北京师范大学地理学与遥感科学学院 邱维理
2011年8月19日,邱维理在泥河湾向全国高校地质学教学研究会第22届年会的专家学者介绍虎头梁雀儿沟剖面的“冰卷泥”
作者简介: 1982年获得北京师范大学自然地理学专业学士学位。1989年获得新生代古地理学专业硕士学位。2000年获得自然地理学专业博士学位。现为北京师范大学地理学与遥感科学学院副教授,自然地理学专业硕士研究生导师。主要从事自然地理学、地貌学等课程的教学和地貌与第四纪环境方面的研究工作,兼任中国地理学会地貌与第四纪专业委员会委员、环境变化专业委员会委员、全国高校地质学教学研究会理事会理事长。1982年7月第一次前往泥河湾盆地进行野外考察,此后多次在泥河湾盆地指导本科生野外实习。1998年以来,发表有关地文期和泥河湾研究的学术论文9篇,2004年受聘为泥河湾地质遗迹保护区学术顾问。
泥河湾是河北省阳原县化稍营镇的一个小村庄。然而,在国内外学术界,“泥河湾”却非常有名,是一个与各种科学术语相关联的专有名词。“泥河湾层”“泥河湾动物群”“泥河湾期”“泥河湾盆地”“泥河湾裂谷”等术语,反映了泥河湾地区蕴藏着丰富的科学信息。20世纪20年代初以来,科学家们在该地区不断获得大量新发现,使得泥河湾盆地成为享誉中外的第四纪研究和旧石器考古的圣地之一,受到中外地质学家、地理学家、古生物学家、古人类学家和考古学家的重视。
近90年来,到泥河湾盆地进行科学考察、发表研究成果的学者数不胜数,其中,巴尔博(George Brown Barbour,1890—1977)是人们回顾泥河湾盆地研究历史时最常提到的一个人,正是他首次在学术期刊上报道了桑干河沿岸的晚新生代湖相沉积,并将其命名为“泥河湾层”(Nihewan beds),使得“泥河湾”由一个村名成为一个专用学术名词,进入了科学的殿堂。那么,巴尔博是一个什么样的人?他为什么要到泥河湾盆地进行考察?他怎么会用一个很不起眼的小小村落的名字命名他的新发现?他从泥河湾盆地的研究中得出了哪些重要成果呢?
1934年巴尔博在纽约
巴尔博是一位国际知名的英国籍地质学家和教育家。他曾在中国、南非、欧洲和北美等地进行野外地质考察与研究,也曾在许多大学讲授地质学。1938—1958年,巴尔博在美国俄亥俄州辛辛那提大学(University of Cincinnati)担任文理学院院长(Dean of the College of Arts and Sciences)。
巴尔博的一生充满了探险。他21岁开始周游世界,第一次世界大战期间服过兵役,北京周口店猿人遗址的发掘现场留下过他的身影。与他相关的档案材料收藏在辛辛那提大学档案与珍贵书籍图书馆(Archives and Rare Books Library),包括信件、照片、野外记录和教学资料等。这些材料记录了他的生活和职业生涯,是该校校级档案的一部分。
1890年,巴尔博出生在英国苏格兰首府爱丁堡(Edinburgh)。他的父亲是一名医生,为他创造了良好的受教育环境。
1899—1906年,巴尔博就读于创建于1830年的、当地最好的默切斯顿堡学校(Merchiston Castle School)。毕业后,他进入德国的马尔堡大学(Marburg University)学习。一年后,他又到爱丁堡大学(Edinburgh University)继续学业。1910年,当他以优等成绩获得了文学硕士(M. A.),父亲送给他的毕业礼物是周游世界的旅行。于是,他先后游览了纽约、芝加哥、加拿大西部、旧金山等地,然后横渡太平洋,来到日本和中国。他在中国的经历对他产生了深刻的影响,以至于他决定要重返中国,做一名致力于医疗事业的志士(medical missionary)。
辛辛那提大学文理学院巴尔博院长
1912年,旅行归来的巴尔博离开爱丁堡到剑桥大学(Cambridge University)。然而,第一次世界大战的爆发使得他投笔从戎,成为一名战地救护车司机。1914—1919年间,他先后活跃在佛兰德斯(Flanders,包括法国北部、比利时西部和荷兰西南部的部分地区)和意大利等地。但是,他并没有因战事而中断学业,在1916年和1918年分别获得剑桥大学的文学学士(B. A.)和文学硕士(M. A.)学位。
1919年,巴尔博来到美国纽约,进入哥伦比亚大学(Columbia University)攻读博士学位。次年,他与上次旅行时认识的纽约姑娘多萝西·迪金森(Dorothy Dickinson)结婚。多萝西也是一名学者,热心宗教教育事业(Christian Education)。她毕业于哥伦比亚大学师范学院,拥有教育学士及文学硕士学位,当时是哈特福德神学院(Hartford Theological Seminary)的教员,也是非常活跃的基督教女青年会(YWCA:Young Women's Christian Association)的代言人。
