The tectonic evolution of the Garze-Litang subduction-accretionary complex in the Middle Permian Evidence from geochronology and geochemistry of the Longpan ophiolite
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摘要:
龙蟠蛇绿岩位于甘孜-理塘俯冲增生杂岩带南段，以蛇绿混杂岩中的辉绿岩、玄武岩作为研究对象，开展地球化学及年代学研究。结果显示，岩石具有较低的SiO2、TiO2、Na2O，低的K2O，高的Al2O3、CaO和MgO，具亚碱性玄武质岩石特征。稀土元素总体含量较低，平均为59.08×10-6；（La/Yb）N值为1.93~2.96，（La/Sm）N值为1.41~1.77，轻稀土元素微弱富集，轻、重稀土元素分馏不明显，Eu异常不明显，表明岩石经历了以斜长石为主的分离结晶作用，且形成于还原环境，与富集型洋脊玄武岩类似。强不相容微量元素相对富集，玄武岩相对亏损Sr、Nb，Nd相对富集；辉绿岩Ba、Nb亏损，Sr富集，有明显的富集型洋脊玄武岩特征。在辉绿岩中获得一组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄262.3±1.5 Ma，表明龙蟠蛇绿混杂岩形成于中二叠世。结合研究区已有的研究成果，表明至少在中二叠世中期甘孜-理塘洋盆还在持续扩张，为甘孜-理塘洋盆中二叠世构造演化提供直接证据。
Abstract:Longpan ophiolite is located in the southern part of the Garze-Litang subduction-accretionary complex.It was selected as a research object for detailed geochemistry and chronology studies.The petrogeochemistry study shows that it is characterized by relatively low SiO2, TiO2, Na2O and K2O, and high Al2O3, CaO and MgO, revealing a feature of sub-alkaline basaltic rocks.Its signature of rare earth elements shows an affinity to enriched mid-ocean ridge basalts (E-MORB) with relatively low REE content, slight enrichment of LREE, indistinctive REE fractionation ((La/Yb)N=1.93~2.96, (La/Sm)N=1.41~1.77), without obvious Eu negative anomaly.Basalts are depleted in Sr and Nb, enriched in Nd, while diabases are depleted in Ba and Nb, enriched in Sr.Both rocks are enriched in highly incompatible elements, which shows obvious characteristics of enriched mid-ocean ridge basalts.The LA-ICP-MS U-Pb dating of zircon from the diabase yielded an age of 262.3±1.5 Ma, which indicates that the Longpan ophiolite mélange was formed in the Middle Permian.Combined with the previous achievements, it is suggested that the Garze-Litang Ocean was still in the process of continuous expansion in the Middle Permian.The discovery can enrich the research content of the Garze-Litang ophiolite mélange belt and provide direct evidence for the tectonic evolution of the Garze-Litang in Middle Permian.
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Keywords:
- Garze-Litang-subduction-accretionary complex /
- U-Pb age /
- E-MORB /
- geotectonics /
- ophiolite /
- geochemistry
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龙江盆地位于大兴安岭中段东坡，内蒙古东部扎兰屯与黑龙江西部齐齐哈尔交界处，发育在兴安地块和松嫩地块缝合带位置(图 1-a)，是新厘定的松辽盆地外围中新生代盆地之一(图 1-b)[1-2]。近年，松辽盆地外围油气勘探取得重要进展[1, 3-5]，特别是大兴安岭南段突泉盆地中侏罗世地层中获得了轻质原油，为松辽盆地外围侏罗纪盆地的新区及新层系油气找寻提供了新思路[6-10]。最新圈定的龙江盆地与突泉盆地具有类似的中侏罗世沉积地层，其油气潜力的发掘也已提到日程[1]。然而，对于龙江盆地侏罗纪地层以往研究程度不高，关于盆地内中侏罗世含煤地层的命名曾存在七林河组、南平组(太平川组)或大磨拐河组等①②，时代存在中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世等不同认识。由于缺少古生物化石、同位素年龄等证据，地层时代确定、地层对比等长期存在困难。近年，随着对龙江盆地研究的不断深入，关于盆地基底特征、沉积盖层、生物地层、岩浆活动、构造背景等方面均取得了一定的成果[2, 11-17]。近期，笔者对龙江盆地中侏罗世含煤地层开展了系统研究，在龙江盆地西缘蘑菇气镇爱国村和山泉镇山泉林场附近发现了大量的孢粉化石，本文旨在通过对孢粉植物群的研究，确定龙江盆地万宝组精确的地质时代，探讨中侏罗世孢粉植物群组成及其古环境和古气候。
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1. 地质概况及采样层位
古生代地层为龙江盆地的基底，主要为一套浅变质的海相沉积地层；中生代地层为盆地盖层，自下而上为下三叠统老龙头组(T1l)，中侏罗统万宝组(J2wb)，下白垩统龙江组(K1l)、光华组(K1gh)和甘河组(K1g)(图 1-c)。
