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大兴安岭中段东坡龙江盆地早白垩世植物化石新材料

张渝金, 吴新伟, 杨雅军, 张超, 郭威, 宋维民

张渝金, 吴新伟, 杨雅军, 张超, 郭威, 宋维民. 2016: 大兴安岭中段东坡龙江盆地早白垩世植物化石新材料. 地质通报, 35(6): 856-865. DOI: 10.12097/gbc.dztb-35-6-856
引用本文: 张渝金, 吴新伟, 杨雅军, 张超, 郭威, 宋维民. 2016: 大兴安岭中段东坡龙江盆地早白垩世植物化石新材料. 地质通报, 35(6): 856-865. DOI: 10.12097/gbc.dztb-35-6-856
ZHANG Yujin, WU Xinwei, YANG Yajun, ZHANG Chao, GUO Wei, SONG Weimin. 2016: Early Cretaceous plant fossils and their paleoenvironment in Longjiang basin on the eastern slope of middle Da Hinggan Mountains. Geological Bulletin of China, 35(6): 856-865. DOI: 10.12097/gbc.dztb-35-6-856
Citation: ZHANG Yujin, WU Xinwei, YANG Yajun, ZHANG Chao, GUO Wei, SONG Weimin. 2016: Early Cretaceous plant fossils and their paleoenvironment in Longjiang basin on the eastern slope of middle Da Hinggan Mountains. Geological Bulletin of China, 35(6): 856-865. DOI: 10.12097/gbc.dztb-35-6-856

大兴安岭中段东坡龙江盆地早白垩世植物化石新材料

基金项目: 

中国地质调查局项目 12120113053900

中国地质调查局项目 1212011085210

详细信息
    作者简介:

    张渝金(1984-), 男, 在读博士生, 地层与古生物专业。E-mail:syzhangyujin@163.com

  • 中图分类号: P534.53;Q914.2

Early Cretaceous plant fossils and their paleoenvironment in Longjiang basin on the eastern slope of middle Da Hinggan Mountains

  • 摘要:

    报道大兴安岭中段东坡龙江盆地早白垩世18属31种植物大化石和18属21种孢粉化石。该植物群以有节类、真蕨类、银杏类及茨康类最为丰富, 其次为苏铁类、本内苏铁类及化石果类, 时代可能为早白垩世早中期。根据植物特征及伴生的热河生物群生物特点, 龙江盆地早白垩世总体上可能处于温暖湿润的季节性变化的暖温带, 并伴有短暂的干旱、半干旱气候, 古环境应为沼湖环境, 并在湿地和山坡上生长着不同的生物群落。

    Abstract:

    An Early Cretaceous flora from the Longjiang basin on the eastern slope of middle Da Hinggan Mountains is reported. The flora consists at least of 31 species of 18 genera in magafossils and 17 species of 21 genera of palynofossils, and is predominated by artic-ulatae, ferns, ginkgoales and czekanowskiales, followed by bennettitales, cycadoales and Carpolithus, which are probably early-middle Early Cretaceous in age. According to the plant characteristics and associated biological characteristics of Jehol Biota, the Longjiang ba-sin seems to have experienced warm and humid temperate seasonal changes, accompanied by a brief arid, semi-arid climate in the ear-ly-middle Early Cretaceous in general. The paleoenvironment of Longjiang basin should be the lake marsh environment with differ-ent biomes in the wetlands and hillside.

  • 龙江盆地位于内蒙古自治区东部的扎赉特旗和黑龙江省的龙江县之间。地理坐标为N47°05~47°50′、E122°35′~123°10′。其中南部坳陷区呈北北东向展布于盆地的南部,长约30km,宽约20km。盆地内中生代地层比较发育,龙江组和光华组均在研究区建组[1-3],并测制了层型剖面。光华组上部产丰富的热河生物群中期动物化石[4],植物化石稀少,且缺少相关报道。“1∶5万南燕窝沟等4幅区域地质矿产调查”项目对层型剖面进行了重新测制,对光华组中动植物化石进行了系统的采集。笔者对采集的大量植物化石标本进行了系统鉴定,详细报道龙江盆地早白垩世植物群的组成和古植物学特征,并对其古环境进行分析与探讨。

