辽宁东部北票早侏罗世含煤岩系孢粉化石研究

辽宁东部北票早侏罗世含煤岩系孢粉化石研究

辽宁省北票附近，中生代地层发育，系统完善，特色明显，化石丰富。它通常被认为是中国东北至东亚的标准化参考地。本世纪以来,中外学者频频来此调查,对北票组地质时代的意见基本一致,多据植物化石确认为早侏罗世。北票组分布于北票盆地的兴隆沟、冠山、台吉、三宝及朝阳盆地朱杖子一带。根据岩性和含煤性,分为上、下两段,二者为连续沉积。下含煤段为主要含煤地层,以黑、深灰、灰白色砂岩、砂页岩及页岩组成,夹少数砂砾岩及多层可采煤,总厚300—350米,含丰富的植物化石,如ThallitespinghsiangensisHsu,Neocalamitescarrerei(Zeiller)Halle,N.hoerensis(Schimp.)Halle,Toditesdenticulata(Brongn.)Krasser,T.williamsoni(Brongn.)Seward,Thaumatopterispusilla(Nath.)OishietYamasida,ClathropterismeniscioidesBrongniart,CladophlebisingansHarris,C.raciborskiiZeiller,ConiopterishymenophylloidesBrongniart,Equisetumsp.等。上含煤段由黑灰、黑色厚层页岩、砂质页岩、砂岩及少数薄煤组成,厚300—400米,含少量植物和昆虫化石。北票组与上覆海房沟组为角度不整合接触,而平行不整合于兴隆沟组之上。孢粉样品采自北票冠山60—101孔和冠山、台吉、三宝各矿坑口。经多次分析处理,在60—101孔和三宝矿(县矿)坑口相当上含煤段的层位中获得丰富孢粉,而下含煤段中保存不佳,所获甚少。现对上含煤段孢粉化石进行研究和总结。研究过程中,蒲荣干参加部分工作,张清波照相,元红分析部分样品,作者谨向他们致以深切谢意。孢粉组合特征及时代北票组的孢粉组合裸子植物花粉以大量的具囊花粉为特征(占31.5%),其中古老类型占13%,有Pseudowalchiabiangulina,P.crocea,Paleoconiferusasaccatus,Protoconiferusflavus,P.oblatinoides,P.sp.,Pseudopiceamagnifica,Protopodocarpusmonochromatus,P.latus,Pteruchipollenitesthomasii,Pinitesdistortus,Piceitesenodis,P.expositus等。气囊分化完善的有Pinuspollenitessp.,P.divulgatus,P.pernobilis,Piceaepollenitesexilioides,P.sp.,Abietineaepollenitesfalciformis,Cedripitessp.,Parvisaccitessp.,Podocarpiditesproximus,P.cf.flacciformis。本内苏铁、苏铁和银杏类的单远极沟粉在组合中占13.4%,而个体较大的本内苏铁占有相当大的比例。Chasmatosporites占4%,出现有三个种,C.apertus,C.elegans,C.hians;另外还有一定数量的Classopollis(3%),Araucariacites(2.2%),Quadraeculina(1.4%),Psophosphaera(1.3%)及少量的Cerebropollenitessp.,Caytonipollenitesjarassicus,Eucommiiditestroedssonii。具肋双囊粉Taeniaesporites和Chordasporites稀少。就上述组合所显示出的特征看,蕨类孢子是以桫椤科的Cyathites(包括Coniopteris)和Deltoidospora占显著地位,是世界各地下一中侏罗统孢粉谱的常见特点,但通常到中侏罗世,它们才最为繁盛。Duplexisporites,Dictyophyllidites,Annulispora是三叠纪一侏罗纪的过渡类型,虽然在组合中出现的数量不大,但对确定地层时代具有一定意义。