2.6億年前,杭州這個地方到底發生了什麼?

2.6億年前,杭州這個地方到底發生了什麼?

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建德市李家鎮,堪稱大杭州的“西大門”。大多數人知道它,緣於一顆數萬年前的“建德人”牙化石。

1974年,建德李家鎮發現的古人類牙齒化石經鑑定後屬於30歲左右的男性青年,後命名“建德人”牙。化石發現地李家鎮烏龜洞遺址被列為全國重點文物保護單位。
不只是數萬年前“建德人”的家園,李家鎮還是數億年前菊石動物群的棲息地——過去的這個雙休日,全國23個省區市的科研院所,高等院校,自然類博物館,地質古生物博物館,科普基地,國家地質公園和重點化石產地,科學傳播、科技出版和文創企業等80餘個單位的150餘名專家學者齊聚這裡,研討“化石保護與科普研學”,規格和規模創歷屆之最
2.6億年前,這裡到底發生了什麼?
菊石、海膽、旋齒鯊…… 
2.6億年前建德李家一帶是一片大海

由化石標本還原當時李家一帶生物原貌以及古海洋生態系統  圖源:浙江省地質院

走進李家鄉村化石館,這裡展陳著當地產出的古生物化石,有菊石、鸚鵡螺、角石、雙殼、海膽、海百合、魚類等動物化石,毛羽葉、鱗木、蕨類植物等植物化石,總計300餘件。
“古生物化石是地球歷史的見證,也是古地理、古氣候環境的記錄者,2.6億年前這裡到底發生了什麼?它們可以告訴你。”負責李家生物群研究的中國科學院南京地質古生物研究所副研究員季承說。
菊石,分類上屬於軟體動物門頭足綱,是一類已絕滅的海生無脊椎動物,生存於泥盆紀至白堊紀(約4億年前到6600萬年前),因它的表面通常具有類似菊花的線紋而得名。
李家鎮產出的菊石種類多、數量大,許多都完全黃鐵礦化(一種礦化形式,往往化石比較精美),這在全國都是罕見的。它們中既有殼體外卷、呈盤狀的李家阿爾圖菊石,也有殼體半內卷、呈厚盤狀的壽昌道比赫菊石。還有些菊石表面瘤、肋等殼飾(貝殼表面裝飾物)顯著發育,形體寬圓。
“這可能反映了菊石通過加強殼飾提高殼體強度等方式,來適應相對較強的水動力環境。”季承說。
海膽,是棘皮動物門海膽綱動物的統稱,體形一般中空呈扁球形、心形或盤形,表面長著許多刺,向四面八方伸展,所以它又叫海刺蝟。“李家產出的海膽化石,也是我國二疊紀的首次發現。”
旋齒鯊,屬於古魚類,軟骨魚綱,因具有螺旋狀排列的牙齒而得名。“在李家還意外發現了旋齒鯊牙齒的化石,說明當時海洋中捕食者類型多樣,存在複雜的食物網結構。”
季承說,旋齒鯊的內骨骼幾乎都由軟骨組成,就像耳朵的骨頭一樣,而軟骨很難保存成化石,只有牙齒等堅硬的組織更可能保留下來。
菊石、海膽和旋齒鯊只是二疊紀中期李家海洋生物的冰山一角。“它們告訴我們,大約2.6億年前,建德李家一帶所在的整個華南地區都是一片汪洋大海(局部有古陸地),這裡生活著多種形態各異的海洋動物,呈現出海底世界的繁榮景象。”季承說。
這裡既有體形較大的鯊魚,也有自由游泳的菊石、鸚鵡螺、雙殼類,在海底緩慢爬行的腹足類,以及固著海底生活的腕足動物、海百合等等。