    龙江盆地位于大兴安岭中段东坡,东邻松辽盆地,为一个北东东向的中生代断陷盆地(图 1[4-5],盆地内出露的中生代地层自下而上为中侏罗统万宝组,下白垩统龙江组、光华组和甘河组。万宝组(南平组和太平川组)由砂砾岩和火山碎屑岩夹煤层组成,龙江组主要由中性熔岩夹碎屑岩和薄层酸性熔岩组成,光华组主要为酸性熔岩和火山碎屑岩、泥岩及凝灰质泥岩,甘河组主要为中、基性火山岩。

    图  1  研究区大地构造位置(a)[6]及采样位置图(b)
    1—甘河组;2—光华组;3—龙江组;4—晚古生代地层;5—早二叠世岩体;6—剖面位置;7—植物化石采样位置;8—孢粉化石采样位置
    Figure  1.  Tectonic setting (a) of the study area and sampling sites (b)

    研究区主要含化石的层位为下白垩统光华组,岩石组合为流纹岩、粘土岩、泥岩、凝灰质泥岩、凝灰质长石岩屑砂岩、凝灰质砂砾岩等,其中粘土岩、泥岩和凝灰质泥岩内产丰富的热河生物群动植物化石。本次重点测制了光华组层型剖面(图 2),剖面位于黑龙江省龙江县山泉镇光华村—蛤蟆坑一带,起点坐标为N47°14'36″、E122°55'19″,终点坐标为N47°13'18″、E122°58'12″。本次研究的植物大化石大部分采自于层型剖面的第43、46、47、48层(图 2),少量采自于对宝中学和合心村(图 1),孢粉化石采自于层型剖面的第47层(图 2)。

    图  2  黑龙江省龙江县山泉镇光华组实测剖面及植物化石采样位置
    1—凝灰质含砾长石岩屑砂岩;2—凝灰质角砾岩;3—凝灰质砂砾岩;4—沉凝灰质晶屑岩屑角砾岩;5—凝灰质砾岩;6—含砾岩屑砂岩;7—长石岩屑砂岩;8—凝灰质砂岩;9—泥质粉砂岩;10—含砾粘土岩;11—流纹质角砾岩;12—玄武岩;13—安山质角砾熔接凝灰岩;14—植物化石采样位置;15—孢粉化石采样位置。地层代号同图 1
    Figure  2.  Sampling locations and geological section of Guanghua Formation at Shanquan Town in Longjiang County, Heilongjiang Province

    龙江盆地早白垩世植物化石主要采自于光华组上部的凝灰质泥岩、粘土岩层,孢粉化石主要采自光华组上部的泥岩层。植物大化石已发现18属31种(图版Ⅰ);孢粉化石已发现18属21种(图版Ⅲ)。

