化石集錦——三葉蟲

張家志

三葉蟲屬節肢動物門三葉蟲綱,是一類生活在古海

里的節肢動物,主要繁盛于距今約5.4億至4.4億年的寒武紀和奧陶紀,志留紀及之后則明顯衰退,延續至古生代末的二疊紀晚期(距今約2.5億年)全部絕滅。

筆者童年及少年時期,住在離“世界寒武系層型剖面”——著名昆明筇竹寺三葉蟲化石點僅3千米的海源寺。因常和父兄前往,故對其有深厚的喜愛之情和深刻的認識。

一、“三葉蟲”名稱的由來

三葉蟲外形為向背部(上部)凸起的扁橢圓形,因背部具有容易形成為化石的鈣質硬殼——背甲,故成為早古生代最常見的重要化石之一。三葉蟲的背甲被兩條“背溝”縱向分為中央“軸葉”及左右兩個“側葉”【圖1】,因而得名。其背甲也可再分為頭甲、胸甲及尾甲三個部分【圖2】。

二、三葉蟲背甲化石的保存特點

因為三葉蟲隨著個體的長大而多次脫殼,所以在產化石的巖層中常見頭甲、尾甲或胸甲被分開保存的眾多三葉蟲脫殼或碎殼化石【圖3】;只有當三葉蟲最終死亡,其硬殼的頭、胸、尾完整連接未分離,也未被海浪破壞時,才能被保存為特別具有觀賞價值的完整三葉蟲背甲化石【圖4】。

在利用三葉蟲化石鑒別地層年代的工作中,以頭甲為最重要,尾甲次之,胸甲因無法用來鑒別屬種而無特殊意義。

常見三葉蟲的完整成年個體長30～60mm【圖5】,體小者僅5～15mm【圖6-1】,大者有100～300mm【圖7】;但超過200mm已屬罕見。

三、三葉蟲形體特征與生態環境的關系

三葉蟲生活在古海里,有著適應不同環境的能力。寒武紀時,多數是在泥沙質淺海底爬行、鉆泥,間或半游泳的生態而“營底棲游移生活”【圖8】,其形體多為頭甲盾圓而似鏟狀,自由頰、頭刺、尾刺較長、大,眼小,并長在頭甲頂面。

寒武紀后期至奧陶紀大量出現游泳和“隨波逐流”、遠洋漂游的生態者,而“營游泳漂游生活”。善于遠洋游泳者,因要減少阻力,其形體多為流線型,頭甲近球形至半球形【圖9】,眼大且具有特別發達的復眼,可觀八方而尋食御敵【圖10】;善于隨波漂游者,體小且扁,長橢圓形,胸甲、尾甲上長滿長而密的肋刺、尾刺,以利漂浮遠游【圖6-2】。

四、三葉蟲趣談二三事

筆者在華東地院任教期間,于1963年帶學生到浙江江山縣實習,在踏勘過程中,首次在奧陶紀晚期地層中發現大量紅灰色硅質結核,便要求學生將扁形結核沿長軸方向破開,因為猜測可能會發現化石。十多分鐘后,學生們的呼聲此起彼伏,筆者也驚喜不已!那次踏勘共采得十多枚精妙的三葉蟲化石,多數是不知名的屬種,有寶石蟲和緬甸蟲的頭甲【圖11】,最奇妙的是一件體長40mm的完整立體背甲化石,是未曾進行研究的新屬種(當時給它取了個“東風轎車”的綽號,后經韓乃仁研究并正式命名為“江山黃泥崗蟲”)【圖12】,并發現了更重要的一枚只有花生米大小的復眼球形立體頭甲——環尾蟲【圖10】。

筆者曾在云南曲靖志留系采有小三葉蟲【圖13】,此外在浙江江山奧陶系、廣西羅富泥盆系、興安石炭系的不同地層中,都采到過卷曲狀的三葉蟲,并收藏有國外卷曲狀具有復眼的奧陶紀三葉蟲【圖9】。它們多數都是“游泳健將”,那為什么化石會卷曲呢?當它們在海里自由地游弋尋食的時候,突然遭遇頭足類捕食追趕的風險,便立即卷縮身軀而迅速下沉到海底逃生。但不巧的是,有的海底因水流不暢而成為還原條件下的缺氧環境,逃落海底的“游泳健將”再也無力擺脫第二次厄運,卷身窒息而死。

華北地區頗具觀賞價值的三葉蟲,首推“蝙蝠蟲”,過去只發現大量尾甲化石和少數頭甲化石【圖14】。20世紀90年代中期,隨著玩賞收藏盛行,發現了極為罕見的第一枚完整的蝙蝠蟲化石,此為世上僅有,不知現存誰手。其次就是尾甲極似蝴蝶的“蝴蝶蟲”和“德氏蟲”。

筆者常和韓乃仁老師談起“為什么三葉蟲化石中,保存的頭甲總比尾甲少得多”這一問題,可能的原因是:奧陶紀時海生食肉動物——頭足類(阿門角石、震旦角石等)繁盛,因其大量捕食三葉蟲,不但使得奧陶紀及以后的三葉蟲數量迅速減少并衰退,而且由于三葉蟲頭甲光滑味美首先被吃去,尾甲多刺扎嘴,故而多剩下尾甲。

