The Middle Jurassic palynoflora and its implication for paleoclimate in the western margin of Longjiang Basin
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摘要:
对产于龙江盆地中侏罗统万宝组含煤地层中的孢粉化石进行了系统研究，共识别出中侏罗世孢粉化石45属73种，蕨类植物孢子15属16种，裸子植物花粉30属57种，自下而上建立了Alisporites-Chasmatosporites-Cyclogranisporites，Chasmatosporites-Piceites-Cyclogranisporites及Cyclogranisporites-Baculatisporites-Protopinus3个孢粉组合。该孢粉植物群以裸子植物花粉占优势，蕨类孢子次之，其中，裸子植物花粉以松柏类植物的双囊花粉和苏铁类、本内苏铁类、银杏类植物的单沟花粉为主。通过对龙江盆地万宝组孢粉植物群的组成分析，其时代应为中侏罗世。结合对该地质时期的植物群生态环境的研究，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，并存在一定低矮山地的古环境。
Abstract:Based on the systematic analysis of palynological fossils collected from the coal-bearing strata of the Middle Jurassic Wanbao Formation in the Longjiang Basin, totally 73 species of 45 genera, including 16 species of 15 genera in pteridophyte spores and 57 species of 30 genera in gymnosperm pollen were recognized in the Longjiang Basin, and 3 palynological assemblages Alisporites-Chasmatosporites-Cyclogranisporites, Chasmatosporites-Piceites-Cyclogranisporites and Cyclogranisporites-Baculatisporites-Protopinus assemblage were established in the Middle Jurassic strata in ascending order.The palynoflora is dominated by gymnospermous pollen, followed by fern spores.In addition, the pollen of gymnosperms is mainly composed of the bisaccate pollen of conifers and monosulcate pollen of cycads, bennettitales and ginkgophytes.Based on the analysis of palynological data, the age of the Wanbao Formation in the Longjiang Basin should be assigned to the Middle Jurassic.Combined with the features of the ecological environment, the Middle Jurassic Wanbao palynoflora may reveal a subhumid to humid warm temperate-subtropical climate with a certain paleoenvironment of low mountains.
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Keywords:
- palynological fossil /
- Middle Jurassic /
- palaeoclimate /
- paleoenvironment /
- Longjiang Basin
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黄金是人类发现的第一种贵金属，是美好和富有的象征，一直受到人类的喜爱。胶东是中国最重要的黄金基地、世界闻名的黄金产区，也是全球金矿床勘查和研究的热点区域。胶东金矿的开采历史悠久，最早可上溯至唐代。新中国成立以来，国家对胶东金矿的勘查一直非常重视，部署了大量地质工作。胶东地区也不负众望，不断涌现新的找矿突破，由建国初期的仅20余吨金资源量，到现今金资源总量超过5000 t，成为世界第三大金成矿区。目前，中国的黄金产量连续十多年居世界第一，其中胶东的三山岛、焦家、玲珑和新城4座矿山建国以来累计生产黄金均超过100 t，胶东为中国的黄金产业乃至经济社会发展做出了重要贡献。
胶东屡现金矿找矿奇迹，产生了找矿勘查的多项第一。1965年，首次在胶东三山岛断裂的破碎蚀变带中发现了金矿体；1966年，在焦家断裂带中发现破碎带蚀变岩型金矿体并肯定了其工业价值。1969年完成的三山岛金矿区勘探，提交金资源量63.56 t，是中国探明的第一个特大型蚀变岩型金矿床；其后于1972年完成了焦家金矿床勘探，提交金资源量70余吨。1977年，全国第二次金矿地质工作会议以纪要形式，将焦家式破碎带蚀变岩型金矿(简称焦家式金矿)确定为中国新发现的金矿床类型。焦家式金矿的发现，突破了当时地学界“大断裂只导矿不贮矿”的传统认识，指导地质人员将找矿方向由以往的石英脉型金矿转向破碎带蚀变岩型金矿，陆续发现和探明了新城、河西、河东、新立、仓上、大尹格庄、台上等大型金矿床，奠定了胶东作为中国第一黄金基地的地位，推动了中国黄金产业的发展。1985年，《焦家式新类型金矿的发现及其突出的找矿效果》荣获国家科技进步特等奖(图片1)，焦家式金矿成矿和找矿理论为中国的金矿勘查提供了重要指导。
