最初埋藏贝壳的海底已经消失,贝壳的印痕却仍能留存。在英国萨福克郡,一种名为 boxstone 的浑圆砂岩结核保存着海生软体动物的壳体印模,结核原来所在的沉积层如今已大多消失。其中一些后来进入了年代较新的红色贝壳砂组(Red Crag)。动物死去后,沉积物在遗骸周围聚集、硬化;侵蚀又将这样形成的石块剥离出来,使其再次受到埋藏。[1]
经历了第二次搬运,化石所能回答的问题也随之改变。在红色贝壳砂组发现它,可以确定它最后沉积在哪里;要确定它生活的年代,还得沿着证据继续向前追溯。
后来的海洋汇集了更古老的遗骸
红色贝壳砂组分布于英格兰东部和北海南部盆地,由富含贝壳的砂层组成。露出地表的沉积层常呈铁锈色;在氧化作用尚未达到的深处,砂层仍可保持深绿色。英国地质调查局(BGS)将其描述为浅海沉积,其下伏地层的年代和起伏各异:在不同地点,底部会接触更古老的珊瑚贝壳砂组(Coralline Crag)、古近纪岩层或白垩纪白垩岩。[2]
整个组的沉积年代跨越上新世晚期至更新世最早期。倾斜的层理记录着潮流搬运砂粒、堆积成砂坝的过程。《地质保护评述》在描述鲍德西剖面时提到,红色贝壳砂组与伦敦黏土层(London Clay)的侵蚀接触面上,断续分布着一层砾石。其上是含贝壳砂层,内部的层理留下了后来这片海域水流活动的记录。[3][5]
进入这样的沉积环境时,一块化石自身的历史可以追溯到更早的年代。《国际地层指南》将再搬运(reworking)定义为:化石经侵蚀从较老岩石中释放出来,在搬运后重新沉积于较新的沉积物中。指南将这类化石单独看待,与新沉积层自身动物群留下的遗骸加以区分。[4]
设想从古老岩层中取下一块含化石的砾石,再把它放进新近沉积的砂中。化石和原先包裹它的岩石,年代都保持原样,它们与周围沉积物的关系却已改变。砂粒记录着最近一次沉积,砾石则保留着更早的证据。
底部沉积汇聚的多重历史
红色贝壳砂组的底部沉积汇集了几种这样的历史。Balson 在 1999 年《地质保护评述》的相关章节中,将许多磷质泥岩砾石、鲨鱼和鳐鱼牙齿,以及已矿化的蟹和龙虾追溯至伦敦黏土层。其他成分还包括中生代箭石,以及来自昔日新近纪沉积层的 boxstone 砂岩结核。人们熟知的“萨福克骨层”(Suffolk Bone-Bed),实际上汇集了多个来源的遗存。[3]
如果把这份化石清单读成一个曾经共同生活的生物群落,就会赋予这些动物一些沉积记录本身无法证实的关系。牙齿与贝壳相邻,仅凭位置还不足以确立捕食者与猎物的联系。它们最终埋在同一处,也不足以证明它们曾生活在相同水温中,甚至处于同一段地质时期。这些解释上的限制来自遗存的混合;至于动物之间某次具体的相遇,仍缺乏重建依据。[4]
这些遗存确实聚集在一起,只是这种聚集的含义需要重新理解:它们在沉积物搬运过程中相遇;这一过程距生物生命的终结,或已相隔漫长岁月。
消失地层留下的一小块
boxstone 让这种区别变得具体。Mathers 和 Smith 在 2002 年的 BGS 地质报告中写道,这些结核由磷酸盐和方解石胶结砂粒而成,有些直径可达约 20 厘米。推测它们是在腐败的有机物周围形成的,中心留有大型贝壳的印模。两位作者依据其中的动物群,倾向于将多数结核定在中新世最晚期,同时也指出,与之共存的磷质遗存中含有更古老的材料。[1]
这些结核原先所属、如今已经消失的沉积层,有一个非正式名称:特里姆利砂层(Trimley Sands)。留存下来的结核同时保存着化石和一部分包裹它们的沉积物,如同早期环境的一小块,被带进了后来的沉积层。因此,对于旁边出土的牙齿和骨骼,仍须逐一判断年代,多数 boxstone 的推定年代不能一概套用。[1]
再搬运也有保存证据的一面。侵蚀打乱了最初的排列,耐侵蚀的碎块仍留下了信息。结核中的砂粒和胶结物,与贝壳印痕一起成为证据。重建必须从这些幸存的碎块逐步向外追索,同时接受一个限制:它们原先所在的位置未必能够恢复。
古老化石指向河流上游
同样的道理也适用于小得多的化石。BGS 的区域地质综述记载,在年代更晚的诺里奇贝壳砂组(Norwich Crag Formation)奇尔斯福德黏土段(Chillesford Clay Member)中,发现了再搬运的志留纪疑源类化石(acritarchs)——一类具有有机质壁的微体化石。报告推测,这些化石由古泰晤士河从威尔士边区带来;这里所说的古河流称为凯斯格雷夫泰晤士河(Kesgrave Thames)。[5]
这些微体化石的志留纪年代,所指的是它们自身的历史,黏土的年代仍然较晚。它们有助于辨认河流集水区某处曾遭侵蚀的岩层。这项推断需要把化石、推定来源和合理的搬运路线联系起来。化石与较新沉积层之间的年代差异,恰好成为追溯来源的线索。[5]
因此,在萨福克海岸,一块化石可以同时保存两段历史:生物在早期世界中的位置,以及那个世界的物质后来怎样被搬走。再次埋藏有时会模糊最初的环境,却仍将其中一个碎片带入后来的地层。周围的海底已经消失,boxstone 中的贝壳印模仍留在那块碎片之内。
资料来源
- S. J. Mathers、N. J. P. Smith,《伍德布里奇与费利克斯托地区地质》(英国地质调查局,2002)——中新世一节介绍了 boxstone 的成分、推定形成过程、年代,以及昔日的特里姆利砂层。
- 英国地质调查局,“红色贝壳砂组”,《命名岩石单位词典》——介绍岩性、地理分布及上下接触的地层。
- P. Balson,“红色贝壳砂组”,载 B. Daley、P. Balson,《英国第三纪地层学》,《地质保护评述》第 15 卷(JNCC,1999)——章节导言,包含底部化石组合的来源,以及鲍德西海崖地点介绍,包含侵蚀接触面与潮汐沉积。
- 国际地层分类分委员会,“生物地层单位”,《国际地层指南》第 7 章——介绍再搬运化石的定义,以及它们对年代和环境解释的独立意义。
- 英国地质调查局,《英国区域地质:东英吉利》(2015),“新近纪晚期与第四纪”——介绍红色贝壳砂组的沉积历史,以及奇尔斯福德黏土段中再搬运的志留纪疑源类化石。
- Tall-timothy,“萨福克郡鲍德西海崖的红色贝壳砂组崖壁,30-10-2013”,Wikimedia Commons——原始野外照片,摄于 2013 年 10 月 30 日,CC BY-SA 4.0。