    图版展示的化石全部产于黑龙江省龙江县光华大队下白垩统光华组。化石保存于中国地质调查局沈阳地质调查中心(辽宁沈阳)。1~3.瘦形似木贼Equisetites exiliformis Sun et Zheng,登记号:123HS1-68a,b;1、2.正副模。3. 2号标本的局部放大,×2;4、5.瘦形似木贼Equisetites exiliformis Sun et Zheng,登记号:DBHS024A,B;4号,×1;5号,×2;6.似木贼(未定种)Equisetites sp.,登记号:123HS1-17;×1;7.伸长拟金粉蕨Onychiopsis elongata (Geyler) Yokoyama,登记号:123HS04;×2;8.夏家街蕨属(未定种)Xiajiajienia sp.,登记号:123HS01;×4;9.锥叶蕨属(未定种)Coniopteris sp.,登记号:123HS03;×2;10~12.伸长拟金粉蕨Onychiopsis elongata (Geyler) Yokoyama,登记号:10号为123HS12;×2;11号为123HS08;×2;12号为BGHS143;×2;13.具翼刺蕨Acanthopteris alata (Fontaine) Zhang,登记号:BGHS134;×1;14.楔羊齿属(未定种) Sphenopteris sp.,登记号:123HS1-76;×1;15~19.枝脉蕨属(未定种)Cladophlebis sp.,登记号:15号为123HS12;×2;16号为123HS1-74;×2;17号为BGHS135A;×1;18号为BGHS135B;×2;19号为BGHS141;×1;20.似木贼(未定种)Equisetites sp.,登记号:123HS13;×2;21.似银杏属(未定种) Ginkgoites sp.,登记号:DBHS019A;×2
    1.纤细拜拉Baiera gracilis (Bean MS)Bunbury,登记号:123HS07;×1;2.纤细拜拉(比较种)Baiera cf. gracilis (Bean MS) Bunbury,登记号:HMHS074;×1;3~5.坚直茨康诺司基叶Czekanowskia rigida Heer,登记号:3号为HXCHS2;×1;4号为BGHS142;×1;5号为BGHS139;×1;6.管状叶属(未定种) Solenites sp.,登记号:DBHS1;×1;7.陈氏似麻黄(比较种)Ephedrites cf. chenii (Cao et Wu) Guo et Wu X.W.,登记号:123HS1-92;×2;8,9.细齿新似查米亚Neozamites denticulatus (Kryshtofovich et Prynada) Vachrameev.,登记号:8号为DBHS1-3;×1;9号为DBHS3;×1.5;10.苏铁杉属(未定种)Podozamites sp.,登记号:DBHS039;×1.5;11~12.多籽石籽Carpolithus multiseminalis Sun et Zheng,登记号:11号为123HS14;×2;12号为HXCHS1;×1;13~17.化石果属(未定种)Carpolithus sp.,登记号:13号为DBHS023;×1;14号为HMHS058;×1;15号为BGHS136;×1;16号为123HS002;×1;17号为BGHS144
    1.波脱尼伯莱梯孢Biretisporites potoniaei Delcourt et Sprumont, 1955,样品编号HMBF1;2~3、5~6.微小阿里粉Alisporites parvus De Jersey, 1962,样品编号HMBF1;4.托马斯阿里粉Alisporites thomasii (Couper) Pocock, 1962,样品编号HMBF1;7.相似松型粉Pityosporites similis Balme, 1957,样品编号HMBF1;8.单色原始罗汉松粉Protopodocarpus monochromatus Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1;9.加拿大罗汉松粉Podocarpidites Canadensis Pocock, 1962,样品编号HMBF1;10.两型罗汉松粉Podocarpidites biformis Rouse, 1957,样品编号HMBF1;11.克劳期双囊粉(未定种)Klausipollenites sp.,样品编号HMBF1;12.敝开广口粉Chasmatosporites hians Nilsson, 1958,样品编号HMBF1;13.南方南美杉粉Araucariacutes australis Cookson, 1947,样品编号HMBF1;14.泡型皱球粉Psophosphaera bullulinaeformis (Maljavkina) Zhang, 1978,样品编号HMBF1;15.浅黄原始松粉Protopinus subluteus Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1;16.隐匿原始松粉Protopinus latebrosa Bolkhovitina, 1965,样品编号HMBF1;17.圆形假云杉粉Pseudopicea rotundiformis (Mal.) Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1;18.富纳赖原始松柏粉Protoconiferus funarius (Naumova) Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1;19.开放拟云杉粉Piceites expositus Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1;20、21.无囊古松柏粉Paleoconiferae asaccatus Bolkhovitina, 1956,样品编号HMBF1

    (1)植物大化石

    木贼类:Equisetites exiliformis Sun et Zheng,Equisetites sp.1,Equisetites sp.2,Equisetites sp.3。