1920年,巴尔博再次来到中国,受聘在司徒雷登(John Leighton Stuart,1876—1962)新筹建并任校长的燕京大学(Yenching University)担任地质学教授。此后,巴尔博夫妇在中国度过了11个年头,他们的3个孩子全都出生在中国。在此期间,多萝西继续宣讲基督教,为基督教女青年会工作,并受燕京大学宗教学院之邀前去代课。巴尔博则继续着他的事业,除教学工作外,还参与中国地质调查所(Geological Survey of China)的研究工作,并于1928年以《张家口附近地质志》(The geology of the Kalgan area)为博士论文,获得哥伦比亚大学的博士学位。1929年,巴尔博自筹英文版的图文印费,将该报告赠送给中国地质调查所,刊印为地质专报甲种第6号。
多萝西·迪金森(1919)
巴尔博一生的大部分研究和野外考察涉及中国地质的许多方面。1928年4月,中国地质调查所建立新生代研究室(Cenozoic Laboratory),他是研究室的主要兼职研究人员之一,参与了周口店北京猿人遗址发掘的基础地质工作。巴尔博夫妇在中国的经历详细地记述在多萝西给纽约的家信以及他们夫妇之间的通信中。
1931年,因长子生病,巴尔博夫妇携子回到纽约就医。他们原打算在儿子康复后尽快回到中国,由于时局动荡,他们没能如愿。不得已,巴尔博在1932年接受了辛辛那提大学的一个教学职位,但于次年离开学校,希望找机会回到中国。1933—1934年,巴尔博供职于美国地质学会(Geological Society of America),任杂志的助理编辑。1934年,他得到洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)的资助回到中国,并在地质调查所新生代研究室工作,受聘为客座地文学家(Visiting Physiographer),对长江流域的地貌发育和第四纪冰川等问题进行了专门的研究。但是,由于家人无法与他同行,他于1935年接受了伦敦大学(University of London)的一个为期两年的职位,离开了中国。
1928年,裴文中、王恒升、王恭睦、杨钟健、步林、步达生、德日进、巴尔博在周口店
1937年,巴尔博回到了辛辛那提大学,担任地质学教授。次年,他被任命为文理学院院长,任职长达20年之久。1958年,卸任后的巴尔博重掌教鞭,直到1960年退休。
1934年,裴文中、李四光、德日进、卞美年、杨钟健、巴尔博在周口店
作为地质学家,巴尔博始终与国际上重要的地质学和人类学研究团体保持着专业上的联系。他参与了发现周口店“北京猿人”(Peking Man)的研究团队,也与发现非洲类人猿(the Men-Apes of Africa)的研究人员一起,在南非进行了大量的野外考察。他所获得的重要奖励和荣誉都与他的研究工作有关。例如:他在1937年获得英国皇家地质学会吉尔纪念奖(the Gill Memorial Award of the British Royal Geological Society),1949年成为南非皇家学会(the Royal Society of South Africa)和南非地质学会(the Geological Society of South Africa)的双料研究员。
巴尔博与国际地质学界的许多知名学者有着通信联系,并且与著名的法国耶稣会哲学家(French Jesuit philosopher)德日进(Teilhard de Chardin,1881—1955)保持着长期的友谊,他们曾共同完成了若干野外研究项目。1965年,在德日进逝世10周年之际,巴尔博专门撰写了《与德日进在野外的日子》作为纪念,该书用多种文字出版并在全世界发行。1965年,巴尔博出版了英文版“In the field with Teilhard de Chardin”和法文版“Teilhard de Chardin sur le terrain”。德文版“Unterwegs mit Teilhard de Chardin:auf den Spuren des Lebens in drei Kontinenten”(与德日进在野外的日子:留在三大洲的生活足迹)与荷兰文版“Het veldwerk van Teilhard de Chardin”于1967年出版。