龙江盆地西缘广泛发育的万宝组为本次研究的主要层位，其岩石组合可分为下、中、上3段。下段岩性为凝灰质砂砾岩、砾岩夹粉砂岩；中段为火山碎屑岩和细碎屑岩互层，含煤层和植物化石；上段为粗碎屑岩夹煤线。万宝组与下伏晚古生代地层呈角度不整合接触(或断层接触)，并被龙江组火山岩不整合覆盖。
本次研究的孢粉化石主要采集于爱国村、山泉林场一带，位于剖面的中、上段。其中样品编号NJBF1、NJBF2、SQBF1、SQBF2、XWBF1和XWBF1均采自万宝组中段(图 1-c)，样品中孢粉整体含量较少；AG01BF1和AG01BF2采自万宝组上段下部(图 2)，孢粉含量和种类较丰富；AG02BF1和AG03BF1采自万宝组上段上部(图 2)，孢粉含量和种类丰富。
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图 2 爱国村万宝组上段野外露头剖面及地层柱状图Figure 2. Field outcrop profile and stratigraphic column of the Upper Wanbao Formation in Aiguo village2. 孢粉化石组合及特点
万宝组孢粉化石主要为蕨类植物孢子和裸子植物花粉，其中蕨类植物孢子429粒，裸子植物花粉525粒，共计45属73种。总体上，蕨类植物的孢子略低于裸子植物花粉，蕨类植物孢子约占44.97%，裸子植物花粉占孢粉总数的55.03%。蕨类植物孢子以Cyclogranisporites，Toroisporis，Neoraistrickia，Calamospora，Osmundacidites，Cyathidites，Aratrisporites，Baculatisporites和Asseretespora为代表，类型分异较大。时间跨度较大的Cyclogranisporites含量最高，占孢粉总数的33.12%，Baculatisporites次之，占孢粉总数的8.39%，其他均少量出现。裸子植物花粉中松柏类花粉占有相当大的比例，主要为松科、柏科、南洋杉科和罗汉松科的花粉，以古老松柏类双气囊花粉为主。气囊与本体分化完善的以Alisporites为主，占孢粉总数的5.87%，其次Podocarpidites(3.35%)，Piceaepollenites(0.52%)，Pinuspollenites(0.94%)也有一定数量分布，局部还可见少量Cedripites和Platysaccus。气囊与本体分化不完善的花粉中Piceites最多，占孢粉总数的7.86%，Pseudopicea(5.45%)和Protopinus(4.40%)次之，Paleoconiferae(1.89%)，Pseudopinus(2.20%)，Klausipollenites(0.21%)等有一定数量出现；苏铁类、本内苏铁类、银杏类植物的单沟花粉Chasmatosporites(12.89%)大量出现，Monosulcites，Cycadopites也有一定含量。偶见三叠纪具肋双气囊花粉，如Taeniaesporites。还有一些含量不高但具地质意义的花粉类型，如Quadraeculina，Protopodocarpus，Protoconiferus，Classopollis，Leiotriletes，Granulatisporites，Undulatisporites等。本文通过分析剖面上不同层位(相当层位)的孢粉类型及百分比含量变化，将万宝组自下而上划分为3个孢粉组合带(图 3)，万宝组中段归为1个孢粉组合，万宝组上段划分出2个孢粉组合。从表 1可以看出，由下而上蕨类植物孢子含量逐渐增多，而裸子植物花粉含量相应逐渐减少。各个孢粉组合带的特征描述如下。
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图 3 龙江盆地万宝组孢粉含量变化Figure 3. The variation of pollen and spores of the Wanbao Formation in Longjiang Basin表 1 龙江盆地万宝组孢粉化石统计结果Table 1. Statistics of sporopollen fossils from the Wanbao Formation in Longjiang Basin% 孢粉名称 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均 孢粉名称 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均 蕨类植物孢子 20.00 32.79 64.72 44.97 Piceites 3.75 11.48 6.31 7.86 Cyclogranisporites 9.38 29.23 45.33 33.12 Pseudopicea 4.38 7.38 4.21 5.45 Lycopodiumsporites 0.27 0.23 0.21 Pityosporites 1.25 0.21 Foveotriletes 0.27 0.10 Pseudopinus 4.64 0.93 2.20 Toroisporis 0.63 0.10 Pseudowalchia 0.27 0.10 Verrucosisporites 0.27 0.10 Protopinus 1.88 2.19 7.24 4.40 Leiotriletes 0.55 0.93 0.63 Protoconiferus 8.75 2.46 1.40 3.04 Neoraistrickia 0.63 0.10 Paleoconiferae 4.38 1.91 0.93 1.89 Calamospora 5.00 0.82 1.15 Quadraeculina 0.63 0.23 0.21 Osmundacidites 1.25 0.21 Parvisaccites 0.27 0.23 0.21 Cyathidites 0.63 0.10 Klausipollenites 1.25 0.21 Aratrisporites 1.25 0.21 Pristinuspollenites 2.50 3.28 0.93 2.10 Baculatisporites 0.63 0.55 17.99 8.39 Perinopollenites 0.63 0.27 0.21 Asseretespora 0.63 0.10 Cerebropollenites 0.27 0.10 Todisporites 0.55 0.23 0.31 Jiaohepollis 0.63 0.10 Dictyophyllidites 0.27 0.10 Psophosphaera 5.63 0.94 裸子植物花粉 80.00 67.21 35.28 55.03 Callialasporites 0.63 0.10 Alisporites 26.88 1.91 1.40 5.87 Taeniaesporites 0.63 0.10 Abietineaepollenites 0.27 1.17 0.63 Ginkgocycadophytus 1.88 0.31 Pinuspollenites 1.09 1.17 0.94 Cycadopites 0.63 0.82 0.42 Podocarpidites 1.25 3.55 3.97 3.35 Monosulcites 0.23 0.10 Platysaccus 0.27 0.47 0.31 Classopollis 0.23 0.10 Protopodocarpus 0.27 0.10 Chasmatosporites 9.38 24.59 4.21 12.89 Piceaepollenites 3.13 0.52 2.1 孢粉组合Ⅰ Alisporites-Chasmatosporites-Cyclogranisporites