    下白垩统甘河组(K1g)灰黑色玄武岩

    ------整合接触------
    下白垩统光华组(K1gh) > 743.78m
    61.灰黑色-灰绿色角岩化泥质粉砂岩6.7m
    60.灰绿色凝灰质砂砾石6.4m
    59.灰绿色凝灰质粗砂岩11.3m
    58.灰绿色凝灰质砂砾岩13.1m
    57.灰绿色粘土岩4.6m
    56.灰绿色凝灰质砂砾岩13.1m
    55.灰绿色含砾凝灰质粗砂岩16.7m
    54.灰紫色流纹质凝灰岩4.8m
    53.灰绿色流纹质火山角砾岩25.5m
    52.灰绿色凝灰质薄层粗砂岩13.4m
    51.灰绿色流纹质火山角砾岩48.1m
    50.灰绿色粘土岩2.4m
    49.灰绿色泥岩与灰绿色粉砂岩互层,含叶肢介、植物化石3.3m
    48.灰黑色粘土岩夹薄层凝灰质泥岩10.5m
    47.灰黑色凝灰质泥岩,含叶肢介、昆虫、虾类、植物化石、孢粉1.5m
    46.灰绿色粘土岩夹薄层凝灰质泥岩,含叶肢介、植物化石0.6m
    45.黄绿色粘土岩与凝灰质细砂岩互层,含叶肢介1.6m
    44.灰黑色薄层粘土岩1.2m
    43.黄绿色薄层粘土夹灰绿色薄层凝灰质粉砂岩,含叶肢介、辽宁洞虾、植物化石1.6m
    42.灰绿色中薄层凝灰质细砂岩0.2m
    41.黄绿色粘土岩,含少量叶肢介化石1.6m
    40.青灰色薄板状泥质粉砂岩,含少量叶肢介、鱼鳞化石31.2m
    39.灰绿色薄板状粘土岩4.9m
    38.灰绿色-灰紫色中厚层凝灰质砂砾岩夹薄层凝灰质砾岩29.4m
    37.浅灰绿色中厚层凝灰质中细粒砂岩15.3m
    36.灰绿色中薄层凝灰质含砾中粗粒砂岩12.7m
    35.青灰色中薄层粉砂质泥岩,含少量叶肢介化石5.0m
    34.灰白色中厚层凝灰质中粗粒砂岩40.9m
    33.灰色薄板状凝灰质页岩, 含丰富叶肢介43.8m
    32.浅灰绿色含砂砾粘土岩,含介形类、球蚬44.2m
    31.灰紫色中厚层凝灰质粗粒长石岩屑砂岩4.8m
    30.灰绿色中层凝灰质中砾砾岩20.5m
    29.黄绿色薄层凝灰质含砾中粗粒岩屑砂岩24.7m
    28.黄绿色沉晶屑岩屑凝灰角砾岩66.8m
    27.灰绿色沉晶屑岩屑凝灰角砾岩44.1m
    26.灰绿色厚层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩夹灰绿色薄层凝灰质细砂岩72.7m
    25.灰绿色中厚层凝灰质中砾砾岩4.0m
    24.灰紫色中厚层凝灰质中细砾角砾岩19.1m
    23.灰绿色-黄绿色凝灰质角砾岩68.1m
    22.灰绿色薄层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩0.1m
    21.灰褐色-灰绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.04m
    20.灰绿色薄层凝灰质含砾细粒长石岩屑砂岩0.2m
    19.灰褐色薄层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩0.1m
    18.灰绿色-灰褐色中层凝灰质中砾岩0.2m
    17.黄褐色薄层凝灰质中粗粒岩屑杂砂岩0.3m
    16.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.05m
    15.黄绿色薄层凝灰质中粒长石岩屑砂岩0.2m
    14.灰绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.1m
    13.灰绿色薄层凝灰质中粒砾岩0.1m
    12.黄绿色薄层长石岩屑中细砂岩0.08m
    11.黄绿色薄层凝灰质砂砾岩0.3m
    10.黄绿色薄层凝灰质中细粒砾岩与薄层凝灰质粗粒长石岩屑砂岩互层0.1m
    9.黄绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.05m
    8.灰绿色薄层凝灰质含砾细粒长石岩屑砂岩0.1m
    7.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.08m
    6.灰绿色薄层凝灰质中砾砾岩0.1m
    5.褐色薄层含砾粗粒长石岩屑砂岩0.1m
    4.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.1m
    3.褐色中细粒砂砾岩0.08m
    2.黄绿色中层凝灰质中细砾砾岩0.3m
    1.灰绿色含砾粗粒长石岩屑砂岩0.6m
    ------整合接触------
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    下白垩统龙江组(K1l)灰绿色安山质角砾熔结凝灰岩

    真蕨类:Xiajiajienia sp.,Coniopteris sp.,Onychiopsis elongata (Geyler) Yokoyama,Cladophlebis cf. neimengensis Deng,Cladophlebis browniana Dunrer,Acanthopteris alata (Fontaine) Zhang,Sphenopteris sp.,Cladophlebis sp.1,Cladophlebis sp.2,Cladophlebis sp.3,Cladophlebis sp.4。

    苏铁类:Ctenissp.。

    本内苏铁类:Neozamites denticulatus (Kryshtofovich et Prynada) Vachrameev.。

    银杏类:Ginkgoites sp.,Baiera cf.gracilis (Bean MS) Bunbury,Baiera gracilis (Bean MS) Bunbury。

    茨康类:Phoenicopsis sp.,Czekanowskia rigida Heer,Solenites sp.。

    买麻藤类:Ephedrites cf. chenii (Cao et Wu) Guo et Wu X.W.。

    松柏类:Podozamites sp.,Pityophyllim sp.

