□特约撰稿 覃轩
山西省是中国古生物化石种类和数量最多的省份之一,是我国古生物学发源地之一和重要的研究地之一,是众多专业术语如“华夏植物群”“中国肯氏兽动物群”“保德三趾马动物群”以及“太原组”“山西组”“石盒子组”等命名的地方,在国际上享有盛誉。
图片 山西地质博物馆门口陈列着古树木化石。
A 硅化木
硅化木的形成需要上亿年的时间。上亿年前,树木由于火山喷发或地壳运动等地质作用被埋入地下,周围的化学物质如二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等在复杂的地质作用下替换了树木原来的木质成分,但保留了其原始形态和内部结构,又因其中所含的二氧化硅成分多,所以被称为硅化木。硅化木的玉化程度高,俗称树化玉。
树木保存为化石,树干必须得到迅速掩埋且与空气隔绝,这种情况极少见。树木被泥沙埋藏后,含丰富硅质成分的地下水溶液一边溶解树木的木质成分,一边将携带的硅质成分沉淀于所溶解的孔洞中,发生物质交换替代现象。如果溶解和交替速度相等,且以分子相交换,则可保存树木的微细结构,如年轮及细胞轮廓等。如交替速度小于溶解速度,则主要保存了树木的形态,年轮一般不清楚。最后,树木的原来成分荡然无存,全部由含硅钙成分的石质所取代,再经过压实、固结、成岩,变成化石。
硅化木的形成时间一般为古生代石炭纪(距今3.55亿年)到白垩纪中期(距今1.25亿年)。山西发现的硅化木,主要形成时期是二叠纪,发现地主要为长子县、宁武县等地区。
长子硅化木化石群位于长子县南陈乡壑只村、东峪村一带,硅化木主要产出于上二叠纪统孙家沟组黄绿色长石砂岩和中二叠纪统石盒子组黄色砂岩中。现已发现并经过精确定位的木化石149件,主要种属为大南洋杉木等。
长子硅化木化石群是中国时代较老、密度较高的木化石产地。产地内木化石材料完整、细胞组织结构清晰,产出数量之多,在整个晚古生代都较为罕见。
宁武硅化木化石群位于宁武县孙家沟村东南部,产地内发现的硅化木最长的为25米。目前,该硅化木颜色为褐黄色,清晰地保存着树皮(碳化)、木质部生长纹和沼泽树干特有的根部肋带等,年轮不明显。该硅化木赋存于石盒子组一段黄绿色薄—中层中—细粒长石砂岩中。
图片 山西地质博物馆陈列着的大唇犀。
B 肯氏兽化石
距今2.5亿—2.05亿年前,山西大部分地区逐渐上升为陆地。在此期间,山西成了当时的陆地霸主肯氏兽的欢乐王国。现如今,在晋中市榆社县等地均发现了大量的肯氏兽化石。
榆社肯氏兽动物群化石产地分布于晋中市榆社县箕城镇、云竹镇、郝北镇等地,肯氏兽动物群产出于区内银郊村和巴擎沟村,地层属于三叠纪二马营组第三段,岩性为灰绿、黄绿色中层中细粒长石砂岩夹紫红色泥岩。
中国肯氏兽是三叠纪中期的大型二齿兽类,它的头骨较大,前部结构十分沉重,后部则较为轻巧,上领骨纯而宽厚。在上领骨的突起处有两颗向下生长的长牙。枕部宽而低,下领骨缝合部分则宽而长。中国肯氏兽的面部肌肉并不发达,可能无法像其他二齿兽类那样用牙齿切制植物,只能通过上领骨大口咬下植物的枝叶再吞咽下去。中国肯氏兽的行动迟缓,适宜生活在温暖的气候环境中。
C 恐龙化石
1亿9960万年—6600万年前(侏罗纪、白垩纪),对山西而言不仅仅是恐龙的时代,也是开始大规模造山的时代。那个时候,古地貌和景观分化瓦解,以强烈的伸展、挤压交替、山体隆升为特征,奠定了现今的地貌格局。其中太行山和吕梁山均是在这个时期形成。
如今在大同天镇、左云等地均发现了恐龙化石,证明山西在侏罗纪和白垩纪时期是恐龙生活的乐土。目前山西境内发现的恐龙化石有大同云冈龙、不寻常华北龙、杨氏天镇甲龙等,目前均保存在山西地质博物馆。
大同云冈龙是2011年山西地质博物馆工作人员在左云县野外调查中发现的,它的发现填补了鸭嘴龙超科向鸭嘴龙科过度的空白,也是山西地质博物馆第一个用山西地名命名的恐龙新种。
不寻常华北龙发现于大同天镇县,是中国发现的晚白垩纪最大的蜥脚类恐龙。那个时期森林茂盛,有享受不尽的美食,所以其体型巨大,体长近20米。它的颈肋(脖子下方的刺状骨头)用来支撑和保护脖子,但过长的颈肋也限制了颈部的灵活性。
杨氏天镇甲龙发现于大同天镇县,背部披覆着厚重的骨质甲板,尾部巨大的尾槌用来自卫,其力量足以将大型恐龙的肋骨击断。
D 哺乳动物化石
榆社哺乳动物群化石产地位于榆社县箕城镇、云竹镇、郝北镇等地。该产地的化石主要形成于新近纪和第四纪不同地质历史时期,包括哺乳动物、脊椎与无脊椎动物、软体与微体类、植物化石等,产出地层为新生界中新统马会组、上新统高庄组、麻则沟组,目前这些动物化石均保存于榆社县化石博物馆。其中,马会组产出哺乳动物化石26属50余种,高庄组产出哺乳动物化石37属70余种,麻则沟组产出哺乳动物化石60余种。
“榆社动物群”是介于“保德动物群”和“泥河湾动物群”之间具有自身特色的动物群,在新生代动物群中具有独特性和典型性,特别是其中以榆社当地命名的哺乳动物化石和不断发现的新属、新种,其无论是数量、种类,还是完整性、珍贵性都成为中国乃至世界之最。榆社盆地是新生代哺乳动物化石的宝库,特别是大型哺乳动物化石,种类繁多,结构完整,在国内外享有盛名,它们记录了多种哺乳动物进化的痕迹,具有重要的生物进化研究和科普价值。