北羌塘盆地托纳木地区雪山组的孢粉型化石及其指示的古植被和古气候特征

白培荣，熊兴国，马德胜，陈启飞，蒋开源，张厚松，曾禹人，吴 滔，李月森

(贵州省地质调查院，贵州 贵阳 550081)

“雪山组”由地质部石油局综合研究队青藏分队1966年命名，命名剖面位于羌塘盆地东部青海温泉(蒋忠惕，1983)，参考剖面在西藏江爱雪山东北纳兹岗雪山南坡(87°40′；34°00′)(蒋忠惕，1983)，为一套湖相细碎屑岩组合。雪山组与下伏羌姆勒曲组(J3)为连续过渡关系。参考剖面上产早白垩世淡水双壳类Protocardiasp.，P.ex.gr.in-terta，Lamprotulasp.，Paranippononaiacf.paucisul-cata，Trigonioides(Wakinoa)?sp.，Nippononaiaaff.wakinoensis，Gervillellasp.及腹足类Ataphan-ussp.。

关于雪山组的认识，其地层划分与时代存在多种观点：方德庆等(2002)认为羌塘盆地雪山组是在白龙冰河组之上的层位，并通过砂岩EPR年龄认为雪山组早白垩世中晚期；也有认为白龙冰河组与雪山组为同期异相的沉积，地层时代为晚侏罗世-早白垩世(谭富文 等，2004)；朱同兴等(2005)认为雪山组整合于白龙冰河组之上，其顶部可能含有早白垩世早期的沉积；还有其他学者认为雪山组(J3-K1)沉积主体应为早白垩世，尤其是早白垩世早期，其下部具穿时性而与白龙冰河组(J3)同期异相沉积(王立全 等，2013；曾禹人 等，2014)。

本次通过对北羌塘盆地托纳木地区雪山组剖面研究，岩性组合由下至上为潮坪相-海陆过渡三角洲-陆相河流的沉积环境(白培荣 等，2014)，采集到丰富的Clasopollis和早白垩世早期典型分子Dicheiaropollis花粉及组合，而在北羌塘盆地中西部的雪山组层位中前人对孢粉型化石组合研究报道甚少。从化石的属种类型和生物年代学角度为研究雪山组提供了可靠的孢粉地质学内容，旨在抛砖引玉。同时，这一丰富的孢粉型化石组合，对探讨托纳木地区乃至北羌塘盆地早白垩世早期古植被群落和古气候特征具有重要的意义。

1 区域地质背景

羌塘盆地位于“世界第三极”青藏高原内部，其是中国西部众多大型盆地之一。在大地构造上，它位于欧亚大陆与冈瓦纳古陆毗连的特提斯构造域内，居于特提斯构造域东段(西藏自治区地质矿产局，1997；尹福光，2003；吴珍汉 等，2011)，属于羌塘-昌都板块的一部分，以侏罗纪海相沉积为特色。盆地北界为拉竹龙-金沙江缝合带，南界为班公湖-怒江缝合带，东西两端以中生代海相地层的尖灭为界(鲁宾 等，2000；赵正璋 等，2000；许岩 等，2005)。盆地自北向南可分为三个次一级构造单元，分别为羌北坳陷、中央隆起带、羌南坳陷。托纳木地区位于羌塘盆地中部的羌北坳陷内。地层区划上以中央隆起带为界划分为北羌塘、南羌塘两个地层分区。研究区属北羌塘地层分区，地层由老至新出露为上侏罗统-下白垩统索瓦组二段(马德胜 等，2011；白培荣 等，2019)、下白垩统雪山组一段、下白垩统雪山组二段、新近系中新统康托组及第四系，总体以白垩系下统雪山组出露为主(图1)。

图1 北羌塘盆地托纳木地区地质略图(附大地构造位置)

2 孢粉产出层位

剖面位于测区东侧(座标N：33°34.281′E：89°24.905′)，剖面编号为PM07，剖面长度3.6 km，地层厚度>1 837.54 m，剖面露头相对较好(基岩出露达80%)。因第四系掩盖，剖面未见底，顶为向斜核部。据岩性组合特征分为一段和二段。

雪山组一段：紫红、灰绿色(地貌上岩层颜色总体呈灰绿色与紫红色相间分布)一套潮坪-海陆过渡三角洲相粗-细碎屑岩沉积。底部为灰、灰绿色碎屑岩夹深灰色碳酸盐岩，具有潮坪沉积环境特征，向上渐变过渡为三角洲亚相前三角洲沉积。孢粉赋存于粉砂质粘土岩及细粒岩屑砂岩岩层中(图2，图3)。

