| 中科院院士陈旭与地质首枚“金钉子” | ||||
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7月29日是星期五，近年来我习惯收看中央电视台第10“科教频道”中“地理·中国”半小时栏目。今晚是“地球年轮——金钉子的故事”，一位我熟悉的中科院院士作客演播室。他就是中科院南京地质古生物研究所陈旭院士，1997年首枚地质“金钉子”落户中国的确立者。他是从大娄山走出去的桐梓人。桐梓他称之为“他的第二故乡”。我与他常有电话往来。30日下午我拨通他家里电话，我们高兴地交谈起来……，祝贺他作客中央电视台第10“科教频道” 演播室，祝愿他健康长寿！成果更丰硕！邀请他来桐梓进行地质考察。 桐梓情结 1937年“七•七”卢沟桥事变爆发后，日本帝国主义大举侵犯中国，祖国半壁河山沦为日本铁蹄下，国民政府及许多军事设施不得不西迁。在唯一的国际交通补给线川黔滇缅公路，桐梓是必经之地，交通孔道。离陪都重庆仅250公里，从沿海各省相继西迁来38个单位。1938年春迁来的生产中正式步枪和捷克式轻机枪的国民政府军政部兵工署第41兵工厂。为解决电力紧张，利用天门河河水落差，蓄水修建水电厂。特聘中国工程学会、中国水利工程学会员陈祖东（字华夫）任总工程师，邀请清华、浙大、东北、西北、工大等5所名牌大学工程技术人员参与设计和安装。1939年，陈祖东携夫人、儿子陈旭来到桐梓，居住在小西湖畔，全身心投入水电厂的建设。天门河水电厂1939年动工，向美国奇异公司订购水电发电设备，海运至印度后由喜马拉雅山“驼峰”航线空运来，1945年初建成。两台发电机及所有机电设备运行近60多年，至今仍运转正常为生产服务。这个电厂是为抗日而建，它是中国最早的岩溶地下电站，是贵州省第一座水力发电站。
在修建天门河水电厂的岁月里，一个蹒跚学步的孩童跟随父母，小西湖美景伴随他度过了天真烂漫的幼年。后来，由于国民党政府将张学良将军囚禁在小西湖，总工程师陈祖东一家让出自家居住的房子，搬迁到魁岩下41兵工厂俱乐部居住。陈旭就读41兵工厂子弟学校。1946年，他父亲迁回北京。少年时期的他勤奋苦读，立志要做一名像父亲那样杰出的科学家。通过努力，他考取了北京地质学院，1959年毕业后分配到中国科学院南京地质古生物研究所工作，从此致力地质古生物研究。 揭开亘古之迷 “儿时山水情，他乡胜故乡！”他离开桐梓后，梦中常回魁山溱水。上世纪六十年代开始，他的足迹踏遍了桐梓的山山水水。1963年5月至10月该所著名地质学者张文堂率许汉奎、陈旭、陈均远、袁克兴、林尧坤、王俊庚一行七人组成黔北地层调查组来我县进行地质调查，其后又于1964年3月至4月底作补充调查，在韩家店、凉风垭、红花园等地系统采集地层样品。张文堂等对“桐梓笔石带”作了初步划分。1978年12月此所陈旭、林尧坤系统整理和鉴定了桐梓下志留统笔石，在《中国科学院南京地质古生物研究所集刊》上发表了“黔北桐梓下志留统的笔石”一文，文中系统是描述了桐梓下志留统笔石，共计24属110种和亚种，作了分类和演化方面讨论。特别发现指出，无轴正笔石可延续到早志留统，演化上具有重要意义。1983年5月他陪同美国佛罗里达大学地质系主任奥普戴克专程来我县韩家店、观音寺、花园河谷采集样品。继而有日本、法国、瑞典、意大利等地质古生物专家接踵而至。。1983年和1984年国际奥陶——志留纪界线工作曾组织外国地质古生物学家在他的陪同下到现场考察、采集样品，并建议推荐为全球界线层型候选剖面。1988年9月他与英国皇家学会首席代表，世界地质研究所副所长霍兰等七名世界著名地质学家到韩家店考察，采集样品。