    化石果类:Carpolithus multiseminalis Sun et Zheng,Carpolithus sp.1, Carpolithus sp.2, Carpolithus sp.3, Carpolithus sp.4。

    植物群的组成特征如下。

    ①有节类(1属4种),占植物组合总数的12.9%,主要为似木贼属(Equisetites),茎较细弱,分为节和节间,节部具有叶鞘和叶齿,节间或长或短,表面带有不明显和不规则的纵肋或沟;根茎也带有节和节间,节部常常带有地下生长的块茎(球茎)。本次采集的Equisetites exiliformis Sun et Zheng是属于水边生长的似木贼类地上部分的气生茎,茎干细小,具节和节间,节上有叶齿,节间上有宽的肋和窄的沟,节间很短。

    ②真蕨类(6属11种),占植物组合总数的35.5%,真蕨类在组合中比较发育,为植物群组合中最繁盛的类群,Cladophlebis可鉴定到种为2种,分类不明的至少有4种。Onychiopsis elongata (Geyler) Yokoyama和Acanthopteris alata (Fontaine) Zhang也较为丰富,且保存较完整的营养羽片。

    ③银杏类(2属3种),占植物组合总数的9.7%,银杏类以Ginkgoites sp.和Baiera gracilis两种为代表,是中生代常见分子。

    ④茨康类(3属3种),占植物组合总数的9.7%,其中Phoenicopsis sp.和Czekanowskia rigida这两大类群植物被归入银杏纲,且在整个中生代都很常见。

    ⑤苏铁类及本内苏铁类(3属3种),占植物组合总数的9.7%,Podozamites sp.和Ctenis sp.仅保存为不完整叶片,而Neozamites denticulatus (Kryshtofovich et Prynada) Vachrameev.保存有2块正负模完整的羽片。

    ⑥买麻藤类(1属1种),占植物组合总数的3.2%,数量较少,仅发现1块标本,特征与辽西义县组Ephedrites chenii (Cao et Wu) Guo et Wu X.W.类似。

    ⑦松柏类(1属1种),占植物组合总数的3.2%,该类主要为单独保存的叶部化石,数量不多。

    ⑧化石果类(1属5种),占植物组合总数的16.1%,主要为裸子植物的种子化石,其中Carpolithusmultiseminalis迄今仅见于辽西义县组,分类不明的Carpolithus至少有4种。

    根据植物群的组成分子和特征分析,当前植物群由有节类、真蕨类、银杏类、茨康类、苏铁类、本内苏铁类、化石果类和少量松柏类、买麻藤类组成。植物群以真蕨类为主,主要由蚌壳蕨科的Coniopteris、Xiajiajienia,水龙骨科的Onychiopsis和分类位置不明的Cladophlebis等组成,其中Cladophlebis分异度相对较高;银杏纲(包括茨康类)较丰富,占植物组合的19.4%,多为线状叶类型,居次要地位;苏铁类、本内苏铁类植物较少,仅保存3个种;有节类、松柏类及买麻藤类均保存1属,但有节类比较发育,常见于该套地层的化石标本中。整体上,该植物群种类丰富,类型多样,但属种的分异度较低,反映了该时期的植物群面貌。

    (2)孢粉化石

    蕨类植物孢子含量较低,约占孢粉组合的2.83%(表 1),种类也较少(3属3种),主要为Cyclogranisporites sp.,Leiotriletes sp.,Biretisporites potoniaei Delcourt et Sprumont, 1955。