巴尔博一生发表的文章、留下的信件、拍摄的照片和用过的教案等档案文件表明,他是一个极富献身精神的教师,一个热爱家庭的男人,一个活跃的学者。辛辛那提大学为了纪念他,每年都颁发乔治·巴尔博优良师生关系奖(the George Barbour Award for Good Faculty-Student Relations)。辛辛那提大学收藏的有关巴尔博的档案文件,可以通过the OhioLINK Finding Aid Repository(http://rave.ohiolink.edu/archives/ead/OhCiUAR0193,俄亥俄在线查询帮助库)了解所藏文件的分类情况等。
巴尔博之所以到泥河湾进行地质考察,缘起于两方面的需要:其一是他研究张家口地质的需要;其二是与古生物学家进行合作研究的需要。
1922年秋,当博物学家和探险家安德鲁斯(R. C. Andrews)组织并领导的第3次美国自然历史博物馆中亚考察团(the Third Central Asiatic Expedition of the American Museum of Natural History)结束在蒙古高原的第一次野外考察时,由于时间和天气原因,考察团中的地质学家们没能在张家口以北的坝头地区停留,研究一下高原边缘玄武岩所覆盖的地层。但是,他们意识到该区域乃是蒙古高原和华北地区地质上的重要连接地带。为此,经考察团首席地质学家、哥伦比亚大学伯基(C. P. Berkey)教授建议,在中国地质调查所首席古生物学家葛利普(A. W. Grabau)教授和孙云铸(Y. C. Sun)博士陪同下,考察团的莫里斯(F. K. Morris)教授组织了一次较详细的考察,不仅确认了该地区地质上的过渡性质,而且还发现其地质现象具有区域特色。
作为来自美国哥伦比亚大学的地质学家,巴尔博应邀参加了这次考察。事后,鉴于张家口地区地质上的重要性,时任中国地质调查所所长的翁文灏博士委托巴尔博沿着蒙古高原边缘,在更大的范围内研究张家口地区的地质。于是,巴尔博在1922—1926年期间,对张家口地区进行了详细的野外地质考察,这也就是他博士论文的研究工作。
1923年,巴尔博在张家口附近进行地质考察时,一个农民带给他一块发现于桑干河畔东城附近的犀牛(Rhinoceros sp.)股骨化石和一些石膏晶体。1924年夏,在张家口任助理牧师不久的文森特神甫(Père M. Vincent)把他在泥河湾附近收集到的几件丽蚌(Lamprotula)标本和一些完全石化的骨化石,拿给巴尔博和法国古生物学家、考古学家桑志华神甫(Père E. Licent)看,并向他们介绍了桑干河流域被切割的古湖底地形特征,以及当地流传的关于古湖泊的神话传说。
有关桑干河切割古湖底形成湖积台地的情况,使巴尔博意识到,永定河上游不同地区的地文期(physiographic stages,即地貌演化阶段)可能存在某种联系,因而,很有必要搞清楚洋河阶地、张家口清水河阶地、桑干河流域侵蚀历史三者之间的关系。来自泥河湾的化石,也使巴尔博和桑志华认为,在桑干河沿岸可能分布着含有脊椎动物化石的第四纪早期三门类型的沉积(当时只发现于黄河谷地)。于是,他们于1924年9月来到泥河湾进行了初次野外踏勘,并且完全印证了他们的判断。从泥河湾回到张家口后,巴尔博与德日进、戴维斯(W. W. Davis)再次考察了张家口大境门外的清水河阶地,进一步明确了张家口地区的有些地质问题,必须在周边地区寻求答案。
此后,巴尔博在1925、1929和1931年数次来到泥河湾进行短期野外考察,他的主要目的是研究泥河湾盆地的地质特征和地貌演变历史。桑志华在1925年初与巴尔博一起第二次考察泥河湾之后,又用了数月的时间对桑干河流域进行了更广泛的考察,发现了异常丰富的重要化石。1926年10月初,德日进、桑志华对泥河湾的进一步考察,确认了他们对于泥河湾沉积与泥河湾动物群属于三门期的想法。1929年,桑志华再次来到泥河湾进行详细的考察。作为北疆博物院的负责人,桑志华在泥河湾的考察,将主要精力集中在古生物化石的寻找与采集上,所获得的化石标本则由德日进和皮孚陀(J. Piveteau)进行专门研究,发表了《泥河湾哺乳动物化石》的专著。德日进还首次提出,泥河湾盆地可能在200万年前的更新世初期就有人类活动。
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。