1995年冬和1998年4月22日至29日他与戎嘉余院士、王怿、詹仁斌、张元动副研究员、博士研究生樊隽轩一行六人两次来系统采集样品。1998年11月5日至23日在美合作研究的陈旭委托王宗哲研究员、樊隽轩又再赴桐梓采集样品。1999年6月在捷克召开的第八届国际奥陶系大会上，他与戎嘉余院士、詹仁斌、王怿等八位教授，美国纽约州立大学地质系米切尔教授、丹麦哥本哈根大学地质博物馆联合提名湖北宜昌王家湾（深水相）和贵州桐梓红花园（浅水相）为全球层形候选剖面和辅助候选剖面。2000年9月11日至13日他与戎嘉余院士、詹仁斌副研究员等七名专家又到红花园剖面及凉风垭采集样品。2002年9月5日至9日陈旭博士生导师，樊隽轩副研究员等一行三人到红花园剖面采集奥陶系与志留系交界连续层面地层样品。陈旭院士和戎嘉余院士等研究和提出的湖北宜昌王家湾奥陶系顶部赫南特阶全球界线层型与点位，在2004年10月被国际地层委员会奥陶系分会通过，2006年2月被国际地层委员会（ICS）通过，2006年4月3日被国际地球科学联合会正式批准为全球界线层型与点位（金钉子）。2007年5月20日桐梓县政府接到“关于‘第十届国际奥陶系、第三届国际志留系联合大会’会后野外地质考察的接待计划”通知书。7月2日考察红花园剖面，7月3日上午考察戴家沟剖面，敬请县政府协调县有关单位协助做好现场考察的工作。6月1日县政府第四次常务会议上决定建立地质遗迹保护碑。6月4日经与该所中科院士陈旭电话联系，他们欣然同意，并提出以县政府与该所名义共建四块保护碑：即红花园剖面二块，韩家店剖面一块，戴家沟剖面一块，并参照浙江长兴“我国第二个二叠系与三叠系地质金钉子”保护碑碑样发来电子邮件及中英文式样。
为揭开４至５亿年地质亘古之迷，他耗去30多年精力与心血。  在戴家沟地质剖面考察后留影 硕果累累 陈旭长期从事笔石和奥陶系、志留系的研究，共发表中、英文论文和专著156篇（册）。1997年由他领导的国际工作组在我国浙江常山黄泥塘建立了中奥陶统达瑞威尔阶的全球界线层型与点位剖面。2002年由他参加的国际工作组在新疆柯坪大湾沟建立了上奥陶统底界的全球辅助层型剖面。1984年他曾提出奥陶纪末全球海平面下降与扬子区古地理变化的关系。1986年首次在我国借扫描电子显微镜研究了酸解的笔石标本。1988年他组织中国科学院与英国皇家学会志留系特列奇阶的国际合作，此后在国内外多次发表此项合作的论文和专著。1990年开始研究奥陶纪末的生物集群灭绝事件，并在最近又提出奥陶纪末至志留纪初笔石的灭绝、复苏和辐射的进程与模式。1995年-1997年发表对华南早古生代板溪洋的质疑，并先后在国际上发表中国奥陶纪古板块的论文。1995年他和他领导的工作组在国际地科联专刊上发表总结中国奥陶系的英文专著。近年来他与美国学者合作研究全球显生宙古气候演变，并发表专著和论文。1990年在我国主持第四届国际笔石大会，1996-1998年三次在我国组织和参与组织国际奥陶系现场讨论会。1988年获中国科学院自然科学一等奖，1998年获中国科学院自然科学二等奖，1999年获李四光科学技术奖，同年并获捷克卡尔斯大学理学院地球科学金质奖章。原任国际奥陶系分会主席。 地球年轮与金钉子 地球年轮是地球的无字天书，读懂它，就会知道地球的许多秘密。让我们既可通晓过去，也能预见未来。解读地球年轮秘密的锁钥是地质古生物化石谱。地质学家经长期研究，将已知地球历史按有无生命分为显生宙与隐生宙，再划分为太古代、元古代、古生代、中生代与新生代。最初人们认为，元古代无生命，遂将其归入隐生宙；后发现距今30多亿年前的古微生物化石，而将其归入显生宙。而古生代、中生代、新生代还分别划分为若干个糸，糸与糸之间的全球标准简称为金钉子。