该孢粉组合特征为：①裸子植物花粉占绝对优势，占孢粉总数的80.00%；蕨类植物孢子缺乏，仅占孢粉总数的20.00%[16]。②裸子植物花粉以双气囊花粉为主，其中Alisporites含量最丰富，平均含量达26.88%，古老松柏类双气囊花粉也有一定含量，如Protoconiferus，Paleoconiferae，Pseudopicea等，单沟花粉以Chasmatosporites为主，此外也有少量的苏铁银杏类花粉。③蕨类植物孢子含量较少，以真蕨类为主，其中圆形粒面孢Cyclogranisporites含量最多，达9.38%，芦木孢Calamospora和紫萁孢Osmundacidites属也有一定含量。
2.2 孢粉组合Ⅱ Chasmatosporites-Piceites-Cyclogranisporites
该孢粉组合特征为：①裸子植物花粉占优势，占孢粉总数的67.21%；蕨类植物孢子较少，占孢粉总数的32.79%(图版Ⅰ~Ⅲ、图 3)。②裸子植物花粉以单沟花粉为主，其中广口粉Chasmatosporites含量最多，达24.59%，其次为双气囊花粉，如拟云杉粉Piceites，假云杉粉Pseudopicea，分别为11.48%和7.38%。③蕨类植物孢子含量增多，其中圆形粒面孢Cyclogranisporites占绝对优势，含量达29.23%，芦木孢Calamospora和光面三缝孢Leiotriletes仅有零星分布。
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图版Ⅰ龙江盆地万宝组上段下部孢粉化石(样品编号: AG01BF1): 1.圆形粒面孢(未定种)Cyclogranisporites sp.；2.园形块瘤孢(未定种)Verrucosisporites sp.；3.棒瘤孢(未定种)Baculatisporites sp.；4.大托弟蕨孢Todisporites major Couper, 1958；5.密穴孢(未定种)Foveotriletes sp.；6.微小阿里粉Alisporites parvus De Jersey, 1962；7.瘤体双束松粉Pinuspollenites verrucosus Zhang；8、9.多凹罗汉松粉Podocarpidites multisimus(Bolkh.)Pocock, 1962；10.多分罗汉松粉Podocarpidites multicinus (Bolkh.)Pocock, 1970；11.金黄蝶囊粉Platysaccus luteus (Bolkh.)Li et Shang, 1980；12.原始罗汉松粉(未定种)Protopodocarpus sp.；13、14.卡城苏铁粉Cycadopites carpentieri (Delc.et Sprum.)Singh, 1964；微园假松粉Pseudopinus oblatinoides(Mal.)Bolkh., 1956；16~21.敞开广口粉Chasmatosporites hians Nilsson, 1958；22~24.黄色原始松柏粉Protoconiferus flavus Bolkh., 1956；25.脑形粉(未定种)Cerebropollenites sp.图版Ⅰ.![]()
图版Ⅱ龙江盆地万宝组上段下部孢粉化石(样品编号: AG01BF1): 1、2.圆滑拟云杉粉Piceites enodis Bolkh., 1956；3.黄色原始松柏粉Protoconiferus flavus Bolkh., 1956；4、5.开放拟云杉粉Piceites expositus Bolkh., 1956；6.假松粉(未定种)Pseudopinus sp.；7.拟云杉粉(未定种)Piceites sp.；8、9.多变假云杉粉Pseudopicea variabiliformis(Mal.)Bolkh., 1956；10~12.园形假云杉粉Pseudopicea rotundiformis (Mal.)Bolkh., 1956；13.隐藏拟云杉粉Piceites lateus Bolkh., 1956；14.隐匿原始松粉Protopinus latebrosa Bolkh., 1965；15.无囊古松柏粉Paleoconiferae asaccatus Bolk., 1956；16.杂乱周壁粉Perinopollenites turbatus (Balme)Xu et Zhang, 1980；17.普通双束松粉Pinuspollenites divulgatus (Bolkh.)Qu, 1980图版Ⅱ.![]()
图版Ⅲ龙江盆地万宝组上段下部孢粉化石(样品编号: AG01BF2): 1.芦木孢(未定种)Calamospora sp.；2.大托弟蕨孢Todisporites major Couper, 1958；3.哈氏网叶蕨孢Dictyophyllidites harrisii Couper, 1958；4.圆形粒面孢(未定种)Cyclogranisporites sp.；5~9.敞开广口粉Chasmatosporites hians Nilsson, 1958；10.卡城苏铁粉Cycadopites carpentieri (Delc.et Sprum.)Singh, 1964；11.微小阿里粉Alisporites parvus De Jersey, 1962；12.单束松粉(未定种)Abietineaepollenites sp.；13.小型罗汉松粉Podocarpidites minisculus Singh, 1964；14.多凹罗汉松粉Podocarpidites multisimus(Bolkh.)Pocock, 1962；15.多变假云杉粉Pseudopicea variabiliformis (Mal.)Bolkh., 1956；16.宏大假云杉粉Pseudopicea magnifica Bolkh., 1956；17.圆滑拟云杉粉Piceites enodis Bolkh., 1956；18.圆形假云杉粉Pseudopicea rotundiformis (Mal.)Bolkh., 1956；19~20.黄色原始松柏粉Protoconiferus flavus Bolkh., 1956；21.古松柏粉(未定种)Paleoconiferae sp.图版Ⅲ.2.3 孢粉组合Ⅲ Cyclogranisporites-Baculatisporites-Protopinus
该孢粉组合特征为：①蕨类植物孢子占优势，占孢粉总数的64.72%；裸子植物花粉较少，占孢粉总数的35.28%(图版Ⅳ、Ⅴ，图 3)。②蕨类植物孢子以圆形粒面孢Cyclogranisporites为主，含量达45.33%，其次为棒瘤孢Baculatisporites，含量为17.99%。③裸子植物花粉仍以双气囊花粉为主，其中Protopinus，Piceites，Podocarpidites含量分别为7.24%、6.31%、3.97%，单沟花粉以广口粉Chasmatosporites含量较多，达4.21%。