    表  1  孢粉组合平均百分含量
    Table  1.  Statistics of average content of sporo-pollen species
    孢粉名称百分含量/%
    蕨类植物孢子2.83
    Cyclogranisporites sp.0.94
    Leiotriletes sp.0.94
    裸子植物花粉97.17
    Alisporites parvus29.25
    Alisporites thomasii4.72
    Piceaepollenites sp.0.94
    Podocarpidites canadensis1.89
    Podocarpidites biformis9.43
    Pityosporites similis5.66
    Piceites expositus0.94
    Pseudopicea rotundiformis8.49
    Protopodocarpus monochromatus1.89
    Protopinus subluteus3.77
    Protopinus latebrosa0.94
    Protoconiferus funari1.89
    Paleoconiferae asaccatus6.60
    Psophosphaera bullulinaeformis16.04
    Callialasporites sp.0.94
    Klausipollenites sp1.89
    Chasmatosporites hians0.94
    Araucariacutes australis0.94
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    裸子植物花粉15属18种,主要为松柏类,含量约占孢粉组合的97.17%。其中以古型的双气囊类花粉为主。阿里粉(Alisporites)占优势(33.97%),主要为Alisporites parvusAlisporites thomasii;皱球粉主要为Psophosphaera bullulinaeformis(16.04%);罗汉松粉(Podocarpidites)主要为Podocarpidites canadensis(1.89%)和Podocarpidites biformis(9.43%);其他含量均较少,主要的中生代常见分子有Pityosporites similis,Piceites expositus,Pseudopicea rotundiformis, Protopodocarpus monochromatus,Protopinus subluteus,Protopinus latebrosa,Protoconiferus funarius, Paleoconiferae asaccatus,Callialasporites sp.,Klausipollenites sp.,Chasmatosporites hians,Araucariacutes australis,Piceaepollenites sp.。

    光华组植物化石组合的时代特征较明显,有节类Equisetites exiliformis Sun et Zheng主要见于辽西义县组[7],另外一个Equisetites sp.的形态特征与E. burejensis (Heer) Krysht.较为接近,该种最早见于俄罗斯布列亚盆地的早白垩世地层,中国常见于内蒙古霍林河煤田下白垩统霍林河组[8]。真蕨类夏家街蕨属(Xiajiajienia sp)迄今仅见于吉林省辽源市夏家街村的中侏罗统夏家街组和辽宁西部下白垩统义县组[5]Onychiopsis属是早白垩世Onychiopsis-Rufaidid植物群的代表分子之一[9-12]Cladophlebis cf. neimengensis主要见于下白垩统霍林河组[8]Acanthopteris alata主要见于下白垩统沙海组、阜新组及其相当的地层[13-14]。多籽石籽(Carpolithus multiseminalis)迄今仅见于辽西下白垩统义县组[7]。根据与植物化石共生的动物化石,如三尾拟浮游、东方叶肢介、辽宁洞虾、介形虫、蜻蜓等动物群判断,龙江盆地植物群与辽西义县组热河生物群中期可对比。孢粉组合以裸子植物花粉为主,均为中生代常见孢粉化石。此外,研究区光华组流纹岩的锆石U-Pb定年结果显示其形成于122.2~126.5Ma之间[5],时代为早白垩世。综上所述,龙江县光华村的含植物化石层位可能在区域上相当于辽西义县组,时代应属于早白垩世中期。

    中生代植物与现生植物一样,其形态特征是对环境长期适应的结果,因此,对古植物的功能形态进行分析,与现生种类进行比较,是研究古植物生态学的重要途径之一[15]。关于中生代植物类型与古气候的关系已经有很多学者进行过研究[8, 16-24]

    从龙江盆地早白垩世植物群组合特征与现生植物群对比看,木贼类仅见似木贼属(Equisetites),现生Equisetum均为草本,根茎都较纤细,喜湿,主要生长在池塘、沼泽和河湖旁边,并在热、温、寒带都有分布。化石标本茎部多细弱,根块发育,与现生Equisetum类似,多生存于水边或直接生长在水中[25-27]Equisetites块茎的存在说明气候有季节性变化,并指示温暖潮湿气候环境[21, 28]。真蕨类在本植物群中比较发育,主要为蚌壳蕨科的ConiopterisXiajiajienia,水龙骨科的Onychiopsis和分类位置不明的Cladophlebis等。现生蚌壳蕨科主要分布于热带及南半球的温带,现生水龙骨科为草本植物,主要生长在沼泽或潮湿地带的林下,分布于热带、亚热带和温带,而分类位置不明的Cladophlebis具有Todites式营养叶,推测与现生的紫其科有相似的生活习性,生长在沼泽、溪边或潮湿山谷,多分布于热带和温带。化石标本显示,龙江盆地早白垩世植物群中真蕨类均为矮小草本植物的营养叶,与现生真蕨类相似,一般生长在沼泽或灌木丛下,喜欢潮湿环境,显示为明显的晚中生代西伯利亚植物地理区的植被面貌[11, 12, 29]。龙江盆地缺少热带、亚热带植物群中常见的马通旅科和双扇旅科植物[20, 30],但见一定数量的苏铁类及本内苏铁类植物,现存苏铁类仅9属,为热带及亚热带最为繁盛的植物,同时靠近温带地区也有分布,如日本;此外,裸子植物花粉中双气囊类松柏类花粉占优势,说明当时气温并不太高[8],表明该植物群应处于比热带、亚热带凉爽的温暖的气候环境。根据大量的银杏类和茨康类植物的存在,以及化石种类GinkgoitesBaiera叶片为掌型、深裂,推测与现生银杏习性类似,属落叶乔木或灌木,生长在温暖环境下,带叶的短枝在秋季自然脱落,表明植物群生长在具有明显季节性的气候带[11, 31-36]。少量旱生买麻藤类植物(Ephedrites)的存在,反映存在季节性半干旱的气候[7, 37-38]。因此,龙江盆地早白垩世总体上可能处于温暖湿润的季节性变化的暖温带,并伴有短暂的半干旱气候。

