白培榮,熊興國,馬德勝,陳啟飛,蔣開源,張厚松,曾禹人,吳 滔,李月森
(貴州省地質(zhì)調(diào)查院,貴州 貴陽 550081)
“雪山組”由地質(zhì)部石油局綜合研究隊青藏分隊1966年命名,命名剖面位于羌塘盆地東部青海溫泉(蔣忠惕,1983),參考剖面在西藏江愛雪山東北納茲崗雪山南坡(87°40′;34°00′)(蔣忠惕,1983),為一套湖相細碎屑巖組合。雪山組與下伏羌姆勒曲組(J3)為連續(xù)過渡關(guān)系。參考剖面上產(chǎn)早白堊世淡水雙殼類Protocardiasp.,P.ex.gr.in-terta,Lamprotulasp.,Paranippononaiacf.paucisul-cata,Trigonioides(Wakinoa)?sp.,Nippononaiaaff.wakinoensis,Gervillellasp.及腹足類Ataphan-ussp.。
關(guān)于雪山組的認識,其地層劃分與時代存在多種觀點:方德慶等(2002)認為羌塘盆地雪山組是在白龍冰河組之上的層位,并通過砂巖EPR年齡認為雪山組早白堊世中晚期;也有認為白龍冰河組與雪山組為同期異相的沉積,地層時代為晚侏羅世-早白堊世(譚富文 等,2004);朱同興等(2005)認為雪山組整合于白龍冰河組之上,其頂部可能含有早白堊世早期的沉積;還有其他學(xué)者認為雪山組(J3-K1)沉積主體應(yīng)為早白堊世,尤其是早白堊世早期,其下部具穿時性而與白龍冰河組(J3)同期異相沉積(王立全 等,2013;曾禹人 等,2014)。
本次通過對北羌塘盆地托納木地區(qū)雪山組剖面研究,巖性組合由下至上為潮坪相-海陸過渡三角洲-陸相河流的沉積環(huán)境(白培榮 等,2014),采集到豐富的Clasopollis和早白堊世早期典型分子Dicheiaropollis花粉及組合,而在北羌塘盆地中西部的雪山組層位中前人對孢粉型化石組合研究報道甚少。從化石的屬種類型和生物年代學(xué)角度為研究雪山組提供了可靠的孢粉地質(zhì)學(xué)內(nèi)容,旨在拋磚引玉。同時,這一豐富的孢粉型化石組合,對探討托納木地區(qū)乃至北羌塘盆地早白堊世早期古植被群落和古氣候特征具有重要的意義。
羌塘盆地位于“世界第三極”青藏高原內(nèi)部,其是中國西部眾多大型盆地之一。在大地構(gòu)造上,它位于歐亞大陸與岡瓦納古陸毗連的特提斯構(gòu)造域內(nèi),居于特提斯構(gòu)造域東段(西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1997;尹福光,2003;吳珍漢 等,2011),屬于羌塘-昌都板塊的一部分,以侏羅紀海相沉積為特色。盆地北界為拉竹龍-金沙江縫合帶,南界為班公湖-怒江縫合帶,東西兩端以中生代海相地層的尖滅為界(魯賓 等,2000;趙正璋 等,2000;許巖 等,2005)。盆地自北向南可分為三個次一級構(gòu)造單元,分別為羌北坳陷、中央隆起帶、羌南坳陷。托納木地區(qū)位于羌塘盆地中部的羌北坳陷內(nèi)。地層區(qū)劃上以中央隆起帶為界劃分為北羌塘、南羌塘兩個地層分區(qū)。研究區(qū)屬北羌塘地層分區(qū),地層由老至新出露為上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)索瓦組二段(馬德勝 等,2011;白培榮 等,2019)、下白堊統(tǒng)雪山組一段、下白堊統(tǒng)雪山組二段、新近系中新統(tǒng)康托組及第四系,總體以白堊系下統(tǒng)雪山組出露為主(圖1)。
圖1 北羌塘盆地托納木地區(qū)地質(zhì)略圖(附大地構(gòu)造位置)
剖面位于測區(qū)東側(cè)(座標N:33°34.281′E:89°24.905′),剖面編號為PM07,剖面長度3.6 km,地層厚度>1 837.54 m,剖面露頭相對較好(基巖出露達80%)。因第四系掩蓋,剖面未見底,頂為向斜核部。據(jù)巖性組合特征分為一段和二段。
雪山組一段:紫紅、灰綠色(地貌上巖層顏色總體呈灰綠色與紫紅色相間分布)一套潮坪-海陸過渡三角洲相粗-細碎屑巖沉積。底部為灰、灰綠色碎屑巖夾深灰色碳酸鹽巖,具有潮坪沉積環(huán)境特征,向上漸變過渡為三角洲亞相前三角洲沉積。孢粉賦存于粉砂質(zhì)粘土巖及細粒巖屑砂巖巖層中(圖2,圖3)。
圖2 北羌塘盆地托納木地區(qū)雪山組剖面柱狀圖及采樣位置(附孢粉化石數(shù)量變化曲線及圖版)