鸚鵡螺化石

旋齒鯊牙齒化石

“這些生物生長繁盛,死亡後其堅硬的外殼被封存在岩層中得以保存下來形成化石,之後在億萬年的地質歷史中,李家一帶經歷了複雜的褶皺、斷裂等構造運動,從而將原來深埋於地底的古老岩層挾同化石一起抬升露出地表,向世人展示億萬年前地球生命演化的奧秘。
季承說,至於當時古環境究竟是怎麼樣的?為什麼會形成這麼精美的、稀有的、漂亮的化石?後來又到底發生了什麼?這些問題都是我們接下來要研究的。
為什麼李家會埋藏
豐富的菊石等古生物化石?
上世紀六七十年代,中國科學院南京地質古生物研究所專家在李家鎮野外露頭剖面中,發現了早二疊世晚期的菊石動物群,從而鑑定識別出多個我國所特有的菊石新屬種。
2022年,原浙江省地質調查院(現浙江省地質院)專家在李家鎮域西部的野外露頭剖面,發現形態各異的化石裸露在深灰色碳質泥頁岩表層,辨認出有菊石、角石、雙殼類等。
通過對該化石點及其周邊詳細地質調查,發現了多處古生物化石富集點,含化石地層剖面沿北東走向延伸數公里,部分被掩蓋在地表之下。“全鎮發現典型地層剖面、生物化石集中產地等6大類共計31處地質遺蹟資源點。”李家鎮黨委書記何洪宇說。
為什麼李家會埋藏豐富的菊石等古生物化石?
專家分析,從菊石分佈來看,調查區菊石化石群主要產於二疊系[二疊紀(距今約2.99億至2.5億年)時所沉積的地層,稱為二疊系]瓜德魯普統[為一地層單位,瓜德魯普世(距今約2.72億至2.6億年)沉積的地層]孤峰組硅質頁岩和樂平統龍潭組(禮賢組)粉砂質頁岩中,其他地層單元中保存較少。
從古地理環境來看,二疊紀調查區處於華南陸表海東北角。瓜德魯普世時期,海洋中養分充足,適合生物大量繁殖,為此區域的菊石、雙殼類等動物提供了充足的食物來源,這些生物均擁有堅硬的外殼,死亡後被大量埋藏下來形成化石。

李家鄉村化石館裡展陳的化石

“李家生物群以黃鐵礦化的形式,三維立體保存了當時(約2.6億年前)海洋生態系統中的各類動物化石,為我們生動再現了二疊紀中期海洋世界中的繁盛場景。化石種類和數量之豐富,保存之精美為我國同期地層所罕見,具有很高的科研價值。”參加研討會的中國科學院南京地質古生物研究所研究員、中國古生物學會副理事長王永棟說,建議做好地質遺蹟和古生物化石資源調查與研究,推動建立地質公園及博物館建設,積極開展研學活動和科普教育。
“地質+文旅”打響大杭州
首個“全國地質文化鎮”品牌
在專家學者眼中,李家這些遠古生物化石是書寫地質變遷史的“活文字”,通過它們可以窺探億萬年前地球氣候、自然環境變化特徵以及生命演化規律
專家們認為,李家鎮地質遺蹟資源豐富,地質現象典型、便於觀察,古生物化石保存完好,可以藉此打造科普教育實踐基地,開展研學旅遊活動,讓更多人知道古生物化石的價值,瞭解地球科學的奧秘。
近年來,李家鎮相繼打造鄉村化石館、石頭科普館、方解石晶體館、昆蟲館、石景美學營地和化石清修中心等研學場景,今年累計接待省內外研學團隊8600餘人次,獲評“中國菊石之鄉”、大杭州首個“全國地質文化鎮”等榮譽。
會議期間,中國古生物化石保護基金會化石保護與修復技術研發中心也在李家揭牌,中心將致力於開發化石保護與修復的新技術、新方法、新設備,為我國博物館、科研機構及個人提供化石保護與修復技術支持。
本版照片除署名外,均由李家鎮供圖。

橙柿互動·都市快報 記者  周濤 

通訊員 尚飛 夏安傑

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