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图版Ⅳ龙江盆地万宝组上段上部孢粉化石(样品编号: AG02BF1): 1.光面三缝孢(未定种)Leiotriletes sp.；2.棒瘤孢(未定种)Baculatisporites sp.；3.圆形粒面孢(未定种)Cyclogranisporites sp.；4.环圈克拉梭粉Classopollis annulatus (Verbitzkaja)Li, 1974；5.敞开广口粉Chasmatosporites hians Nilsson, 1958；6.微小阿里粉Alisporites parvus De Jersey, 1962；7.单束松粉(未定种)Abietineaepollenites sp.；8.梳形假松粉Pseudopinus pectinella ()Bolkh., 1956；9.不对称假松粉Pseudopinus asymmetrica(Mal.)Chang, 1965；10.强壮罗汉松粉Podocarpidites fortis Zhao, 1987；11、12.多凹罗汉松粉Podocarpidites multisimus(Bolkh.)Pocock, 1962；13.矩形四字粉Quadraeculina anellaeformis Maljavkina, 1949；14.浅黄原始松粉Protopinus subluteus Bolkh., 1956；15.隐匿原始松粉Protopinus latebrosa Bolkh., 1965；16.晴形蝶囊粉Platysaccus oculus Li, 1984；17.开放拟云杉粉Piceites expositus Bolkh., 1956；18.圆滑拟云杉粉Piceites enodis Bolkh., 1956；19.富纳赖原始松柏粉Protoconiferus funarius(Naumova)Bolkh., 1956；20.圆形假云杉粉Pseudopicea rotundiformis(Mal.)Bolkh., 1956图版Ⅳ.![]()
图版Ⅴ龙江盆地万宝组上段下部孢粉化石(样品编号: AG01BF1): 1.圆形粒面孢(未定种)Cyclogranisporites sp.；2.光面三缝孢(未定种)Leiotriletes sp.；3.大托弟蕨孢Todisporites major Couper, 1958；4.棒瘤孢(未定种)Baculatisporites sp.；5、6.单束松粉(未定种)Abietineaepollenites sp.；7.多凹罗汉松粉Podocarpidites multisimus(Bolkh.) Pocock, 1962；8.多分罗汉松粉Podocarpidites multicinus (Bolkh.)Pocock, 1970；9.金黄蝶囊粉Platysaccus luteus (Bolkh.)Li et Shang, 1980；10、11.多变假云杉粉Pseudopicea variabiliformis (Mal.)Bolkh., 1956；12.开放拟云杉粉Piceites expositus Bolkh., 1956；13.圆滑拟云杉粉Piceites enodis Bolkh., 1956；14.敞开广口粉Chasmatosporites hians Nilsson, 1958；15.圆形假云杉粉Pseudopicea rotundiformis(Mal.)Bolkh., 1956；16.黄色原始松柏粉Protoconiferus flavus Bolkh., 1956；17.浅黄原始松粉Protopinus subluteus Bolkh., 1956；18.隐匿原始松粉Protopinus latebrosa Bolkh., 1965；19.原始双囊粉(未定种)Pristinuspollenites sp.；20.小单远极沟粉Monosulcites minimusCookson, 1947图版Ⅴ.综上所述，孢粉组合带由下至上呈现出蕨类植物孢子逐渐增多，而裸子植物花粉逐渐减少的趋势(图 3)，其中蕨类植物以真蕨类孢子为主，裸子植物花粉主要为双气囊花粉和单沟粉。裸子植物分异度较高，主要由松柏类、苏铁类、本内苏铁类及银杏类植物组成，这些特征与植物大化石反映的植物群特征基本一致[16]。
3. 讨论
3.1 孢粉时代
龙江盆地万宝组中段孢粉组合Ⅰ(Alisporites-Chasmatosporites-Cyclogranisporites)中主要为侏罗纪常见分子，其中多数为繁盛于侏罗纪的松柏类古型的双气囊或具单沟花粉，还有一些紫萁科、桫椤科等蕨类植物孢子。蕨类植物孢子Aratrisporites scabratus常见于新疆下侏罗统八道湾组[18-19]及陕西中侏罗统延安组[20]；Asseretespora undulate常见于陕西下侏罗统富县组和中侏罗统延安组[20]。裸子植物花粉Pityosporites similis，Paleoconiferae asaccatus和Perinopollenites turbatus常见于下侏罗统富县组[20-21]；Protopinus latebrosa见于下侏罗统艾肯拜尔段和中侏罗统西山窑组[22-23]。考虑到该组合中Alisporites多分布在古生代—侏罗纪早中期，孢粉组合的时代倾向于早—中侏罗世。
万宝组上段下部孢粉组合Ⅱ(Chasmatosporites-Piceites-Cyclogranisporites)中蕨类植物孢子Todisporites major常见于陕西、内蒙古地区的中侏罗统延安组及新疆地区中侏罗统西山窑组[20]；裸子植物花粉Piceites expositus常见于中侏罗统延安组[20]；Pseudopicea rotundiformis，Pseudopinus oblatinoides和Protopinus latebrosa为中侏罗世早期西山窑组中常见分子[23]；而Protoconiferus flavus, Paleoconiferae asaccatus和Perinopollenites turbatus常见于早侏罗世晚期的三工河组[24]、富县组[21]。该孢粉组合以侏罗纪孢粉化石为主，未见三叠纪孑遗孢粉化石，也未见早白垩世孢粉化石出现，并大量出现中侏罗世早期的孢粉代表分子，推测其时代应为中侏罗世。
万宝组上段上部孢粉组合Ⅲ(Cyclogranisporites-Baculatisporites-Protopinus)与孢粉组合Ⅱ具有类似的分子组成，只是组合中各分子的含量不同。蕨类植物孢子Todisporites major也是该组合中常见分子，其他含量较高的Cyclogranisporites和Baculatisporites均为中生代常见分子。裸子植物花粉中除Piceites expositus，Pseudopicea rotundiformis，Protopinus latebrosa，Protoconiferus flavus与孢粉组合Ⅱ一致外，均常见于中侏罗世早期延安组、西山窑组及早侏罗世晚期三工河组等外[23-25]，还出现Pseudopinus pectinella，Protopinus subluteus，Protoconiferus funarius等早侏罗世晚期富县组、三工河组常见分子[21, 26]，以及Pseudopinus asymmetrica中侏罗统义马组常见分子[27]。时代基本与孢粉组合Ⅱ反映的时代一致，应为中侏罗世。
