《科学大众》
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雨花石之谜
2013-05-10 21:42:25雨花石之谜
□ 文/许汉奎
一本由南京大学地球科学与工程学院教授王德滋院士为主编，江苏省地质矿产勘察局、中国科学院南京地质古生物研究所、国土资源部南京地质矿产研究所的高级工程师或研究员编著的《远古的奇观——南京雨花石》，已于2012年9月底在江苏科技出版社出版发行了。这是“远古生命的探索”系列科普丛书的第三本，前两本是《远古的悸动——生命起源与进化》《远古的记忆——南京猿人》。
南京雨花石因小巧玲珑、质地细腻、晶莹剔透、色彩斑斓而深受人们的喜爱，近年来还发现有的雨花石中有一些化石，更是让人爱不释手。有关雨花石的文章和书籍很多，但过去这些文章和书籍多由文人和奇石爱好者所撰写，他们大都从其质、其魅的角度来写，极少从雨花石的成因、分布规律等地质科学的角度来探讨。这本新书是由地质学家或古生物学家所撰写，所以给人耳目一新的感觉。
尽管书中破解了雨花石的许多谜团，但限于篇幅，有些谜并未在书中很好阐明。
色纹原因不明的“花好月圆”雨花石（华秀荣藏，据《雨花石志》）
雨花石一些色彩图案和岩石结构之谜
书中分析了雨花石是由距今1亿年前后，南京地区火山喷发后期由富含硅酸盐的低温热液在岩石裂缝中冷却、凝固而形成的，它由外向内一层层凝固，由于冷却较慢，所以不同层内所含矿物质是不同的，形成的颜色也就有别，也就形成了层层不同颜色的同心状色纹的玛瑙石。每个玛瑙石的色纹是完全不同的，所以人工可以造出质地、成分、色泽度等与玛瑙石完全相同的人造玛瑙石，但天然玛瑙石色纹的那种灵动和多样却是模仿不出来的。
天然玛瑙石和玛瑙质砾石在世界各地也偶有发现，但像南京这样能形成千奇百怪、酷似各种景物的色纹，恐怕只此一家，所以就连地质学家也无法解释清楚它们为何形成，这也许就是大自然的奇妙之处，或人们所说的鬼斧神工吧。地质学家解释不清的不仅是雨花石的色纹，有些雨花石的岩石结构也是如此。如所谓的“太阳石”，前几年还引起了学者的争论，有的学者认为它是古人雕刻而成，是古人对太阳崇拜的信物；但也有学者认为它是自然形成的，因为如此坚硬的石英质石头，石器时代的古人是无法刻成的。
雨花石中海绵化石之谜
雨花石中的化石实际上是古老地层中的化石，在富含硅酸盐的低温热液的作用下，不断替代了地层中的钙质、泥质等，使其成硅化的岩石。尽管地层中的岩石成分变成了石英质为主，但化石的形状结构不变，而且还增添了硅酸盐中的颜色，使化石更加坚硬、美丽。所以雨花石中含化石不足为奇，奇的是其中有些化石是海绵、辉木、蜂巢珊瑚等。
海绵化石是一种最古老的多细胞多孔动物化石。海绵在距今6亿年前已存在，由于它很古老，所以尚未发育出典型的组织和器官。海绵在地质历史中变化不大，因而利用其化石来确定地层年代的作用不大，所以研究它的人极少，加上它个体较大、软体较多，因此不易形成化石，即使形成化石，也不易被发现和采集。笔者在南京地区野外工作多年，从未遇见这类化石，其他同行也未听说有发现。但奇的是南京雨花石中海绵化石不少，它们多成圆锥形的横断面，而且保存都很好。但是这些海绵化石究竟来自何地层，连对海绵化石有研究的古生物学家也是丈二金刚摸不着头脑。
雨花石中的海绵化石
辉木化石之谜
雨花石中不仅有动物化石，还有植物化石，奇的是化石多为植物茎干和气根，且多为辉木化石。
辉木是一种较古老的真蕨类植物，虽然其树高可达10米，但它仅存在于距今3.5亿至2.5亿年间的碳-二叠纪，现在早已灭绝了。在这一时期的大部分时间，南京地区一直都是海洋，所以只能发现海里的地层和动植物化石；只是在距今2.6亿年至2.53亿年这短短的700万年间，才上升为陆地，才有了陆地的地层和植物化石。尽管这时期的地层中，有的层段植物化石的种类和数量较多，但奇的是雨花石中所发现的植物化石，绝大部分都是辉木茎干的横断面和它的气根。而且更奇怪的是，气根化石在这些化石中占据多数，而且紧密排成一堆。气根是植物的茎干中长出的一些根，它们可以吸收空气中的水分，长得长了还可以深入地下吸收水分和养料，有些长粗了还可长成树干支撑大树。
长气根的植物多生长在潮湿的亚热带、热带地区，在我国南方许多大榕树就长有气根。辉木是乔木，气根应该围绕树干一圈圈生长才是，怎会全聚在一起？由于辉木化石在地层中极少被发现，所以辉木的气根是如何长的，现在恐怕谁也说不清，这也是辉木的复原图中至今从未绘出气根的原因。
辉木的气根
蜂巢珊瑚、链珊瑚、石燕贝化石之谜
《远古的奇观——南京雨花石》一书以较多证据说明雨花石主要分布在秦淮河下游靠近长江南岸和滁河下游靠近长江北岸处，这表明雨花石的来源地应该是在秦淮河、滁河中上游的山区。让人不解的是，这些地方并不产志留-泥盆纪（距今4.4亿年至3.45亿年间）的链珊瑚、蜂巢珊瑚和喙咀石燕贝化石，这些化石都只产于长江中上游地区的志留-泥盆纪地层中。藉此有学者提出南京有部分雨花石应该来自长江中上游地区，如湖北、四川等地。但奇的是在靠近南京的江西九江、安徽安庆等地也有这套产雨花石的砾石层，却未见雨花石，再说南京是长江下游地区，江里沉积的多为细泥沙，如此大而重的砾石被流水搬运上千千米而最终沉积在南京，确令人难以想象。就连主张部分雨花石可能来自长江中上游的学者对此也称奇！这也许就是大自然的奥妙所在！