雪山組二段:紫紅、淺灰、灰、灰綠色等雜色一套自下而上呈正粒序不等厚的韻律互層的河流相粗-細碎屑巖沉積,本段底以出現(xiàn)礫巖與下伏雪山組一段分界。孢粉產(chǎn)于粉砂質(zhì)粘土巖和細粒巖屑砂巖(圖2,圖3)。
圖3 北羌塘盆地托納木地區(qū)雪山組實測地層剖面(PM07)及采樣位置圖Fig.3 The measured stratigraphic section(PM07) and sampling location of Xueshan formation in Tuonam area of Northern Qiangtang basin
北羌塘盆地托納木地區(qū)雪山組為一套潮坪―三角洲―河流相沉積,總體以紫紅色巖系為主。于粉砂質(zhì)粘土巖、細粒巖屑砂巖層中采集樣品40件。經(jīng)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所黎文本老師鑒定,27件樣品中或多或少賦存了孢粉化石(圖2)。其中,裸子植物占98.32%,為本區(qū)古植物區(qū)系的優(yōu)勢類群;而蕨類植物僅為1.68%(表1)。
表1 托納木地區(qū)雪山組孢粉化石數(shù)量(粒)統(tǒng)計表
續(xù)表
裸子植物中以Classopollis(克拉梭粉)(圖2,圖版)花粉最繁盛(>70.63%);其次為Dicheiropollis(雙手粉)(圖2,圖版)花粉(>27.64%),其對確定地層時代具有重要的意義。此外還見有少量的假云杉粉Pseudopicea(0.05%)。
蕨類植物為Cyathidites(桫欏孢,0.49%)、Gl-eicheniidites(里白孢,0.97%)、Maculatisporit(斑紋孢,0.16%)及Klukisporites(克魯克孢,0.05%)。
因此,本文根據(jù)重要屬種及其含量顯著變化的特征,托納木地區(qū)孢粉化石組合暫時借用宋之琛等(1981)提出的組合名稱,可命名為Classop-ollis-Discheiropollis組合(簡稱CD組合)。
據(jù)鑒定者意見,CD組合中以Classopollis和Dicheiropollis最常見,其中Classopollis高含量的組合一般出現(xiàn)在晚侏羅世至早白堊世;而Dichei-ropollis屬(目前只有1種:D.estruscus)是特提斯海周邊地區(qū)早白堊世早期(尼歐克姆期)沉積中常見且特征的分子。因此,當前化石說明本研究采集樣品巖層的時代無疑應(yīng)屬早白堊世早期。更具體分析如下。
Classopollis(克拉梭粉)與裸子植物掌鱗杉科(Chriolepidaceae)有親緣關(guān)系,是中生代,特別是侏羅紀至白堊紀的常見化石(Vakkrcmecv,1970;賀永忠 等,2011;白培榮 等,2020)。最早見于三疊紀,最晚在古近紀(Vakkrcmecv,1970),繁盛期是在早侏羅世至早白堊世。在我國南方孢粉植物區(qū)系里,Classopollis在晚侏羅世至早白堊世為最繁盛的時期。樣品中花粉屬種比較單一,主要是克拉梭粉,但是其含量較高(占組合>70.63%),已達到晚侏羅世至早白堊世的繁盛程度。
Dicheiropollis屬于裸子植物花粉,可能與掌鱗杉科有關(guān)。其由Trevisan(1971)定名,目前僅1個種,即模式種D.estruscusTrevisan(伊特拉斯雙手粉)。Dicheiropollis植物花粉粒形態(tài)奇特,極易辨認,一般成雙手狀態(tài)保存,酷似雙手作揖相拱,該花粉在地質(zhì)歷史時期出現(xiàn)的時限很短。國內(nèi)外孢粉學(xué)者一般視它為早白堊世早期(Berriasian-Barremian)的典型化石,具有標志性的時代界限劃分。國外發(fā)現(xiàn)于意大利南托斯卡納(Tuscany)早白堊世(Trevisan,1971)沉積中,之后相繼在巴西、加蓬、安哥拉、剛果、阿爾及利亞等地早白堊世沉積中均有發(fā)現(xiàn)(Jardine,1974),這些地層中的Classopollis含量都很高,一般居孢粉組合的首位,同時伴隨出現(xiàn)少量的Dicheiropollis等早白堊世特征分子。Dicheiropollis在中國先后發(fā)現(xiàn)于新疆塔里木盆地早白堊世舒善河組(黎文本 等,1990)、云南富民盆地早白堊世安寧組(張望平,1995)和青藏高原北羌塘唐古拉山早白堊世索瓦組和雪山組(Li Jianguo,2004)地層中。近年來,北羌塘半島湖早白堊世白龍冰河組(李月森 等,2015)及西藏班公湖-怒江縫合帶西段亭貢拉地區(qū)亭貢錯組均有報道(白培榮 等,2019)。同樣,這些地層中的孢粉組合也具有這種特性,即高含量的Classopollis與一定含量早白堊世的典型分子Dicheiropollis共生。托納木地區(qū)早白堊世雪山組也是如此(表1),這一共性特征在區(qū)域上具有重要的地層時代意義。