金钉子全称为：全球性界线层型剖面和点位，英文为Glodal stratotype section and point。 “金钉子”是一种永久性纪念标志的代名词。它是根据1972年10月17日，联合国教科文组织在巴黎通过《联合国保护世界遗产公约》，由“世界遗产委员会负责实施”，旨在以整个国际社会的集体性援助来参与保护具有突出价值的文化和自然遗产。“金钉子”是指地球历史上大的演化阶段的分界线，这个分界线一旦确定就不再更改，就像一个钉子钉在里面。由于它具有很高的价值，所以被地学界称为“金钉子”。地质学上的“金钉子”，实际上是全球年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）的俗称。1988年在美国华盛顿举行的27届国际地质大会上，国际奥陶系地层分会决定，把建立全球统一的奥陶系年代地层系统作为该分会今后相当长一段时间内的主要任务。 “金钉子”一名源于美国的铁路修建史。1869年5月10日，美国首条横穿美洲大陆的铁路钉下了最后一颗钉子，这颗钉子是用18k金制成，它宣告了全长1776英里的铁路胜利竣工。鉴于这条铁路的修建在美国历史上具有里程碑的意义，对美国政治、经济、文化的影响极其深远，特别是对于美国西部开发战略的实施具有举足轻重的作用。为纪念这一事件，美国在1965年7月30日建立了“金钉子国家历史遗址”。 全球年代地层单位界线层型剖面和点位在地质年代划分上的意义与美国铁路修建史上“金钉子”的重要历史意义和象征意义具有异曲同工之处，因此，“金钉子”就为地质学家所借用。 按国际地质科学联合会（简称地科联）（IUGS）和国际地层委员会（地层委）（ICS）的规定，全球统一地质时代（年代）表要通过建立全球不同时代（年代）地层单位界线层型和点位（GSSP）的方式来建立，以便于按统一时间（时代）标准去理解、解释、分析和研究世界不同地区同一时间内发生的或形成的各类地质体（岩石、地层等）及地质事件及其相互关系。所以，年代地层单位界线层型和点位（金钉子）是国际地层委和地科联，以正式公布的形式所指定的年代地层单位界线的典型或标准。是为定义和区别全球不同年代（时代）所形成的地层的全球唯一标准或样板，并在一个特定的地点和特定的岩层序列中标出，作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。 每一个时代的全球界线层型和点位（金钉子）的选取，都必须在对全球包含这个时代地层序列（即界线剖面）进行调查，并组织有关专家对所申报的有可能成为该代年代地层单位界线金钉子剖面的建议和相关研究成果进行详细研究、检验和讨论的基础上，由国际地层委员会下属的有关地层分会的各国专家通过投票的方式产生，然后报国际地层委和地科联批准公布。全球层型剖面和层型点（GSSP）是指特定地区内，特定岩层序列中的一个专有的标志点，藉此构成两个年代地层单位之间界线的定义和识别标准。“金钉子”是全世界科学家公认的，全球范围内某一特定地质时代划分对比的标准，因此，它的成功获取往往标志着一个国家在这一领域的地学研究成果达到世界领先水平，其意义绝不亚于奥运金牌。1977年于捷克确立的全球志留系/泥盆系界线层型剖面和点（GSSP）是全球第一枚金钉子。全球地层年表中一共有“金钉子”110颗左右，而目前，全球已建立60枚“金钉子”，我国获得了9枚。它们是：  第一枚是1997年奥陶系达瑞威尔阶的“金钉子”，位于浙江常山黄泥塘地质剖面。它是奥陶系确立的第一颗金钉子。  第二枚是2001年浙江长兴县二叠纪与三叠纪的“金钉子”,它是目前为止中国确立的9颗“金钉子”中级别最高的，身兼系、统、阶“三职”。