因此，通过以上万宝组孢粉的时代分析，判断龙江盆地万宝组的形成时代应为中侏罗世。龙江盆地孢粉植物群可以与新疆鄯善中侏罗统七克台组、三间房组[28]，准噶尔盆地头屯河组[29]、西山窑组[23, 30-31]，陕西延安地区中侏罗统直罗组、延安组[20]，甘肃靖远中侏罗统王家山组[32]、河北承德中侏罗统九龙山组[33]等的中侏罗世孢粉组合相比。这些中侏罗世孢粉植物群中，以裸子植物花粉占主导，主要以松柏类植物的双气囊花粉和苏铁类、银杏类、本内苏铁类植物的单沟花粉为代表，蕨类植物孢子占次要位置。
3.2 同位素年代学
笔者针对龙江盆地万宝组先后两次进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素样品测试工作[16, 34]。样品主要采自剖面PM111上的凝灰岩夹层，其中BSTW01位于PM111含煤层的下部，TW04位于PM111含煤层的上部，可辅助限定中段含煤地层形成的时代。BSTW01样品的206Pb/238U年龄加权平均值为166.2±1.3 Ma，TW04样品的206Pb/238U年龄加权平均值为165.2±1.7 Ma，整体时代显示为中侏罗世[16, 34]。采集碎屑岩样品1件，锆石U-Pb分析结果显示4组年龄峰值，分别为167.5±2.5 Ma，236.4±2.1 Ma、309.1±6.0 Ma和363.2±7.2 Ma[34]。此外，采集侵入万宝组下段的安山玢岩样品1件，其侵位时间为172.2 Ma。因此，推测万宝组沉积于中侏罗世。
4. 古气候分析
前人对龙江盆地万宝组孢粉的古气候研究较薄弱，仅笔者近年来年对其进行了初步探讨[16, 35]。本次对孢粉化石进行了系统研究，采集到大量的孢粉化石，且保存完好、属种丰富、特征清楚，为探讨龙江盆地万宝组的古气候和古环境提供了古生物资料，同时孢粉层位保存一定量的植物大化石[16]，可为孢粉植物群的古气候分析提供辅助材料。
蒋宜勤等[36]和高瑞祺等[37]参照现生植物生态环境特征对地质时期的孢粉母体植物的生态环境进行了系统研究，本文参照其研究成果，对龙江盆地万宝组全部孢子和花粉按照属级单位，归纳其母体植物生态(表 2)，植被类型划为针叶林、阔叶林(常绿和落叶)、灌木林、草本等类型；气候带归为热带、亚热带、温带、热带-亚热带、热带-温带等类型；干湿度分为旱生、中生、湿生、水生等类型。本次结合孢粉指示的母体植物生态学特征，对万宝组从下至上进行了不同生态类型的孢粉含量定量统计分析，获得了各孢粉组合的植被类型(表 3)、干湿度类型(表 4)和气温带类型(表 5)的纵向演化规律。
表 2 万宝组孢粉母体植物生态Table 2. Ecological table of sporopollen parent plant from the Wanbao Formation孢粉名称 植被类型 气候类型 干湿度类型 孢粉名称 植被类型 气候类型 干湿度类型 蕨类植物孢子 Piceaepollenites 针叶 热带-亚热带 湿生 Cyclogranisporites 灌木 热带-温带 湿生 Pseudopicea 针叶 热带-亚热带 湿生 Lycopodiumsporites 草本 热带-温带 中生 Pityosporites 针叶 热带-温带 中生 Foveotriletes 草本 热带-温带 中生 Pseudopinus 针叶 热带-温带 中生 Toroisporis 草本 热带-亚热带 湿生 Pseudowalchia 针叶 温带 湿生 Leiotriletes 草本 热带-亚热带 湿生 Protopinus 针叶 温带 中生 Neoraistrickia 草本 热带-温带 中生 Protoconiferus 针叶 温带 中生 Calamospora 灌木 热带-亚热带 湿生 Paleoconiferae 针叶 温带 湿生 Osmundacidites 灌木 热带-温带 湿生 Quadraeculina 针叶 温带 中生 Cyathidites 常绿阔叶 热带 湿生 Parvisaccites 针叶 热带 湿生 Aratrisporites 草本 热带-温带 中生 Perinopollenites 针叶 温带 中生 Baculatisporites 灌木 热带-温带 湿生 Cerebropollenites 针叶 亚热带 中生 Dictyophyllidites 灌木 热带-亚热带 湿生 Jiaohepollis 针叶 温带 ？ Todisporites 草本 热带-亚热带 湿生 Psophosphaera 针叶 热带-温带 中生 孢子亲缘关系不明 Callialasporites 针叶 热带 旱生 Verrucosisporites Ginkgocycadophytus 阔叶 热带-温带 中生 Asseretespora Cycadopites 阔叶 热带-温带 中生 裸子植物花粉 Monosulcites 落叶阔叶 热带-亚热带 中生 Alisporites 针叶 温带 中生 Classopollis 针叶 热带-亚热带 旱生 Abietineaepollenites 针叶 热带-温带 中生 花粉亲缘关系不明 Pinuspollenites 针叶 热带-温带 中生 Chasmatosporites Podocarpidites 针叶 热带 湿生 Klausipollenites Platysaccus 针叶 热带 湿生 Pristinuspollenites Protopodocarpus 针叶 温带 中生 Taeniaesporites 表 3 龙江盆地中侏罗统万宝组植被类型Table 3. Vegetation types of the Middle Jurassic Wanbao Formation in Longjiang Basin孢粉组合 各植被类型的孢粉含量 植被类型 针叶 常绿阔叶 落叶阔叶 灌木 草木 其他 组合Ⅲ 0.30 0.64 0.01 0.05 灌木丛 组合Ⅱ 0.38 0.01 0.31 0.02 0.28 针叶林、灌木丛 组合Ⅰ 0.63 0.01 0.03 0.16 0.03 0.14 针叶林 表 4 龙江盆地中侏罗统万宝组干湿度类型Table 4. Humidity types of the Middle Jurassic Wanbao Formation in Longjiang Basin孢粉组合 反映各干湿类型的孢粉含量 干湿度类型 旱生 中生 湿生 沼生 水生 其他 组合Ⅲ 0.14 0.81 0.05 湿润 组合Ⅱ 0.15 0.57 0.28 湿润 组合Ⅰ 0.01 0.50 0.34 0.15 半湿润 表 5 龙江盆地中侏罗统万宝组气温带类型Table 5. Climate types of the Middle Jurassic Wanbao Formation in Longjiang Basin孢粉组合 反映各气温带类型的孢粉含量 气温带类型 热带 热带-亚热带 亚热带 热带-温带 温带 其他 组合Ⅲ 0.05 0.12 0.67 0.11 0.05 暖温带 组合Ⅱ 0.04 0.21 0.37 0.10 0.28 北亚热带 组合Ⅰ 0.03 0.17 0.23 0.44 0.13 温带 万宝组孢粉植物群下部(组合Ⅰ)，该时期孢粉指示的母体植物为针叶林的孢粉类型占绝对优势，约占63%；灌木丛孢粉类型约占16%；草本类孢粉类型约占3%；而常绿阔叶林和落叶阔叶林均零星出现，分别约占1%和3%。通过以上各类植被的孢粉含量可分析当时的植被类型属于针叶林。孢粉指示的母体植物以中生和湿生为主，分别约占50%和34%；少量旱生孢粉类型，未见沼生和水生类型的孢粉，表明干湿度类型为半湿润气候环境。母体植物以温带类型的孢粉占主导地位，含量为44%；其次是热带-温带类型和热带-亚热带类型的孢粉，分别占23%和17%；少量热带类型的约占3%，表明当时温度带属于温带气候环境。综合分析，可判断万宝组中段沉积时期植被主要由针叶林构成，属于半湿润的温带气候环境。