綜上所述,托納木地區(qū)發(fā)現(xiàn)的孢粉型化石組合中以含大量的Classopollis花粉(含量在70.63%以上)為主要特征,且見有一定數(shù)量的Dicheiropollis(含量>27.64%)。因此,當前CD組合說明本區(qū)采樣剖面的地層時代應(yīng)屬早白堊世早期。
孢粉是植物的繁殖器官,極易保存為化石,因而可以根據(jù)孢粉組合推測該時期的古植被和古氣候特征(鐘筱春 等,2003)。托納木地區(qū)發(fā)現(xiàn)的孢粉成分比較單一,以Classopollis-Discheiropollis組合為主要特征。
本區(qū)孢粉組合中以Classopollis屬植物占主導(dǎo)地位,其母體植物屬于掌鱗杉科,長有鱗片狀小葉,為矮小的喬木或灌木,生長于高地斜坡。而Dicheiropollis屬可能與掌鱗杉科有關(guān),為矮小的喬木或灌木。孢粉組合中還見有少量的蕨類植物。因此,托納木地區(qū)早白堊世早期的古植被群落以Clasopollis和Dicheiaropollis有親緣關(guān)系(或母體植物)的掌鱗杉科植物為優(yōu)勢類群,林間或林下還生長著少量桫欏科、里白孢屬等植物。
而Dicheiropollis反映的生態(tài)條件很多方面與Classopollis相一致。前述的孢粉組合中,Dicheiropollis都是和Classopollis共生,后者含量很高,超過70%,反映前者也適應(yīng)這一熱和干旱的氣候。
綜上所述,北羌塘盆地托納木地區(qū)早白堊世早期的植物群落面貌以生長于喜炎熱而耐干旱的掌鱗杉科為優(yōu)勢類群,林下或林間還生長少數(shù)桫欏科和里白孢屬等植物。本孢粉植物群反映的氣候特征屬于干旱炎熱的熱帶-亞熱帶型氣候,這與本區(qū)受北面半干旱熱帶-亞熱帶型氣候影響有關(guān)(沙金庚 等,2005)。
本次通過剖面和面上地質(zhì)填圖的研究,托納木地區(qū)雪山組整合覆于上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)索瓦組二段(相當于“白龍冰河組”)之上。雪山組巖系中采集到豐富的Clasopollis和早白堊世早期典型分子Dicheiaropollis花粉及組合,據(jù)此厘定本區(qū)雪山組的沉積時代應(yīng)為早白堊世早期。從生物年代學(xué)和化石的屬種類型角度為早白堊世雪山組增添了可靠的資料,豐富了生物的多樣性。本研究認為北羌塘盆地托納木地區(qū)早白堊世時期的植物群落面貌以生長喜炎熱而耐干旱的掌鱗杉科為優(yōu)勢類群,林下或林間還生長少量桫欏科和里白孢屬等植物古生態(tài)景觀。本孢粉植物群反映的氣候特征屬于干旱炎熱的熱帶-亞熱帶型氣候。雪山組總體為潮坪-海陸過渡三角洲-陸相河流的灰色、紫紅色碎屑巖沉積,這一套紫紅色巖層的廣布,標志北羌塘盆地海相沉積結(jié)束,海水退出北羌塘盆地,并向陸相沉積轉(zhuǎn)換,其物源來自西南部的中央隆起帶(金瑋 等,2006)。同時,紫紅色巖系的顯著特征則反映古氣候環(huán)境為熱帶-亞熱帶型。這一由海相向陸相沉積的古地理轉(zhuǎn)換,對探討北羌塘盆地的地質(zhì)演化史具有重要的意義。表明燕山構(gòu)造運動促使陸地不斷擴大,更有利于植物的生長繁茂和森林生態(tài)環(huán)境的形成提供了條件。
總之,羌塘盆地經(jīng)歷了漫長而錯綜復(fù)雜的地塊(體)、斷裂和火山等構(gòu)造運動和古地理變遷。這些運動和變遷,導(dǎo)致了羌塘地區(qū)地塊的氣候、生態(tài)環(huán)境和生物群落的變化。
致謝:中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所黎文本老師對孢粉化石鑒定;野外工作和成文中得到貴州省地質(zhì)調(diào)查院熊興國研究員指導(dǎo)并提出了寶貴的意見,貴州省地質(zhì)調(diào)查院王敏研究員對巖礦的鑒定。對給予支持和幫助及審稿專家和編輯部老師對論文的審閱,在此一并表示感謝!