是中国金钉子中级别最高的，是划分古生界和中生界的标准金钉子，位于浙江长兴县煤山。  第三枚是2002年7月，寒武系排碧阶 “金钉子”，位于湖南省花垣县排碧乡，是寒武系确定的第一颗“金钉子”。 第四枚二叠系乐平统暨吴家坪底界的“金钉子”，位于广西自 治区来宾市蓬莱滩。 第五枚二叠系长兴阶底界的“金钉子”，位于浙江长兴县。 第六枚2006 年6月奥陶系赫南特阶“金钉子”，位于湖北宜昌市夷陵区分乡镇王家湾村王家湾，是奥陶系最顶层的“金钉子”。 第七枚2008年6月，寒武系古丈阶“金钉子”，位于湖南古丈县罗依溪镇。 第八枚奥陶系中奥陶统及奥陶系第三个阶(大坪阶) “金钉子”，位于湖北宜昌黄花场剖面。  第九枚2009年初石炭纪维宪阶“金钉子”，这是全球石炭纪首个“阶”级“金钉子”，位于广西柳州的碰冲剖面。 在中国科学家确立的9颗金钉子中有5颗是以中国地名来命名的。它们分别是排碧阶、吴家坪阶、长兴阶、古丈阶和大坪阶。 中国首枚地质“金钉子” 1995年，在第五届国际奥陶系讨论会上，大多数选举委员同意将全球奥陶系划分为上、中、下3个系和6个阶，并组成5个工作组，分别对全球有可能成为相当系和阶的界线层型剖面进行调查。 1997年由南京地质古生物研究所研究员陈旭、博士生张元动等人经两年艰苦努力，找到浙江距常山县城南5公里处的二都桥黄泥塘的剖面, 奥陶系发育最完美的地区，其达瑞威尔阶地层剖面和化石组合的典型性、稀有性为全球罕见。作为奥陶纪地层的主要化石—笔石和牙形刺，在常山黄泥塘剖面得到最好的发育和保存。笔石全球都能采集便于分析研究，而牙形刺细微，不便于分析研究。笔石又是时 任研究员的陈旭的强项工作。他们选择了黄泥塘剖面183#——184#编号有重大变异的笔石层位为点位，经申报，1998年1月国际地科联一致通过该剖面点位为“金钉子”，即奥陶系达瑞威尔阶“金钉子”， 这是中国第一枚地质“金钉子”。  黄泥塘“金钉子”剖面，4亿7千万年以前是一片海洋，随着地球的运动，地壳的演变，河床的抬高，这里形成陆地，海洋里的许多生物死亡后形成了化石。目前，在黄泥塘“金钉子”景区内可以找到多种生物化石，其中笔石化石、牙形刺生物化石、腕足类生物化石、三叶虫生物化石为最主要的四种化石，还有少量的腹足类生物化石。多年来，南京古生物研究所和浙江省地调院的专家常常来此考察，已将各种化石标本采集起来作为科学研究用。 4亿7千万年前的奥陶系世界：那时候的地球，是一个生气勃勃的水世界，地球当时温暖潮湿，海平面也比现在高，浩瀚的古大洋淹没了大半部分的北半球，常山东省地区还是扬子海的范围。从奥陶系开始，扬子海日照充沛，海水温暖，海底生长着珊瑚礁，有壳的腕足动物逐渐取代了三叶虫原先在海洋生态域中的霸主地位，再加上有发育较丰富的漂浮动物笔石，展现了一个充满生机的奥陶纪海洋生命世界。 笔石是一类微小的蠕虫状生物，它们像今天的珊瑚虫一样群体生活，漂流在海面上，吃浮游生物。而一种叫做鹦鹉螺的动物进入了繁盛时期，它们身体巨大，是当时海洋中凶猛的肉食性动物，为了防御鹦鹉螺的袭击，三叶虫在胸、尾长出许多针刺，以避免食肉动物的袭击或吞食。 中国第一枚地质“金钉子”的确立的影响下，此后，中国科学家在这方面研究步入快速发展期。目前中国已有9颗地质“金钉子”， 打开全球通用的地层年表，能看到中国的地名，这对中国古生物学家来说，有着特别的意义。确立“金钉子”不仅体现了领先国际的综合科研实力，更是国家的崇高荣誉。
2011年8月1日 | ||||
| （作者：黄 光 荣） | ||||
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