    (1)根据与植物化石共生的动物群判断,龙江盆地植物群与辽西义县组热河生物群中期可对比,其含植物化石层位在区域上相当于辽西义县组,时代应属于早白垩世中期。

    (2)龙江盆地早白垩世总体可能处于温暖湿润的季节性变化的暖温带,并伴有短暂的半干旱气候。

    致谢: 植物大化石经沈阳地质调查中心郑少林研究员鉴定,孢粉化石由吉林大学古生物学与地层学研究中心张淑芹研究员分析鉴定,在成文过程中得到了郑少林研究员的悉心指导,在此一并表示感谢。
  • 图  1   研究区大地构造位置(a)[6]及采样位置图(b)

    1—甘河组;2—光华组;3—龙江组;4—晚古生代地层;5—早二叠世岩体;6—剖面位置;7—植物化石采样位置;8—孢粉化石采样位置

    Figure  1.   Tectonic setting (a) of the study area and sampling sites (b)

    图  2   黑龙江省龙江县山泉镇光华组实测剖面及植物化石采样位置

    1—凝灰质含砾长石岩屑砂岩;2—凝灰质角砾岩;3—凝灰质砂砾岩;4—沉凝灰质晶屑岩屑角砾岩;5—凝灰质砾岩;6—含砾岩屑砂岩;7—长石岩屑砂岩;8—凝灰质砂岩;9—泥质粉砂岩;10—含砾粘土岩;11—流纹质角砾岩;12—玄武岩;13—安山质角砾熔接凝灰岩;14—植物化石采样位置;15—孢粉化石采样位置。地层代号同图 1

    Figure  2.   Sampling locations and geological section of Guanghua Formation at Shanquan Town in Longjiang County, Heilongjiang Province

