中科院古脊椎動物與古人類研究所的“化石獵人”們 _神秘

（報道）據(jù)蝌蚪五線譜：在自然博物館或者古動物館參觀時，很多人都對館內(nèi)珍藏的海量化石驚嘆不已。這些珍貴的化石，是如何從野外采集回來，又是如何通過回春妙手，變成我們看到的模樣的？中科院古脊椎動物與古人類研究所的“化石獵人”們，這就手把手地教你做這些工作的方法和細致過程。
Step1：去野外采化石
到野外采集化石，是進行化石研究的第一步，也是非常關(guān)鍵的工作。
在采集化石的時候，我們一定要明確標本的產(chǎn)地和地層位置，并做好記錄，這樣采集來的化石，才具有較大的科研價值。
我們以野外采集鳥類化石為例，來講解一下化石采集過程。
首要的工作，是進行野外地質(zhì)勘察。通過地質(zhì)資料和地層對比，我們可以了解化石采集區(qū)的地質(zhì)概況，從而選擇有代表性的地層剖面進行地層學研究。而且，還需要采集一部分巖石和化石標本以供比對，并以此為依據(jù)，選擇合適的開挖方式以及機械工具和人力等。
然后，就要開始規(guī)劃一下挖掘的范圍。如果表層覆土太厚，就要請出挖掘機具，先把表層的覆土鏟除，之后再用人工把化石與圍巖剝離，再逐一將采集到的化石編號，記錄它們的尺寸、相關(guān)位置以及形狀等。如果圍巖過于松軟或化石有破碎，這時，就必須用石膏做托把它們固定?。?而且要做進一步固定包裝后才能進行運輸。

熱河生物群的鳥化石，一般都產(chǎn)出在質(zhì)地較為堅硬的泥頁巖之中，要對它們進行野外采集，我們需要用到地質(zhì)錘、鏨子、尖鎬和撬棍等工具。
工具準備好了，怎么采集呢？
第一步，按順序揭取巖層，鏟去粉砂質(zhì)或泥質(zhì)的夾層，露出頁巖巖層。先揭取完整的大石板，后取周邊或斷裂處破碎的石板。在揭的過程中，不能粘板，也就是說，不能讓正在揭取的巖層下粘連下層巖層。如果有粘連的部分，就要把下層的巖石原位放回去，以避免造成下層化石的損失。在揭開面積較大的頁巖石板時，要注意觀察石板的表面和截面，看看是否有化石露出來。
第二步，劈開石板時，要一手將揭取好的巖石固定在硬物上，比如地面，另一手用地質(zhì)錘順著巖層的層理方向敲擊，薄弱的地方，會先形成裂縫，這樣的位置，存在化石的可能性比較大。
第三步，等把厚石板劈成較薄的石板以后，要仔細觀察劈開后的露面，尋找化石。再根據(jù)所準備尋找的化石的種類，初步估計化石的尺寸，將石板打成大小合適的小塊，繼而觀察橫斷面是否有骨骼類的化石。
需要注意的是，敲碎的石板一定要按順序堆放，因為一旦發(fā)現(xiàn)化石的痕跡，很有可能需要在敲碎的石板里尋找化石的其他部分，盡可能不丟失化石。
第四步，發(fā)掘后的化石要按順序存放，重要的標本，一定要及時打包，再進行分類和記錄工作。
Step2：修復出美美的化石標本
化石從野外采集回來，只是工作的第一步，接下來要進行的是個耗時又耗眼力的細致活兒：化石修復。
【中科院古脊椎動物與古人類研究所的“化石獵人”們】化石修復就是要在不造成損傷的情況下，把沒有暴露的化石，從圍巖中顯露出來，并且把斷裂的化石用石膏或其他粘合劑修補完整。
通過專業(yè)的化石修復工作，古生物骨骼的真面目能夠得以恢復，便于進行研究。
修復工作要如何進行呢？
以鳥類化石的修復工作為例，我們一般采用光學顯微鏡下的機械和電動結(jié)合的方法來修復化石。