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”(Preliminary observations in the Kalgan area)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”(Nihowan beds);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”(Tutung beds),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(Zone of the“Red Clays”),未见化石,可能与“三趾马红土”相当。(2)砂砾石层(Zone of gravels and sands),与红土层不整合。(3)中部砂土层(Middle zone of sands and clays)。(4)白色泥灰岩层(Zone of white marls)。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
自南向北望马蹄山火山口(巴尔博,1930)
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. de Vleschower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”(The Pleistocene volcanoes of the Sangkanho)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”(Les volcans Quaternaires de Tatung, 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”(The deposits of the Sang Kan Ho valley)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(minor stages)的可能性。
1927年,巴尔博专门撰文“桑干河盆地地形时期之比较”(note on correla-tion of physiographic stages)讨论泥河湾层的地文期归属问题。他将发现于三门峡、天津、泥河湾、怀来、大同、鄂尔多斯西部(萨拉乌苏)、甘肃东部(庆阳)等地区的层位与特征相似的河湖相沉积一并归于“三门期”,根据动物化石确定为下更新统,并得出结论:(员)三门期是华北地区普遍存在的一个非常重要的地文期。(圆)将中国新生代的历史与世界上已知部分相对比时,不能要求各个时期地质事件的结束是完全对应的,大致平行或相似的历史进程更为重要。值得注意的是,巴尔博在该文中还特别指出,泥河湾层中出产的特征鲜明的动物群证据,对于确定地文期的时代具有重要性。根据泥河湾层及其中的动物化石,他对前人划分的华北地文期进行了修正,将三门期置于唐县期之后,汾河期之前。在1928年完成的博士论文中,巴尔博延续上文的结论,将张家口地区的地文历史概括为:北台期准平原、南岭期1(玄武岩侵入与喷出)、南岭期2(构造抬升、玄武岩被断层切断)、唐县期壮年侵蚀、三门期微弱凹陷与堆积、汾河期多次抬升与河流下切、马兰期黄土覆盖、板桥期侵蚀与局部次生黄土覆盖、近期。
张家口大境门外的清水河阶地(巴尔博,1924)
桑干河谷地中的台地(巴尔博,1925)
1929年,巴尔博在博士论文答辩之后回到中国。他与翁文灏、德日进等再次来到泥河湾,并将此次考察得到的新认识,在《地质专报》甲种第6号装订之前,以附录的形式补充进去,修订了原文关于地文期的结论。在此次野外考察中,他们深切地认识到,以前所认为的晚于三门期堆积的汾河期侵蚀,乃是一个远比以往所认识到的更为强烈的侵蚀事件,而且在时间上要比三门期堆积早。修订后的张家口地区地文历史为:北台期侵蚀、南岭期玄武岩流堆积、唐县期侵蚀、三趾马粘土与砾石堆积、汾河期侵蚀、三门期河湖相堆积、清水期侵蚀、马兰期黄土堆积、板桥期侵蚀、近代冲积物堆积。1930年,巴尔博又根据师丹斯基(O. Zdansky)、德日进、杨钟健等在山西省西北部保德县境内对三趾马化石和红粘土的研究,将唐县期之后的三趾马红土堆积时期命名为“保德期”。
表面上看,上述修订主要是在地文期的划分中,将三趾马红土堆积命名为保德期,将汾河期侵蚀置于泥河湾层所属的三门期之前,以张家口大境门外清水河阶地的下切为依据,新增了清水期侵蚀,代表泥河湾层堆积之后的侵蚀阶段。但实质上,其中体现了巴尔博解决地文期划分与断代问题的思路,是巴尔博对地文期研究在理论与方法上的主要贡献。
