抢救“金钉子”

地质队员在来宾市蓬莱滩乐平统地界金钉子替代剖面区开展地质调查工作

红水河自西向东横穿来宾市。这条我国珠江流域西江水系的干流，河床深切，礁石林立，漩涡乱布，滩多水急，给人一种幽深莫测的神秘色彩，也造就了像蓬莱滩这样的十大险滩。2005年9月3日，因“记录”了地球历史上最大一次生物灭绝信息的蓬莱滩剖面被国际权威机构认定为全球二叠系乐平统底界的全球界线层型剖面和点位（GSSP，俗称“金钉子”），标志着我国第4枚金钉子正式落户广西蓬莱滩。蓬莱滩——这一人迹罕至的险滩由此一夜之间名扬地质学界，引起世人的瞩目。然而，巨大荣誉的背后，是我国著名的古生物学家金玉玕和他的科研团队用了20多年的时间，从黑头发干到了白头发，直至他生命的最后一刻，才寻找到这颗“金钉子”。由此，在全球年代地层表上首次出现了以中国的剖面作为标准的名字——“乐平统”吴家坪阶，打破了没有中国学者建立地质年代单元的历史。

2021年初，广西壮族自治区区域地质调查研究院（以下简称区调院）的地质技术员来到蓬莱滩，沿着金玉玕院士及其科研团队当年研究的足迹，追索红水河两岸广泛出露的二叠纪中晚期形成的石灰岩地层和丰富的菊石动物及其伴生生物化石，感受着2亿多年前地球历史上最惨烈的大灭绝——那段悲壮和宏大的地球历史事件。他们要做的，是跟金玉玕院士发现蓬莱滩“金钉子”一样伟大和光荣的事情——实施“广西来宾蓬莱滩‘金钉子’替代剖面调查研究项目”，寻找第二个蓬莱滩“金钉子”。

地质队员在测制地层剖面

地球的年轮——“金钉子”

广西来宾蓬莱滩“金钉子”替代剖面调查研究项目负责人戴昱介绍，地质学上的“金钉子”是全球界线层型剖面和点位（Global Boundary Stratotype Section and Point，GSSP）的俗称，是为了在全球范围内有效探索地球历史上同步发生的各种地质事件而寻找的一些特别的地层剖面和地质点，以此作为划分全球各时代地层的统一标准。“金钉子”一旦钉下，这个地点就成为国际地质学某一地质时代分界点的唯一标准。因此它的确立是地层学研究的一项极高的科学荣誉，对于了解地球历史、探求地球生物演化奥秘等具有重要意义，历来是世界地质学家研究的热点和激烈竞争的领域。

其实，“金钉子”原本不是地质学的名词，它来源于美国的铁路修建史。1869年，美国首条横穿美洲大陆的铁路贯通，这条铁路对美国的发展意义极其深远。为了纪念铁路的成功修建，铁路落成庆典上，在最后一根特制月桂枕木上，钉下了最后4颗有特殊意义的特制道钉，其中2枚含有成色不等的黄金。最后一枚道钉含17.5克拉黄金（73%成色，18K金），重436g。这枚“最后的道钉（The Last Spike）”，四面刻有太平洋铁路的奠基和竣工日期、铁路指挥长等官员的姓名，并提有“May God continue the unity of our country, as this railroad unites the two great oceans of the world”（就像这条铁路连接世界两大洋那样，愿上帝使我们的国家继续统一）等字句，顶端刻有“LAST SPIKE”标记。随着最后一枚黄金道钉的楔入，太平洋铁路这项伟大工程也标志着胜利竣工。

由于建成的这条铁路对当时美国的经济、文化，特别是美国西部开发具有极为深远的意义。地质学家借用了“Golden spike”（即中文的“金钉子”），代表年代地层学中一项巨大工程的完成，也形象地表达了它是“钉进”地球表面的一个有特殊含义的地理“点”，隐喻了它在年代地层学中重要地位和里程碑式的科学意义。因而，地层学研究中用“金钉子”代替了原本冗长而拗口的科学术语——全球标准层型剖面和点位，既通俗简单练，又寓意深远。