Lycopodiaciditescerebriformis(L.rugulatus)分布于晚三叠世一侏罗纪地层,特别在西伯利亚和欧洲的英国、意大利、瑞典、北海盆地的早、中侏罗世地层分布极广。裸子植物花粉在组合中极为丰富,而以具囊花粉最盛,其中个体很大的古老类型占据相当大的比例,如Pseudowalchiabiangulina.P.crocea,Paleoconiferusasaccatus,Protoconiferusflavus,P.oblatinoides,Pseudopiceamagnifica等。本内苏铁和苏铁比较繁盛,而个体巨大的本内苏铁型花粉更为丰富。裸子植物花粉的这些特点,在瓦赫拉梅也夫划分的西伯利亚古植物区的早侏罗世孢粉组合中颇为常见,它们的数量和种类到晚里阿斯期才逐渐减少或明显衰退。Chasmatosporites是欧洲里阿斯统的重要成分,本组合中的C.apertus始见于波兰里阿斯统,以后发现于瑞典,荷兰、北海盆地及我国陕甘宁盆地的里阿斯统,但在德国和瑞典的瑞替阶、中侏罗统和我国湖北、辽宁羊草沟的上三叠统也有少量出现;C.elegans和C.hians两种首见于瑞典,前者见于里阿斯统,后者见于瑞替阶—里阿斯统,随后在北海盆地的瑞替阶—里阿斯统、我国辽宁羊草沟组都曾发现,但在中侏罗统尚未见有报道。特别值得注意的是,北票组孢粉组合中出现有三叠纪的标志成分Aratrisporites、Taeniaesporites、Chordasporites。这些成分在国内外不少早侏罗世地层中仍有残存,在西伯利亚地区它们截止于里阿斯早、中期。当前组合与我国东北地区已知的晚三叠世组合有很大的差别。吉林浑江晚三叠世北山组的蕨类孢子是以Duplexisporites(15.4%)为主,Osmundacidites和Apiculatisporis居次,Aratrisporites少量。虽然裸子植物花粉也以具囊粉为主,但具有一定数量的Chordasporites(2.3%),Taeniaesporiteskraeuseli,T.rhaeticus和Lueckisporitestriassicus,L.regularis。辽宁晚三叠世的羊草沟组,孢子以Dictyophyllidites(9.9%),Duplexisporites(6.2%),Densoisporites(6.8%)占优势,花粉以本内苏铁、苏铁、银杏为主,无肋双囊粉居次,亦有一定数量的具肋双囊粉Taeniaesporitesrhaeticus,T.kraeuseli,T.ruttneri。上述两组合均未见北票组大量出现的桫椤科孢子。而北票组的Duplexisporites,Dictyophyllidites和Densoeisporits的数量和种类却比较贫乏,晚三叠世的特征分子Taeniaesporitesrhaeticus和Lueckisporitestriassicus等没有出现,具肋双囊粉在组合中仅个别残余存在。由此看来,北票组组合显示出较新的面貌,其时代不可能为晚三叠世。河南渑池义马含煤岩组的孢粉组合(当前组合与陕甘宁盆地早侏罗世富县组的孢粉组合(徐钰林,张望平,1980)基本一致。两者均以裸子植物花粉占显著优势;DeltoidosporaCyathidites,Duplexisporites,Chasmatosporites,Cycadopites及松柏类双囊粉等,都是共同的主要成分,其数量比例亦彼此接近。值得注意的是古型双囊粉和本内苏铁(指Cycadopites中个体较大者)均具相当的含量,而Classopollis花粉在两个组合中都较稀少。两者明显不同,是富县组中缺少Aratrisporites,Chordasporites,Taeniaesporites,表现出两个组合的地区性差异。本组合与我国鄂西早侏罗世香溪组下段的孢粉组合(北票组孢粉组合的主要特征,与西伯利亚各地大多数早侏罗世组合可以对比,但同西西伯利亚低地西北部(РовнИна,1972)早侏罗世组合更为接近。两者皆以裸子植物花粉占优势,其中尤以松柏类的双囊粉及属于本内苏铁、苏铁、银杏类的单远极沟花粉为主,双囊粉中的古老类型占有相当重要地位,含量多在10%左右,并都出现了少量的具肋双囊粉。蕨类植物孢子中,两地组合具有较多的相同成分,如锥叶蕨型的光面三缝孢子(包括Cyathidites,Leiotriletes等的一部分),双扇蕨科的Dictyophyllidites,紫萁科的Osmundacidites,以及Duplexisporites,Lycopodiacidites(=Camptotriletes)cerebriformis等。