首先,巴尔博在文中明确提出,两个侵蚀期之间是由一个堆积期分开的,并以汾河、黄河沿岸观察到的现象为佐证,依据张家口清水河阶地及泥河湾盆地的资料,将华北地文演化历史修订为由侵蚀期和堆积期相间排列构成的地文循环序列,初步建立了华北地文期模式,这一模式随之成为地文期划分的主要原则。
其次,巴尔博与德日进等古生物学家合作,以地层学为地文期研究的基础,采用古生物地层学方法确定堆积期的时代,在由侵蚀期和堆积期构成的地文循环模式中,也就可以得出其间侵蚀期的时代,从而为解决地文期的断代问题确定了一个比较准确的方法。在此之前,地文期的时代主要根据地形面与构造运动的关系以及地形面的切割程度来推断,准确性很差。尽管采用古生物地层法确定地层时代也存在或然性,但在放射性同位素用于地质年代测定之前,该方法乃是最重要、最可靠的断代方法。即便在绝对年代测定已经相当普遍的今天,古生物地层学方法仍然是沉积物断代的基本方法。
巴尔博等人提出的地文期划分原则和断代方法,因其简明、可行而被中国地质调查所新生代研究室同仁所接受,并广泛应用于各地区地文发育史的研究。杨钟健曾概括道:“地文期划分法,自以巴尔博及德日进与余所分者最合理。一因对地文期有明确之观察,每一期代表侵蚀面,或一堆积面,每一循环期,由二时期造成……二因自红土分出红色土以来,各地文期亦觉明了许多。”他还多次强调地文期的划分“吾人以一侵蚀一堆积为一周期,在侵蚀期中应有阶梯地形,在堆积期中应有堆积可寻”;“吾人以每一度侵蚀,一度堆积,为地文之一环”;“新生代研究室同仁对此(指地文之研究)亦自十分注意。唯同仁关于地文年代之测定,并不专视地形与台地之高低,而一如地层,以化石为依据。并就侵蚀与堆积之现象,列为一环。于是中国地文之发育史,乃能加以整理……”。卞美年作为巴尔博在燕京大学的学生,对巴尔博的学术观点也有深刻的领悟与清晰的表达:“吾人划分地文期之主要原则有二:(员)以每一侵蚀与每一堆积为地文演化中之一环。(圆)凡堆积性之时期,必须有化石之依据以定其年代,因而侵蚀性之时期,亦可知其确切年代”。
正是遵循上述原则与方法,德日进、杨钟健、裴文中、卞美年等在华北新生代地层和动物群研究的基础上,不断修订华北地文期划分方案,新增或重划了静乐期、泥河湾期、湟水期、周口店期、皋兰期等时期,完善了华北地文循环模式,使之成为中国地文期研究的代表性成果。1940年,杨钟健将当时对华北中新世以来地文期的研究结果概括为6个地文循环:(1)唐县期侵蚀,保德期堆积。(2)未名(X)期侵蚀,静乐期堆积。(3)汾河期侵蚀,泥河湾期堆积。(4)湟水期侵蚀,周口店期堆积。(5)清水期侵蚀,马兰期堆积。(6)板桥期侵蚀,现代侵蚀堆积(后来采用皋兰期堆积)。
在巴尔博之后,将“泥河湾层”确立为“泥河湾期”是新生代研究室成员深入研究第四纪地层与动物化石的结果。
1927年,巴尔博等将泥河湾层与周口店洞穴堆积、红色土等笼统地划归三门系,属三门期堆积。1929年,德日进、杨钟健根据周口店洞穴出土的动物化石特征认为周口店洞穴层明显比桑干河两岸的泥河湾层新。1930年,德日进与杨钟健在山西西部、陕西北部将位于黄土之下、蓬帝纪红土之上的红色土(reddish clays)进一步划分出a、b、c三带,并认为红色土b带大致相当于泥河湾湖相沉积,红色土c带与周口店堆积相近。1934年,德日进、裴文中总结了周口店发掘的新材料,认为有必要将以前的“三门系”分为两部分,“下三门系”以湾和太谷的湖相层为代表,与Villafranchien对比,“上三门系”以含丁氏鼢鼠(Siphneus tingi)的红色土b带和周口店第13地点为代表,至于周口店第一地点的猿人化石层,是单独划为周口店期还是归入上三门,未能明确定论。
1936年,杨钟健对泛用的“三门系”概念进行了澄清,将原来泛指蓬蒂期红土与马兰期黄土之间地层的“三门系”,明确区分为周口店层、泥河湾湖相层、静乐期红土层(红色土a带),并建议放弃“三门系”一词,或作狭义的理解,仅相当于泥河湾湖相堆积。1940年,杨钟健讨论中国上新统与更新统的分界时,对华北地文期的划分进行了整理,作为界限划分的依据之一,在其划分方案中正式使用了“泥河湾期”。此后,泥河湾期作为华北地文期序列中的一个重要术语,取代了“三门期”。
20世纪50年代以来,特别是1972年盖培和卫奇在泥河湾盆地上沙咀村附近发现人工打击痕迹清楚的石器之后,泥河湾盆地进入了哺乳动物化石研究和旧石器考古的新时期。20世纪80年代末以来,多学科协作,利用多种手段对泥河湾盆地进行综合研究,极大地提高了泥河湾研究的水平。时至今日,泥河湾盆地研究所取得的进步,都是以巴尔博、桑志华、德日进、杨钟健、裴文中、卞美年等地学前辈们的开拓性工作为基础的,我们唯有加倍努力才能不辜负泥河湾所蕴藏的科学宝藏,才是对地学先贤的最好纪念。