进入21世纪，中国的地下浅表部金矿资源严重枯竭，地质人员在胶东地区开展了深部找矿探索。于2006年首先探明了莱州寺庄深部特大型金矿床，实现了“攻深找盲”的率先突破；2008年，完成了莱州焦家深部金矿详查，提交金资源量105 t，是胶东地区第一个一次性提交详查资源量超过百吨的金矿床；其后，胶东地区陆续探明了10余个资源量超过100 t的超大型金矿床，尤其是探明了三山岛北部海域、西岭、纱岭3个资源量均超过300 t的金矿床。2014年，在莱州湾东侧的浅海海域探明的三山岛北部海域金矿床，勘探资源量470余吨，是中国和世界上最大的海域金矿。随着深部找矿的持续推进，胶东地区的勘查和钻探深度不断刷新纪录。目前，已施工1500~3000 m深度的钻孔300余个，其中，三山岛、焦家、水旺庄、大尹格庄等矿区控制矿体的深度均已超过2000 m，是国内平均勘查深度最大的金矿区；已施工超过3000 m深度的钻孔3个，在莱州三山岛金矿深部(西岭矿区)施工的4006.17 m深孔被誉为中国岩金勘查第一深钻，在焦家断裂带深部施工的3266.06 m深度的钻孔是该成矿带见矿深度最深的钻孔。2011年全国找矿突破战略行动以来，胶东作为全国重要的整装勘查区之一，深部找矿取得了新的重大突破，10年新增深部金资源量约2958 t，新增资源量约占全国同期的40%，超过了胶东历史上累计探明金资源量的总和，三山岛、焦家和招平3条成矿带的金资源量均已超过千吨。深部找矿的过程也是找矿理论认识和找矿方法不断提升的过程，胶东型金矿热隆-伸展成矿理论、阶梯成矿模式、阶梯找矿方法、先进的地球物理勘探技术、深孔和海域钻探方法等在深部找矿中发挥了重要作用。通过三维可视化分析发现，三山岛和焦家地区的多个原来认为独立的金矿床在深部合为一体，实际上是2个资源量均超过千吨的超巨型金矿床。2014年，《胶东金矿理论技术创新与深部找矿突破》成果获得国家科技进步二等奖。2017年5月3日，原国土资源部专门举行胶东地区深部金矿找矿成果新闻发布会指出：“胶东地区金矿深部勘查重大突破具有世界级影响”。
全国找矿突破战略行动的实施，为胶东深部找矿突破提供了重要机遇。本专辑撷取了找矿突破战略行动以来有关人员在胶东深部找矿中开展的部分工作和取得的部分成果予以展示，主要包括以下4方面内容：矿床三维地质建模及基于三维模型对深部矿床空间分布和成矿规律的新认识，稳定同位素、矿石微量元素和矿物微区地球化学分析测试结果及对金成矿的指示，流体包裹体测试结果及成因解释，地球物理方法及其在胶东深部找矿中的作用。期望本专辑阐述的成果能为深化胶东金成矿的认识及指导进一步找矿提供启发和帮助，也期望中国其他地区的深部找矿和相关研究能从中得到有益借鉴。
胶东地区金矿找矿不断取得新突破，得益于国家有关部门的高度重视和大力支持，得益于地勘队伍、科研院所和矿山企业的共同努力，得益于广大工程技术人员、基础理论研究人员的艰苦努力和无私奉献。山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队无疑是胶东金矿找矿的突出贡献者，该队探获了胶东50%以上金资源量，发现并建立了焦家式金矿矿床式，创新了金矿成矿理论，提出了金矿找矿新方法，也因其突出的找矿贡献获得了崇高的荣誉：1992年10月19日国务院下达了《国务院关于表彰山东省地质矿产局第六地质队的决定》(国发〔1992〕59号)，授予六队“功勋卓著无私奉献的英雄地质队”荣誉称号(图片2)，于1992年12月10日在北京举行了隆重的命名大会，并授予奖旗；2009年9月19日，时任国务院总理温家宝在原国土资源部转呈的山东地矿六队胶东找矿成果汇报材料上亲笔批示“请国土资源部转告六队职工：祝贺他们在金矿勘探中取得的重大发现，向大家致以亲切的问候。”
2022年是山东地矿六队被国务院授予“功勋卓著无私奉献的英雄地质队”荣誉称号30周年，谨以此专辑纪念这一光荣的时刻，并向为胶东地区金矿勘查和找矿突破战略行动取得重大成果做出贡献的所有人致以崇高的敬意！
致谢: 成文过程中得到中国地质调查局沈阳地质调查中心杨晓平教授级高级工程师和张立东研究员的指导，孢粉化石由吉林大学古生物学与地层学研究中心张淑琴研究员鉴定，审稿专家提出宝贵建议，在此一并表示感谢。 -
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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 village
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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 
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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
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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
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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
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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
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