地层学发展的数百年来，地层古生物工作者们未间断探索，为年代地层单位寻求共同的标准，进行编码。但是，由于定义混乱，缺乏统一，不仅造成地层划分和对比的困难，也难以识别世界不同地区同步发生的地质事件。随着1965年国际地层委员会成立后，“金钉子”被正式推广，其定义的核心是以某种具有全球对比意义的标准化石的“首现”作为相关地层划分的标准。有了“金钉子”，全球的地质工作者就有了“共同语言”。

如果把地球比作一棵树，“金钉子”就是这棵树的年轮。自然界的气候变化，会体现在树木的年轮上，远古地球的年轮，则体现在不同环境下形成的沉积岩中。地球46亿年的历史，可以划分为宇、界、系、统、阶等不同的单位，这好比历史研究中的朝代划分。地球自有生命出现以来，可以划分成100个“朝代”，而“金钉子”就是每个“朝代”的起点。通过相关科学研究，每个“朝代”上出现的独特生命和地质事件就能各自“归位”。

地质队员在查看剥土后的底层构造情况

蓬莱滩“金钉子”——被淹没的地质珍宝

在地球46亿年的历史中，至少发生过五次大的生物灭绝事件，其中规模最大的是发生在二叠纪至三叠纪之间。有统计显示，地球上 90%以上的海洋生物物种和75%左右的陆地生物物种在这一时期全部都灭绝了。

二叠纪代表地球历史上的一个特殊阶段，此时全球各大陆联成一体，形成贯通两极的超大陆，在其东侧形成一个半封闭的古特提斯洋。早中二叠世末在全球范围内发生一次大规模的海退，海平面一度降到了最低点，使得全球范围内泛大陆大部分地区露出海平面，因而没有或只有陆相沉积记录，因此，世界范围内很少有地方保存有完整的晚二叠世地层记录。我国华南地区由于当时处于古特提斯洋的东侧，保存有非常完整的各种沉积类型的海相和陆相沉积，是研究二叠纪末生物大灭绝过程的最为理想的地区。

由于缺少完整的地层，一直以来从二叠纪到三叠纪之间的地层研究国际上始终没有统一的地质年代表。蓬莱滩剖面连续而完整，可以精确记载从二叠纪到三叠纪之间的地质年代。在蓬莱滩剖面中最引人关注的是第28层，菊石、腕足类、腹足类和非有孔虫等大量生物物种化石在这一层之下完全消失，在此地层之上也再无复存在，显而易见的是大量生物遭遇了灭顶之灾，究竟什么致使生物灭绝？具体时间是什么时候？通过对这个地层的深入考察发现，在二叠纪末生物灭绝之前还存在着一次生物灭绝，这次灭绝规模没有后一次大，是大规模灭绝的前奏，而发生的时间就是蓬莱滩红色岩石所在的那个时期。

蓬莱滩“金钉子”被国际地科联认可是世界上最好的中晚二叠世地球历史记录，是世界地层研究中最具有代表性的典型剖面之一，填补了全球年代地层表上二叠统的一个空白！它的发现与研究，充分体现了我国二叠纪地层学领域国际领先的综合研究实力和水平，使我国地学界在我国建立全球乐平统底界层型剖面的夙愿得以实现，为我国获得了崇高的荣誉。

蓬莱滩“金钉子”是产在广西的一颗明珠，是地球漫长发展历史赐予广西的珍宝。然而，因蓬莱滩“金钉子”位于红水河河漫滩，汛期被洪水淹没，枯水期又接受风化冲蚀，带来的泥沙反复性地将剖面覆盖又冲洗，既不利于保护，也不利于开展科学研究。同时，自2011年3月，国家重大工程大藤峡水电站建设项目开始启动，对蓬莱滩金钉子来说，几乎是“灭顶之灾”，大藤峡水电站建成后，其蓄水水位将在59.6米至61.0米之间波动，远高于蓬莱滩“金钉子”+50米标高，届时蓬莱滩“金钉子”将长期被淹没，对蓬莱滩“金钉子”的保护已经失效。蓬莱滩“金钉子”也成为了被永久淹没在水下的“珍宝”，对它的保护和研究将无法实现。