万宝组孢粉植物群中部(组合Ⅱ)，该时期植被类型发生了明显的变化，孢粉指示的母体植物以针叶林和灌木丛的孢粉类型为主，且两者相当，分别约占38%和31%；落叶阔叶林和草本植物均零星出现，分别约占1%和2%；其他为亲缘不明的孢粉类型，约占28%，分析当时的植被类型应属于针叶林和灌木丛混生的植被类型。孢粉指示的母体植物以湿生为主，约占57%；其次为中生的孢粉类型，约占15%；其他为亲缘不明的孢粉类型，约占28%；未见沼生和水生类型的孢粉，表明干湿度类型为湿润气候环境。该时期母体植物以热带-温带类型的孢粉为主，含量为37%；其次是热带-亚热带类型的孢粉，约占21%；少量热带类型的约占4%，表明当时温度带属于北亚热带气候环境。综合分析判断，万宝组上段下部沉积时期植被主要由针叶林和灌木丛构成，属于湿润的北亚热带气候环境。
万宝组孢粉植物群上部(组合Ⅲ)，该时期植被类型发生了变化，灌木丛明显增多，占绝对优势，约占64%，针叶林约占30%，草本类约占1%，其他为孢粉母体植物亲缘关系不明的约5%，因此该时期的植被类型应以灌木丛为主，并伴有一定的针叶林。母体植物类型湿生明显增加，占绝对优势，含量约占81%；少量中生孢粉类型约14%，未见旱生、沼生和水生类型的孢粉，表明干湿度类型呈现出明显的湿润气候环境的特点。植被以热带-温带类型的孢粉占主导地位，含量为67%；其次是热带-亚热带类型和温带类型的孢粉，分别占12%和11%；少量热带类型的约占5%，表明当时温度带属于暖温带气候环境。综合分析判断，万宝组上段上部沉积时期植被以灌木丛为主，并伴有一定的针叶林，属于湿润的暖温带气候环境。
综上所述，龙江盆地万宝组孢粉植物群具有由下至上针叶林逐渐减少、灌木丛逐渐增多的特点，万宝组孢粉植物群下部(孢粉组合)以针叶林为主，中部以针叶林和灌木丛混生为主，上部以灌木丛为主，并伴有一定的针叶林。现生松柏、云杉等的生长环境较广，可生长在寒带、温带甚至热带，但大部分生长在山地环境，而灌木丛多生长于山坡环境。该孢粉植物群上、中、下孢粉组合中均含有针叶林和灌木丛，推测该时期存在低矮的山地环境。通过孢粉指示的母体植物生态学特征的定量分析，孢粉植物群下部以半湿润的温带气候环境为主，中部属于湿润的北亚热带气候环境，上部为湿润的暖温带气候环境，整体呈现出由半湿润到湿润的暖温带-亚热带的气候特点。值得注意的是，万宝组中段(即孢粉植物群下部)存在多期火山喷发作用，应与古气候的变化有密切关系[38-39]，因而关于火山活动对当时的古地理和古气候的影响作用还有待下一步研究。
5. 结论
(1) 龙江盆地万宝组孢粉植物群自下而上划分为3个孢粉组合，分别为下部孢粉组合Alisporites-Chasmatosporites-Cyclogranisporites，中部孢粉组合Chasmatosporites-Piceites-Cyclogranisporites及上部孢粉组合Cyclogranisporites-Baculatisporites-Protopinus。
(2) 通过对龙江盆地万宝组孢粉植物群的组成分析，确定该植物群形成时代应为中侏罗世，同位素年龄辅证了上述时代。
(3) 通过对地质时期孢粉母体植物的生态环境系统研究，确定万宝组孢粉植物群反映了由半湿润到湿润的暖温带-亚热带的气候特点，并存在低矮的山地环境。
致谢: 本文撰写得到了潘桂棠研究员的悉心指导；野外地质调查过程中，得到四川省地质调查院罗改高级工程师的帮助；审稿专家提出宝贵修改意见；在此一并深表感谢。 -
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图 1 三江地区大地构造分区(a)和研究区地质简图(b)(据参考文献①修改)
Ⅰ—扬子陆块；Ⅱ—甘孜—理塘俯冲增生杂岩带；Ⅲ—义敦岛弧带；Ⅳ—中咱地块；Ⅴ—金沙江俯冲增生杂岩带；Ⅵ—江达-维西火山弧；1—下泥盆统冉家湾组；2—中泥盆统穷错组；3—中泥盆统苍纳组；4—中上二叠统冈达概组；5—上二叠统峨眉山玄武岩；6—下三叠统青天堡组；7—大理岩岩块；8—绿片岩；9—板岩；10—灰岩岩块；11—变玄武岩岩块；12—千枚岩；13—硅泥质岩岩块；14—辉绿岩岩块；15—断层(粗线代表混杂岩带边界断裂)；16—整合接触；17—剖面位置及采样点
Figure 1. Geotectonic position of the Sanjiang area(a)and regional geological map of the study area(b)
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图 2 云南龙蟠蛇绿岩剖面
1—灰岩岩块；2—辉绿岩岩块；3—玄武岩岩块；4—断层角砾；5—硅泥质岩块；6—强变形片岩
Figure 2. Geological section of ophiolite in Longpan, Yunnan
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图 3 云南龙蟠蛇绿混杂岩带辉绿岩(a、b)及玄武岩(c、d)野外露头与镜下照片
Figure 3. Field and petrographic photos of diabase (a, b) and basalt(c, d) from Longpan ophiolite, Yunnan
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图 4 龙蟠蛇绿岩锆石阴极发光图像与测试年龄
Figure 4. Zircon cathodoluminescence images and dating results of Longpan ophiolite, Yunnan
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图 5 龙蟠蛇绿岩锆石U-Pb谐和图(a)及年龄加权平均值图(b)
Figure 5. Zircon U-Pb concordia diagram(a) and ages(b) for Longpan ophiolite
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图 6 龙蟠辉绿岩及玄武岩不活动元素分类图解
Figure 6. Discrimination diagrams of immobile elements of diabase and basalt in Longpan area