再从Ровнина(1972)研究该区三叠一侏罗纪组合中一些重要类型的含量变化来看,Dipteridaceae(Dictyophyllum)是在瑞替期达到顶峰,随即开始急剧下降,中里阿斯期为10%左右,至晚里阿斯期不超过3%,Coniopteris型和Osmundacidites孢子一般在中、晚里阿斯期才较大量出现。花粉中具肋双囊粉出现于早、中里阿斯期,而个体较大的本内苏铁型单远极沟粉则从中里阿斯期迅速下降,逐渐被小型的银杏类花粉所取代,至晚里阿斯期的含量不超过3%。根据上述两个组合的一般共同特征及其标志成分在早侏罗世的含量变化特点,北票组组合与中、晚里阿斯期组合对比更为合适。根据对北票组上含煤段孢粉组合的上述分析,并与国内外不同时代的孢粉组合对比,组合的时代不可能属晚三叠世,中侏罗世的可能性也很小,确定为早侏罗世中、晚期较为恰当,这与大多数古植物工作者的时代结论亦基本一致。关于sikus的描述表面形貌图1极面轮廓圆形,直径60—65微米。三射线直,常开裂,长为孢子半径的2/3—3/4,具薄唇。外壁厚约1微米,常褶皱,表面布以均匀而密集的锥刺,高1—1.5微米,基部宽与高几相等,末端尖,少数微钝。轮廓线锯齿状。新种与AcanthotriletesovalisNilsson比较,后者个体较小(46—52微米),外壁表面刺状纹饰稀疏,刺末端较钝。新种与ApiculatisporisglobosusLeschik的区别,在于后者外壁较厚,约3.5微米。蛋白质表面布置极面轮廓近圆形,直径66—74微米。射线简单、直、长为孢子半径的3/4。外壁厚约1一1.5微米,表面密布细长刺,长2—3微米,约为基部宽的2—3倍,末端尖锐,常弯曲。近极区纹饰稀少。轮廓边缘呈毛发状。新种以密而均匀分布的毛发状细刺与本属其它种相区别。脑纹状纹纹双组极面轮廓圆三角形或近圆形,直径43—54微米。三射线长达赤道,两侧具唇,宽3微米,合缝隆起。外壁较厚,约2—3微米,两极面具脑纹状纹饰,宽2—3微米。轮廓线小波状。当前孢子与苏联北高加索(Ярошенко,1965)的CamptotriletescerebriformisNaumova和英国约克郡的Perotriletesrugulatus脊肋表面现象赤道轮廓三角形,边微凸,直径30—40微米。三射线微弱,长约为孢子半径2/3。远极面强烈外凸,表面具脊肋,脊肋连结或断裂至极区中心呈圆形块瘤,肋宽4—6微米,间距1—2微米,肋表面布以不均匀的小圆穴,直径0.5微米。极区光滑。新种以脊肋具分布不均匀的小圆穴区别于属内其它种。中心体几何,党内细网极面轮廓三角形,三边微凸,直径(包括带环)58—65微米。具带环(或周壁),宽8—10微米,壁薄,蠕虫状纹饰,接近中心体边缘呈细网纹饰。三射线直,微开裂,长为中心体的2/3—3/4半径。中心体三角形,角部宽圆,与环连接松弛,极区中心有三个近圆形的暗色接触点,外壁表面光滑或内颗粒状纹饰。孢子轮廓线不规则。个或初构中心体卵圆形极面轮廓椭圆形。大小50×66微米。具膜状环(或气囊),中心体卵圆形,34×45微米。单射线隆起与孢子的长轴几乎相等,微弯曲。膜环包围整个中心体,但接触较松弛,其表面粗糙或细颗粒状纹饰。孢子由于挤压常变形褶皱。内颗粒及内网状极面轮廓圆形一椭圆形,直径54—63微米。外壁厚1.2—1.5微米,表面具细密的内颗粒或内网状纹饰。远极面有一圆形—椭圆形大孔,孔大小约占花粉粒面积的2/3—3/4,孔边缘界限明显可见。织物内部织物极面轮廓圆形,由于挤压常变形,直径35—43微米。外壁两层,外层较厚,约2微米,内层薄,约0.5微米,两层间以蠕虫状基柱相连。壁表面内颗粒状纹饰。远极面外壁具一圆形到椭圆形大孔,其轮廓清楚,边缘壁明显加厚,为粉粒面积的1/2—2/3。薄粉属于genopaolnitus无口器花粉,赤道轮廓圆形,直径54微米,外壁两层,内层构成中心体,表面光滑一粗糙。外层薄,约1微米厚,常褶皱,表面细颗粒纹饰。远极面的形状两气囊花粉。花粉粒极面近圆形,本体轮廓宽椭圆形。近极区具一横贯本体隆起较高的肋,宽约3.5微米,微弯曲,长不达本体边缘,外壁薄,颗粒状纹饰。气囊半圆形,壁薄,细网状纹饰,远极两着生线直,相互靠近,整个远极面被气囊所包围。花粉粒