    ------整合接触------
    下白垩统光华组(K1gh) > 743.78m
    61.灰黑色-灰绿色角岩化泥质粉砂岩6.7m
    60.灰绿色凝灰质砂砾石6.4m
    59.灰绿色凝灰质粗砂岩11.3m
    58.灰绿色凝灰质砂砾岩13.1m
    57.灰绿色粘土岩4.6m
    56.灰绿色凝灰质砂砾岩13.1m
    55.灰绿色含砾凝灰质粗砂岩16.7m
    54.灰紫色流纹质凝灰岩4.8m
    53.灰绿色流纹质火山角砾岩25.5m
    52.灰绿色凝灰质薄层粗砂岩13.4m
    51.灰绿色流纹质火山角砾岩48.1m
    50.灰绿色粘土岩2.4m
    49.灰绿色泥岩与灰绿色粉砂岩互层,含叶肢介、植物化石3.3m
    48.灰黑色粘土岩夹薄层凝灰质泥岩10.5m
    47.灰黑色凝灰质泥岩,含叶肢介、昆虫、虾类、植物化石、孢粉1.5m
    46.灰绿色粘土岩夹薄层凝灰质泥岩,含叶肢介、植物化石0.6m
    45.黄绿色粘土岩与凝灰质细砂岩互层,含叶肢介1.6m
    44.灰黑色薄层粘土岩1.2m
    43.黄绿色薄层粘土夹灰绿色薄层凝灰质粉砂岩,含叶肢介、辽宁洞虾、植物化石1.6m
    42.灰绿色中薄层凝灰质细砂岩0.2m
    41.黄绿色粘土岩,含少量叶肢介化石1.6m
    40.青灰色薄板状泥质粉砂岩,含少量叶肢介、鱼鳞化石31.2m
    39.灰绿色薄板状粘土岩4.9m
    38.灰绿色-灰紫色中厚层凝灰质砂砾岩夹薄层凝灰质砾岩29.4m
    37.浅灰绿色中厚层凝灰质中细粒砂岩15.3m
    36.灰绿色中薄层凝灰质含砾中粗粒砂岩12.7m
    35.青灰色中薄层粉砂质泥岩,含少量叶肢介化石5.0m
    34.灰白色中厚层凝灰质中粗粒砂岩40.9m
    33.灰色薄板状凝灰质页岩, 含丰富叶肢介43.8m
    32.浅灰绿色含砂砾粘土岩,含介形类、球蚬44.2m
    31.灰紫色中厚层凝灰质粗粒长石岩屑砂岩4.8m
    30.灰绿色中层凝灰质中砾砾岩20.5m
    29.黄绿色薄层凝灰质含砾中粗粒岩屑砂岩24.7m
    28.黄绿色沉晶屑岩屑凝灰角砾岩66.8m
    27.灰绿色沉晶屑岩屑凝灰角砾岩44.1m
    26.灰绿色厚层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩夹灰绿色薄层凝灰质细砂岩72.7m
    25.灰绿色中厚层凝灰质中砾砾岩4.0m
    24.灰紫色中厚层凝灰质中细砾角砾岩19.1m
    23.灰绿色-黄绿色凝灰质角砾岩68.1m
    22.灰绿色薄层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩0.1m
    21.灰褐色-灰绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.04m
    20.灰绿色薄层凝灰质含砾细粒长石岩屑砂岩0.2m
    19.灰褐色薄层凝灰质中细粒长石岩屑砂岩0.1m
    18.灰绿色-灰褐色中层凝灰质中砾岩0.2m
    17.黄褐色薄层凝灰质中粗粒岩屑杂砂岩0.3m
    16.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.05m
    15.黄绿色薄层凝灰质中粒长石岩屑砂岩0.2m
    14.灰绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.1m
    13.灰绿色薄层凝灰质中粒砾岩0.1m
    12.黄绿色薄层长石岩屑中细砂岩0.08m
    11.黄绿色薄层凝灰质砂砾岩0.3m
    10.黄绿色薄层凝灰质中细粒砾岩与薄层凝灰质粗粒长石岩屑砂岩互层0.1m
    9.黄绿色薄层凝灰质含砾粗粒长石岩屑砂岩0.05m
    8.灰绿色薄层凝灰质含砾细粒长石岩屑砂岩0.1m
    7.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.08m
    6.灰绿色薄层凝灰质中砾砾岩0.1m
    5.褐色薄层含砾粗粒长石岩屑砂岩0.1m
    4.灰绿色薄层凝灰质细粒长石岩屑砂岩0.1m
    3.褐色中细粒砂砾岩0.08m
    2.黄绿色中层凝灰质中细砾砾岩0.3m
    1.灰绿色含砾粗粒长石岩屑砂岩0.6m
    ------整合接触------
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    表  1   孢粉组合平均百分含量

    Table  1   Statistics of average content of sporo-pollen species

    孢粉名称百分含量/%
    蕨类植物孢子2.83
    Cyclogranisporites sp.0.94
    Leiotriletes sp.0.94
    裸子植物花粉97.17
    Alisporites parvus29.25
    Alisporites thomasii4.72
    Piceaepollenites sp.0.94
    Podocarpidites canadensis1.89
    Podocarpidites biformis9.43
    Pityosporites similis5.66
    Piceites expositus0.94
    Pseudopicea rotundiformis8.49
    Protopodocarpus monochromatus1.89
    Protopinus subluteus3.77
    Protopinus latebrosa0.94
    Protoconiferus funari1.89
    Paleoconiferae asaccatus6.60
    Psophosphaera bullulinaeformis16.04
    Callialasporites sp.0.94
    Klausipollenites sp1.89
    Chasmatosporites hians0.94
    Araucariacutes australis0.94
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图(5)  /  表(2)
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-13
  • 修回日期:  2016-01-03
  • 网络出版日期:  2023-08-16
  • 刊出日期:  2016-05-31

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