳化石产地 | |
21﹒ | 内蒙古巴彦淖尔化石产地 | 热河生物群 |
22﹒ | 山西榆社化石产地 | |
23﹒ | 贵州兴义化石产地 | 巴郎生物群 |
24﹒ | 吉林乾安化石产地 | |
25﹒ | 浙江东阳化石产地 | |
26﹒ | 湖北远安化石产地 | |
27﹒ | 新疆鄯善化石产地 | |
28﹒ | 内蒙古四子王化石产地 | 热河生物群 |
29﹒ | 广西扶绥化石产地 | |
30﹒ | 福建三明化石产地 | |
31﹒ | 河南汝阳化石产地 | 汝阳动物群 |
32﹒ | 吉林白山化石产地 | |
33﹒ | 浙江天台化石产地 | |
34﹒ | 山西宁武化石产地 | |
35﹒ | 山西长子化石产地 | |
36﹒ | 湖南株洲化石产地 | |
37﹒ | 湖南桑植化石产地 |
|
38﹒ | 山西五台山化石产地 | 五台山生物群 |
(3)古生物馆藏体系建设的其他渠道----征集与接受捐赠
除采集渠道之外,还可以通过古生物化石征集和接受捐赠的方式,丰富国家古生物馆藏资源。国家古生物馆藏机构馆藏的古生物标本,可以向产生古生物标本的项目组或单位进行征集,也可以接受个人与组织的捐赠。项目征集主要是项目组或项目实施单位形成的古生物标本归入国家实物地质资料馆藏体系中来。
建议摸底调查上世纪50-70年代全国1:20万区域地质调查形成的古生物标本。这时期全国区调形成的古生物标本几乎涵盖了所有生物门类,共上千个属种和近万件古生物标本,在80年代初期,编辑出版了《中国古生物图册》系列分册成果。该次全国区调形成的古生物标本几乎涵盖了所有生物门类,共上千个属种和近万件古生物标本,对科研、科普教学及社会服务具有重要意义。但是,这些古生物标本保管分散,基本由当年参与工作的个人保管。建议摸底调查弄清该项目形成的古生物标本现存的数量和保管状况等,与保管人或保管单位协商沟通,采取征集或接受捐赠等形式,将其归入到国家实物地质资料馆保存。
4、古生物信息平台建设
古生物馆藏体系建设中,要充分利用各方资源,构建国家古生物化石馆藏信息共享平台,实现全国古生物化石标本的统一监管功能,使国内古生物化石的发掘、保护、管理进一步有序化和科学合理化,全国不同级别和古生物馆藏机构能够及时进行古生物化石馆藏情况的信息发布与共享;同时,也充实和丰富国家实物地质资料馆作为全国“数据信息中心”的数据信息种类。