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图 9 Nb/Yb-Th/Yb(a)和Nb/Yb -TiO2/Yb(b)判别图(底图据参考文献[33]修改)
N-MORB—正常洋脊玄武岩；E-MORB—富集型洋脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩
Figure 9. Nb/Yb-Th/Yb(a) and Nb/Yb -TiO2/Yb (b)discrimination diagrams
表 1 云南龙蟠辉绿岩锆石U-Th-Pb年龄数据
Table 1 Zircons U-Th-Pb isotope data of Longpan diabase, Yunnan
点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 同位素年龄/Ma 谐和度 Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ LHJ-2-1 400 657 433 1.52 0.0510 0.0009 0.2942 0.0055 0.0419 0.0004 238.9 34.2 261.8 4.2 264.6 2.5 98% LHJ-2-2 476 749 471 1.59 0.0514 0.0008 0.2940 0.0052 0.0415 0.0004 257.4 30.5 261.6 4.1 262.1 2.7 99% LHJ-2-3 274 439 279 1.57 0.0514 0.001 0.2930 0.0066 0.0413 0.0004 257.4 44.4 260.9 5.2 260.7 2.6 99% LHJ-2-4 439 702 444 1.58 0.0505 0.0009 0.2930 0.0063 0.0420 0.0005 220.4 36.1 260.9 5.0 265.0 3.1 97% LHJ-2-5 355 560 382 1.46 0.0522 0.0009 0.2965 0.0056 0.0412 0.0004 294.5 45.4 263.6 4.4 260.4 2.6 98% LHJ-2-6 385 626 392 1.6 0.0509 0.0009 0.2840 0.0055 0.0404 0.0004 239.0 38.9 253.9 4.3 255.3 2.3 99% LHJ-2-7 780 1228 543 2.26 0.0509 0.0008 0.2861 0.0053 0.0408 0.0005 235.3 67.6 255.5 4.2 257.6 2.8 99% LHJ-2-8 655 1048 657 1.59 0.0508 0.0007 0.2886 0.0047 0.0412 0.0004 231.6 29.6 257.5 3.7 260.0 2.7 99% LHJ-2-9 507 811 526 1.54 0.0509 0.0007 0.2889 0.0042 0.0412 0.0004 235.3 63.9 257.7 3.3 260.3 2.4 98% LHJ-2-10 319 513 361 1.42 0.0530 0.001 0.3019 0.0068 0.0413 0.0006 327.8 42.6 267.9 5.3 261.0 3.6 97% LHJ-2-11 498 772 426 1.81 0.0505 0.0009 0.2939 0.0061 0.0421 0.0005 216.7 40.7 261.6 4.8 265.9 3.0 98% LHJ-2-12 353 588 348 1.69 0.0507 0.0011 0.2919 0.0063 0.0419 0.0005 233.4 50.0 260.1 5.0 264.7 3.1 98% LHJ-2-13 168 281 193 1.45 0.0517 0.0012 0.2977 0.0074 0.0417 0.0004 272.3 53.7 264.6 5.8 263.6 2.7 99% LHJ-2-14 361 623 343 1.81 0.0512 0.0011 0.2976 0.0069 0.0420 0.0004 250.1 43.5 264.6 5.4 265.5 2.8 98% LHJ-2-15 394 670 395 1.69 0.0510 0.0009 0.2959 0.0058 0.0420 0.0004 239.0 40.7 263.2 4.6 265.2 2.6 98% LHJ-2-16 465 794 454 1.75 0.0504 0.0008 0.2870 0.0049 0.0413 0.0003 213.0 38.9 256.2 3.8 261.0 2.1 98% LHJ-2-17 712 1207 635 1.9 0.0516 0.0008 0.3001 0.0053 0.0421 0.0005 333.4 33.3 266.5 4.1 265.6 2.9 99% LHJ-2-18 513 872 462 1.89 0.0512 0.0008 0.2992 0.0058 0.0423 0.0005 250.1 37.0 265.8 4.5 266.9 3.1 99% LHJ-2-19 205 354 254 1.39 0.0531 0.0013 0.3092 0.0082 0.0421 0.0004 331.5 53.7 273.5 6.4 265.7 2.7 97% LHJ-2-20 1026 1734 743 2.34 0.0498 0.0007 0.2835 0.0041 0.0413 0.0004 183.4 33.3 253.5 3.2 261.0 2.2 97% 
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表 2 龙蟠地区蛇绿岩主量、微量和稀土元素分析数据
Table 2 Major, trace element and REE data of Longpan ophiolite
样品编号 LHJ-2H1 LHJ-2H2 LHJ-2H3 LHJ-2H4 LHJ-2H5 LHJ-6H1 LHJ-6H2 LHJ-6H3 LHJ-6H4 LHJ-6H5 岩性 辉绿岩 辉绿岩 辉绿岩 辉绿岩 辉绿岩 玄武岩 玄武岩 玄武岩 玄武岩 玄武岩 SiO2 49.05 48.17 48.88 48.26 49.68 47.55 47.53 47.64 47.69 47.57 Al2O3 15.93 17.12 15.24 14.56 16.64 12.89 12.75 13.01 13.05 13.86 TFeO 9.52 10.07 8.83 10.68 8.84 12.14 12.12 12.2 12.14 11.69 MgO 6.8 5.6 8.39 8.09 6.22 8.65 8.89 8.73 8.67 7.89 CaO 12.3 12.18 11.72 12.02 11.92 12.28 12.44 12 12.08 12.23 Na2O 2.64 2.86 2.79 2.27 2.94 1.83 1.64 1.86 1.79 