五、三葉蟲化石的收藏價值

三葉蟲是地球生物發展史上具有重大意義的一類古生物。在生物發展的歷史長河中,三葉蟲繁衍了近3億年,而且是遠在距今2.5億年前就已經絕滅了的一大門類,在世界上雖廣為分布,但保存完整、栩栩如生者并不多見;其形貌體征千變萬化,且與生態環境密切相關,是愛好大自然及生物化石收藏者的一大珍藏熱門。

六、我國的三葉蟲化石資源概略

我國是出產三葉蟲化石的主要國家之一,歷史上就被用以制硯、做書房擺件等工藝佳作【圖15-1】。由此可見,三葉蟲化石屬傳統的觀賞收藏對象。

1、華北“燕子石”,實際上就是散落保存在棕黃色薄層泥質灰巖里的三葉蟲尾甲化石和少數的頭甲化石。由于寒武紀時華北海水較淺,水動力強,三葉蟲的背甲多已被海浪攪散、擊碎。多年來華北地區賞石界主要交流、收藏對象之一即為此類寒武紀三葉蟲化石【圖15-2】,主要產在山東張夏等地,保存較好。

2、云南昆明地區:產自寒武紀早期的棕黃色泥巖、頁巖中的多個屬種,為小尾型原始種群,如萊德利基蟲【圖16】、關陽蟲、古油節蟲【圖17】。此類化石主要產在昆明、昆陽、澄江、武定等地,保存較好。

3、浙江江山地區:主產于奧陶紀晚期的泥巖、頁巖、泥灰巖地層中;屬種較多,保存較好。

4、湖南大庸北區:主產于志留紀的棕黃色頁巖、沙質頁巖中,以王冠蟲背甲為主【圖18】。在寒武紀早期的黑灰色板狀頁巖中,產有底棲生活保存較好的中華萊德利基蟲【圖19】及漂游生活的“美麗張氏殼蟲”【圖6-2】。

5、湖南大庸南區:主產于奧陶紀早期的黑灰色薄層狀砂質灰巖及泥質灰巖中,常由多種三葉蟲共生【圖20】。常見屬種有:湘西蟲【圖21】、小安南蟲、小櫛殼蟲【圖22】、列夕殼蟲【圖23】、四川蟲【圖24】等。其中湘西蟲個體較大,個別體長可達250mm。這一產區的三葉蟲化石保存很好,產量較大,但近幾年已很少見到。

6、廣西南丹地區:產于海水較深的黑灰色(風化后成淡褐紅色)泥巖中,多為底棲鉆泥而無眼的溝通蟲【圖25】,少見具有復眼的“游泳健將”鏡眼蟲【圖26】。

7、其它地區:全國產三葉蟲的地方很多,但批量產出并能滿足觀賞、收藏要求的并不多見。今后應對華南區的滇西、滇東、川西、川東南、貴北、鄂西、贛北,以及西北區的相關地層進行深入調研,才有希望開發出新的出產地?？梢灶A見,三葉蟲將成為未來的化石收藏熱門之一。

七、 三葉蟲化石賞析與鑒評

目前,全球發現的三葉蟲化石已超過1500個屬種。但從收藏、觀賞的角度來看,能作為化石觀賞石而收藏的,在自然界仍然不多見,尚屬稀罕之物,藏者應特別珍惜,這是幾億年前的地球生命傳承下來的“太斗級古董”。

1、觀賞收藏的三葉蟲標本應具備的理想條件:

a.具有完整背甲或頭甲、尾甲;b.有起碼的尺寸才有可觀賞性;c.具有明顯、清晰的生物構造和紋飾;d.能夠獲得一定的量而適于交流推廣;e.能反映一定的古生態環境和具有科學意義;f.化石體堅固而易于保存收藏;g.體態奇特或稀有。

2、三葉蟲化石的賞析要點:

a.個體完整無缺損;b.脫離母巖立體保存,或化石附托在有適當大小而較結實的原巖上;c.化石體與圍巖有一定的色彩反差【圖27】;d.化石所保存的生物結構清晰、真實;e.最好具有多個大小不同的個體或共生的其它化石;f.注重珍稀性。

3、三葉蟲觀賞化石的評估要領:

a.個體完整、體型越大越好(體型越大越罕見);b.立體保存比平面保存者更生動【圖28】;c.多個體、多種類共生比單個體獨生者更有趣【圖29】;d.化石的生物構造奇特、清晰者更精彩;e.化石體的石化(或礦化)程度高并具有原生的特殊顏色而被圍巖明顯襯托者更趨完美;f.物以稀為貴。

最后要提請藏者注意和警惕的是:筆者已在全國著名的觀賞石市場上,幾次見到有人工雕鑿并描繪著色的“進口三葉蟲”贗品【圖30】,單枚小小的假化石叫價500元。因為已有被賞石界名人珍藏,危害極大,不能不引以為戒。

(注:除圖7、10、11、12、13、16、21、30外,本文圖例采樣化石均為作者收藏。)