鳥化石大多會保存在濱海相或湖相的沉積巖當中，比如德國索倫霍芬的漓湖沉積和中國遼西的淡水湖相沉積。
鳥類的化石，一般在地質(zhì)歷史時期中都會經(jīng)過漫長的埋藏過程，而且在地層中承受了極大的應力作用，所以骨骼部分一般會被壓成扁平狀。在沉積顆粒細膩的巖層中，鳥化石會保存有完整的骨骼，甚至連皮膚上的衍生物，都會形成精美的印模。
出土的時候，鳥化石一般都在薄片狀的泥頁巖中，石板上出露的只是整個鳥化石的一部分，因此，就需要使用人工剔針或鋼筆型氣動鉆，把附著在化石上的巖板刮除，讓化石顯露出來。
在清理這類化石的時候，一定要注意細微部分的修理，不能損傷化石。常用的修復工具主要為醫(yī)用剔針和光學顯微鏡，其他工具如氣吹、刮刀、鑷子、刷子、打磨石和粘接劑等。
鳥類化石修復的簡要過程為：
1. 如果化石已經(jīng)分開為正、反兩半，就直接用剔針去除上面覆蓋的圍巖。
2. 如果化石的大部分或者全部，都被圍巖所覆蓋，就要先判斷一下化石的大體方位。
3. 如果圍巖比較軟，就用手工剔針的針尖把巖石剝離開。之后用橡膠氣吹把巖石的粉碎面和碎塊吹干凈。(如下圖) 。這時可以進行一次化石的粗修，就是用鋼筆型氣動鉆把化石上的硬質(zhì)圍巖去除。這種修理方法效率較高，但一定要注意，修的時候不能離化石本身太近。
4. 如果圍巖比較堅硬，單靠手指的壓力很難用剔針修掉，這時就要用快速氣動鉆，像握鋼筆一樣，把震動的尖頭輕輕放在圍巖上，用鉆頭發(fā)出的撞擊力把圍巖從化石上分離出來。
這時要進行一次化石的精細修理：一手拿剔針，一手拿氣吹，在光學顯微鏡下用剔針逐一剔除化石表面覆蓋的巖層，并用氣吹吹去碎屑、粉塵。這一修理方法較為精細，可以作用于化石表面的圍巖，但比較耗費人力。在修復的過程中應該注意，要把修復工具作用于圍巖上，不能直接觸碰化石，也不能損傷化石表面的微細部分。用尖細的剔針剔去羽毛上覆蓋的巖層，讓化石顯露出來，工具要作用于圍巖，不能觸碰到化石本身。下圖為修復中的鳥化石。紅色實線區(qū)域為修理好的軀干部分。紅色虛線區(qū)域為正在修理的后肢。
5. 如果化石是破碎的，不能組成完整的個體，在剔除圍巖后，就需要用粘合劑把碎片粘合起來，或者用石膏給它們做個托，使之成為一個完整的標本，如下圖，為修復后的鳥類化石。其中白色部分是水侵痕跡，灰色部分為發(fā)掘時露的新鮮面。化石明顯碎為兩半，修復后用粘合劑拼粘。剔除下來的羽毛及皮膚衍生物放在小標本盒中，并要一一標注清楚。
大自然將生活在遙遠的地質(zhì)歷史時期中的生物記錄在地層中，在地層中尋找這些蛛絲馬跡，是一個不斷認識我們自身、認識我們生存環(huán)境的過程。隨著越來越多的化石被發(fā)現(xiàn)和修復，我們將不斷深化對史前世界的認識。
如果你也對這個尋找和發(fā)現(xiàn)歷史印痕的過程感興趣，就多多去自然博物館和古動物館參觀吧，那里的講解員會給你講述很多關(guān)于化石的故事。如果還不過癮，古動物館里還有供大家一試身手的小實驗室。另外，每次外出時，你對那些看似長相普通而又雷同的石塊，也投去一些關(guān)注吧。興趣主導，再加上多看多學多觀察，你慢慢就能走上成為化石獵人的道路的。
（中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的王敏、高偉、龍潛、周紅嬌、劉偉、曹秀成，都對此文有貢獻。）