2.14 K2O 0.16 0.12 0.18 0.22 0.23 0.23 0.18 0.22 0.25 0.2 MnO 0.16 0.16 0.14 0.17 0.16 0.18 0.18 0.18 0.17 0.17 TiO 1.47 1.58 1.14 1.38 1.31 1.76 1.78 1.79 1.8 1.89 P2O5 0.09 0.14 0.15 0.12 0.11 0.17 0.19 0.17 0.17 0.18 烧失量 1.88 1.98 2.52 2.23 1.95 2.26 2.28 2.16 2.17 2.17 总计 100 99.99 99.98 100 99.99 99.93 99.98 99.96 99.99 99.99 Li 5.8 6.69 9.44 9.3 5.77 15.2 17.3 17.2 16.3 15 Be 0.59 0.58 0.58 0.59 0.57 0.63 0.68 0.67 0.52 0.59 Sc 51.4 44.6 47.1 55.6 47.1 44.1 47 47.8 45.5 46.9 V 513 425 344 429 453 379 398 415 391 408 Cr 40.9 32.3 117 45.9 37.5 396 420 432 415 417 Co 48.6 40.3 44.3 50.2 43.9 53.7 57.9 59.2 55.5 54.9 Ni 69.6 49.3 135 91.7 65.2 114 120 128 120 117 Cu 91.9 219 21.6 97 70.5 104 94.8 102 98.5 167 Zn 65 71.9 68.4 78 62.2 98.8 123 105 105 95.2 Ga 21 22.1 18 20.1 22 19.6 21.6 20.6 19.5 21.7 Rb 4.08 2.57 4.98 6.29 6.7 5.81 4.14 5.6 5.39 4.61 Sr 160 244 88.3 287 147 144 203 149 144 157 Y 19.6 22.3 24.7 22.5 18.9 26.7 33.1 28.2 27 27.7 Mo 0.28 0.16 0.17 0.11 0.33 0.45 0.36 0.44 0.46 0.69 Cd 0.11 0.07 0.03 0.08 0.1 0.15 0.09 0.11 0.11 0.11 In 0.07 0.07 0.07 0.08 0.07 0.07 0.09 0.08 0.08 0.08 Sb 0.77 0.77 0.6 0.92 0.82 0.26 0.26 0.28 0.27 0.34 Cs 0.34 0.36 0.57 0.5 0.33 0.23 0.27 0.21 0.2 0.22 Ba 29.9 28.1 29.5 43.1 33.8 90.5 55.1 93.1 90.1 78.1 La 5.52 5.87 8 5.86 6.03 9.93 11.2 10.4 10 10.3 Ce 11.2 12.4 17.1 11.8 11.9 19.8 22.9 20.5 20.3 20 Pr 1.63 1.8 2.39 1.78 1.68 2.8 3.37 2.97 2.91 2.89 Nd 7.79 9.09 11.4 8.93 8.22 13.7 16.3 14.4 14 14 Sm 2.27 2.68 3.13 2.67 2.28 3.74 4.42 3.79 3.73 3.8 Eu 0.86 1.03 1.05 0.97 0.9 1.22 1.31 1.25 1.24 1.52 Gd 2.59 3.01 3.43 3.13 2.63 4.02 4.69 4.1 3.96 4.11 Tb 0.57 0.67 0.74 0.7 0.57 0.85 0.99 0.88 0.85 0.87 Dy 3.44 4.09 4.61 4.35 3.48 5.2 6.02 5.36 5.16 5.23 Ho 0.7 0.82 0.9 0.85 0.71 1.01 1.21 1.03 1.02 1.03 Er 1.82 2.13 2.32 2.17 1.85 2.6 3.17 2.68 2.64 2.66 Tm 0.32 0.36 0.4 0.37 0.32 0.44 0.53 0.45 0.45 0.45 Yb 1.86 2.11 2.32 2.18 1.88 2.35 3.03 2.52 2.42 2.49 Lu 0.25 0.29 0.31 0.31 0.26 0.31 0.39 0.31 0.3 0.32 W 0.22 0.21 0.19 0.22 0.21 0.36 0.34 0.37 0.36 1.23 Re <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 <0.002 Tl 0.04 0.05 0.06 0.07 0.05 0.04 0.04 0.06 0.06 0.06 Pb 2.64 3.02 1.82 3.25 2.64 1.11 1.72 1.12 1.07 1.22 Bi 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Th 0.88 0.79 1.11 0.69 0.9 1.53 1.44 1.59 1.56 1.52 U 0.21 0.13 0.3 0.13 0.28 0.61 0.48 0.58 0.53 0.59 Nb 5.52 7.48 7.25 6.56 5.46 10.5 13 11.1 10.4 10.9 Ta 0.39 0.49 0.49 0.44 0.39 0.67 0.81 0.7 0.67 0.68 Zr 28.6 27.2 30.4 25.5 28 31.5 44.2 39.1 31.4 39.4 Hf 1.19 1.1 1.27 1.15 1.15 1.64 1.78 1.63 1.45 1.62 ΣREE 40.81 46.36 58.09 46.07 42.69 67.96 79.54 70.64 68.98 69.67 LREE 29.27 32.87 43.07 32.01 31.01 51.19 59.5 53.31 52.18 52.51 HREE 11.55 13.49 15.02 14.05 11.68 16.77 20.04 17.33 16.8 17.16 LREE/HREE 2.53 2.44 2.87 2.28 2.65 3.05 2.97 3.08 3.11 3.06 (La/Yb)N 2.13 2 2.47 1.93 2.3 3.03 2.65 2.96 2.96 2.97 (La/Sm)N 1.57 1.41 1.65 1.42 1.71 1.71 1.64 1.77 1.73 1.75 δEu 1.07 1.1 0.97 1.03 1.12 0.96 0.87 0.96 0.98 1.17 δCe 0.9 0.93 0.95 0.89 0.9 0.91 0.9 0.89 0.91 0.88 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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