抢救“金钉子”迫在眉睫！

地质队员在认真观察基岩露头情况并进行研究讨论

抢救“金钉子”——广西地质人在行动

蓬莱滩“金钉子”剖面于2005年确立为国家级地质遗迹保护区，据来宾蓬莱滩二叠系乐平统底界全球界线层型剖面地质遗迹保护区勘界说明书勘定，主剖面保护区一级区高程63.79米至50.32 米，二级保护区高程79米至53.14 米。辅助剖面保护区一级区高程59.22米至57.82 米，二级区高程60.87米至56.13 米。但随着大藤峡水利枢纽工程的建设，正常蓄水位为61.0 米，目前大藤峡下闸蓄水至52 米，地质遗迹保护区绝大部分已淹没于水下。

抢救“金钉子”刻不容缓！

2015年7月25日，水利部水利水电规划设计总院对大藤峡防洪工程设计报告进行审查，基本同意“金钉子”保护工程采用围堤防护方案。大藤峡移民安置工作实施以来，设计单位对“金钉子”防护工程进行了详细的补充勘察工作，认为“金钉子”所处位置基础灰岩岩溶发育、表层强烈溶蚀风化、透水性不均，采取加强帷幕灌浆将会导致岩石裂隙原状破坏增大，对“金钉子”地质遗产造成一定影响。为消除可能出现的影响，切实保护“金钉子”世界遗产，经设计单位中水东北公司和南京地质古生物研究所共同努力，提出“辅助剖面+切割保护”的方案，对“金钉子”进行迁移保护，并建设陈列馆，供科考人员研究、游客欣赏。目前，剖面已经被切割成两套，一套送至南京地质古生物研究所保存，另一套等陈列馆建设完毕后展示。

为保存蓬莱滩“金钉子”这一世界地质遗迹，南京地质古生物研究所的沈树忠院士团队也在努力寻找替代剖面，初步找到柳州凤山剖面，但相对比柳州凤山剖面进展要取决于后面的研究是否好，而在蓬莱滩“金钉子”剖面原址附近寻找替代剖面的可行性更高，也更为有效。

2020年3月5日，自治区地矿局党组书记、局长唐善茂赴来宾市调研，参加自治区地矿局与来宾市召开的项目对接座谈会，听取加快申报蓬莱滩“金钉子”地质公园的相关报告，并与来宾市达成初步战略合作意向，充分发挥自治区地矿局技术优势联合开展蓬莱滩“金钉子”异地重现项目，并进一步挖掘地质资源申报省级甚至国家级地质公园。

 2021年初，做好了充分准备的广西壮族自治区区域地质调查研究院（广西地质公园与地质遗迹调查评价中心）的地质技术人员挺进蓬莱滩，沿着金玉玕院士及其科研团队当年研究的足迹，追索红水河两岸广泛出露的二叠纪中晚期形成的石灰岩地层和丰富的菊石动物及其伴生生物化石，从地层、构造、岩相、古地理、古生物等多方面与蓬莱滩“金钉子”综合比对研究，寻找空间上邻近、沉积相相同、古生物类别一致的替代层型剖面和点位（GSSP），再现2亿多年前地球历史上最悲壮、最惨烈的大灭绝事件。

地质队员在采集微体化石样

截至2021年12月，蓬莱滩“金钉子”替代剖面调查研究项目的野外地质调查工作已全部结束，经过艰苦卓绝的努力，区调院的地质队员完成了对研究区进行了填图单位的重新厘定，圈定了7处可能存在替代剖面的位置，划定了岩性组合、沉积相、古生物特征等相似，且最为有利寻找到替代剖面的蓬莱滩南岸进行工程开挖研究。同时，在铁桥北岸新发现了一处灰岩露头，标高位于61米之上的有利地段，该处为来宾灰岩目标层顶部的浅灰夹灰色中—厚块状棘屑灰岩、生物屑微晶灰岩组合。岩性组合、古生物、沉积相特征均与原剖面相同，且相距铁桥剖面仅几十米，为最具有潜力寻找到海拔标高位于61米之上之重要地段。

“野外工作基本上完成了设计中的预期目标，下一步计划与沈树忠院士团队共同开展牙形刺和蜓化石的综合研究工作，为替代剖面提供更多的科学研究证据。”项目负责人戴昱表示。