第4章 巴尔博与泥河湾盆地(2)

所以，卫奇等认为泥河湾盆地的研究，巴尔博是科学拓荒人，桑志华是泥河湾动物群的发现者，德日进是科学奠基人。巴尔博的工作在于协助古生物学家确定出产化石地层的层位关系，以及泥河湾动物群产地的区域地质条件，这也就是关于泥河湾层的第一篇学术论文出自巴尔博之手的原因。

三、巴尔博研究泥河湾的主要成果

巴尔博对泥河湾盆地的研究是在1924-1931年之间，即他任燕京大学地质学教授期间进行的。他所取得的成果主要有三：其一，泥河湾层的命名与划分；其二，大同火山群的初步研究；其三，华北地文期模式的建立。前两方面是他研究泥河湾盆地得到的直接成果，后一方面则是他在泥河湾层研究的基础上，进行各地区之间地层以及地文期的对比，将生物地层学方法引入地文期时代的确定，从而得出地文期划分原则和地文演化模式。

1.泥河湾层的研究

1924年9月，巴尔博和桑志华对桑干河流域进行了一次短暂的考察，确认该地区发育有一套富含化石的晚新生代沉积。鉴于该地层对于研究华北乃至中国晚新生代地质及地貌演化的重要性，巴尔博在第一时间将此次考察的结果以附注的形式放在“张家口地质之初步观察”（PreliminaryobservationsintheKalganarea）一文之后，于1924年发表。

按照地层学研究的惯例，岩相、岩性大体一致，上下界限明确，在一定地理范围内比较稳定的地层，可以划分为一个基本的地层单位，并采用最初发现和研究地的地名（山名、村名等）命名。巴尔博将桑干河两岸出露的地层分为上下两段：下段呈绿色、棕色，含大型瓣鳃类化石，局部含有石膏及植物残片，厚度超过46米，位于泥河湾村附近，命名为“泥河湾层”（Nihowanbeds）；上段含小型腹足类化石，顶部大多为后期侵蚀所破坏，出露厚度达12米以上，以附近的土洞村为名，称为“土洞层”（Tutungbeds），是与黄土下部同期的湖相沉积。

根据1924-1926年期间多次考察泥河湾盆地所获得的材料，巴尔博、桑志华、德日进于1927年合作发表了对泥河湾盆地东部区域研究的初步成果--“桑干河盆地沉积之地质研究”，从泥河湾沉积的出露范围、沉积物特征、泥河湾的古地形、泥河湾层与黄土的关系、泥河湾层中的化石等方面进行了较系统的介绍。他们将泥河湾村以东出露的沉积自下而上分为四层：（1）红土层（Zoneofthe“RedClays”），未见化石，可能与“三趾马红土”相当。（2）砂砾石层（Zoneofgravelsandsands），与红土层不整合。（3）中部砂土层（Middlezoneofsandsandclays）。（4）白色泥灰岩层（Zoneofwhitemarls）。除红土层外，其他各层中都发现有化石，特别是中部砂土层中产出丰富的脊椎动物化石，文中所列出的经初步整理、鉴定的泥河湾动物群成分包括6种软体动物化石和32种脊椎动物化石。依据泥河湾层的岩性、分布、古地形、上下接触关系及动物群特征等，他们得出以下结论：（员）泥河湾层位于黄土之下，三趾马红土之上，是一套分布广泛的湖相沉积，属三门系（Sanmenian）。（圆）三门系沉积代表中国北方显著而普遍的堆积时期。（猿）发育三门系之处，沉积物厚度大，与黄土具有同等的重要性，并为黄土之前的侵蚀切割成台地状。（源）泥河湾层中的哺乳动物化石类型反映中等温和湿润的气候环境，但上部泥灰岩及石膏的沉积显示不断旱化的趋势。

（缘）依据对泥河湾动物群的初步分析，三门系的时代为上上新世（或下更新世），与欧洲维拉弗朗阶（Villafranchien）对应。（远）蓬蒂阶、三门系、黄土是中国北方具有同等重要性的3个地质术语，它们可能对应3个相继且相似的地文期。由此，巴尔博等人初步完成了泥河湾层的划分，确定了泥河湾层的大致时代及其在中国北方晚新生代历史中的位置，为泥河湾盆地的研究奠定了基础。

2.大同火山群的研究

大同火山群地处泥河湾盆地西北边缘，分布在山西省大同市以东25千米的西坪至河北省阳原县西界之间，是中国北方第四纪火山形态完整、分布集中的典型地区之一。1930年，德日进和杨钟健在“山西西部、陕西北部黄土期前、蓬蒂纪后之地层观察”一文中，根据大同教区R.F.deVleschower提供的线索，首次报道了桑干河上游盆地北部存在至少9个完整的火山锥，但文中只提到火山熔岩覆盖或穿插了三门系地层，却又为黄土所掩埋，没有更具体的研究。为此，1931年3月，巴尔博与他在燕京大学的学生卞美年一起，对桑干河流域的这一火山群进行了初步的调查，发表了“桑干河之洪积统（更新世）火山”

（ThePleistocenevolcanoesoftheSangkanho）一文，从区域地质构造、玄武岩岩性、玄武熔岩的时代与层位关系、区域地质简史、新石器文化等方面进行了初步研究，并指出了有待进一步研究的问题。他们调查的结果，确认大同火山群是马兰期黄土堆积之前，三门系地层遭受切割的侵蚀期内喷发的，熔岩曾一度拥塞桑干河，但河流后来又切穿了玄武岩体。巴尔博与卞美年关于大同火山群的文章也是具有开创性的。但他们的研究比较初步，也没有对火山群进行命名，只是将其泛称为桑干河流域的火山，加之火山研究本身属于比较小的地质学分支，所以，该文章在学术界不及巴尔博报道并命名“泥河湾层”的文章影响范围广。1933年，尹赞勋发表“山西大同第四纪火山群”（LesvolcansQuaternairesdeTatung，Shanxi）一文，明确使用了“大同火山群”的名称，较系统地研究了火山区的地形、地层、火山喷发物及12座火山的特征，并且认为最后的火山活动在马兰黄土中期中止，黄土晚期和黄土期以后不曾发现任何活动痕迹，估计最新火山活动在距今10万年到六七万年之间，即大同火山是死火山。由此奠定了大同火山群的研究基础。

3.地文期的研究

巴尔博对中国地文期研究有所贡献是国内地学界所公认的。李吉均院士认为，中国新生代研究曾有两笔重要的理论遗产，一是“地文期学说”，一是“冰期学说”，前一学派的代表是杨钟健、巴尔博，后者则是以李四光为代表。但是，国内学者很少注意到，巴尔博对中国地文期的开拓性研究是从“泥河湾层”开始的。

继1924年首次报道并命名“泥河湾层”之后，次年，巴尔博便以“桑干河谷内之沉积物”（ThedepositsoftheSangKanHovalley）为题讨论了泥河湾层的堆积与侵蚀。他指出，洋河、桑干河及其支流的地形特征（如清水河阶地、泥河湾湖积台地等），代表了当地侵蚀历史中一个显著的地文期。但该地文期与当时已有的由维里士（B.Willis）和安特生（J.G.Andersson）建立的华北地文期序列（北台期、唐县期、汾河期、马兰期、板桥期）无法对比。于是，他从内陆山间盆地的地质构造、气候波动等地方性控制因素的角度，分析了侵蚀历史的复杂化问题，认为存在区域性次一级地文期（minorstages）的可能性。