图2 北羌塘盆地托纳木地区雪山组剖面柱状图及采样位置(附孢粉化石数量变化曲线及图版)

雪山组二段：紫红、浅灰、灰、灰绿色等杂色一套自下而上呈正粒序不等厚的韵律互层的河流相粗-细碎屑岩沉积，本段底以出现砾岩与下伏雪山组一段分界。孢粉产于粉砂质粘土岩和细粒岩屑砂岩(图2，图3)。

图3 北羌塘盆地托纳木地区雪山组实测地层剖面(PM07)及采样位置图Fig.3 The measured stratigraphic section(PM07) and sampling location of Xueshan formation in Tuonam area of Northern Qiangtang basin

3 孢粉化石组合及时代对比

3.1 孢粉组合特征

北羌塘盆地托纳木地区雪山组为一套潮坪―三角洲―河流相沉积，总体以紫红色岩系为主。于粉砂质粘土岩、细粒岩屑砂岩层中采集样品40件。经中国科学院南京地质古生物研究所黎文本老师鉴定，27件样品中或多或少赋存了孢粉化石(图2)。其中，裸子植物占98.32%，为本区古植物区系的优势类群；而蕨类植物仅为1.68%(表1)。

表1 托纳木地区雪山组孢粉化石数量(粒)统计表

续表

裸子植物中以Classopollis(克拉梭粉)(图2，图版)花粉最繁盛(>70.63%)；其次为Dicheiropollis(双手粉)(图2，图版)花粉(>27.64%)，其对确定地层时代具有重要的意义。此外还见有少量的假云杉粉Pseudopicea(0.05%)。

蕨类植物为Cyathidites(桫椤孢，0.49%)、Gl-eicheniidites(里白孢，0.97%)、Maculatisporit(斑纹孢，0.16%)及Klukisporites(克鲁克孢，0.05%)。

因此，本文根据重要属种及其含量显著变化的特征，托纳木地区孢粉化石组合暂时借用宋之琛等(1981)提出的组合名称，可命名为Classop-ollis-Discheiropollis组合(简称CD组合)。

3.2 孢粉组合时代

据鉴定者意见，CD组合中以Classopollis和Dicheiropollis最常见，其中Classopollis高含量的组合一般出现在晚侏罗世至早白垩世；而Dichei-ropollis属(目前只有1种：D.estruscus)是特提斯海周边地区早白垩世早期(尼欧克姆期)沉积中常见且特征的分子。因此，当前化石说明本研究采集样品岩层的时代无疑应属早白垩世早期。更具体分析如下。

Classopollis(克拉梭粉)与裸子植物掌鳞杉科(Chriolepidaceae)有亲缘关系，是中生代，特别是侏罗纪至白垩纪的常见化石(Vakkrcmecv，1970；贺永忠 等，2011；白培荣 等，2020)。最早见于三叠纪，最晚在古近纪(Vakkrcmecv，1970)，繁盛期是在早侏罗世至早白垩世。在我国南方孢粉植物区系里，Classopollis在晚侏罗世至早白垩世为最繁盛的时期。样品中花粉属种比较单一，主要是克拉梭粉，但是其含量较高(占组合>70.63%)，已达到晚侏罗世至早白垩世的繁盛程度。

Dicheiropollis属于裸子植物花粉，可能与掌鳞杉科有关。其由Trevisan(1971)定名，目前仅1个种，即模式种D.estruscusTrevisan(伊特拉斯双手粉)。Dicheiropollis植物花粉粒形态奇特，极易辨认，一般成双手状态保存，酷似双手作揖相拱，该花粉在地质历史时期出现的时限很短。国内外孢粉学者一般视它为早白垩世早期(Berriasian-Barremian)的典型化石，具有标志性的时代界限划分。国外发现于意大利南托斯卡纳(Tuscany)早白垩世(Trevisan，1971)沉积中，之后相继在巴西、加蓬、安哥拉、刚果、阿尔及利亚等地早白垩世沉积中均有发现(Jardine，1974)，这些地层中的Classopollis含量都很高，一般居孢粉组合的首位，同时伴随出现少量的Dicheiropollis等早白垩世特征分子。Dicheiropollis在中国先后发现于新疆塔里木盆地早白垩世舒善河组(黎文本 等，1990)、云南富民盆地早白垩世安宁组(张望平，1995)和青藏高原北羌塘唐古拉山早白垩世索瓦组和雪山组(Li Jianguo，2004)地层中。近年来，北羌塘半岛湖早白垩世白龙冰河组(李月森 等，2015)及西藏班公湖-怒江缝合带西段亭贡拉地区亭贡错组均有报道(白培荣 等，2019)。同样，这些地层中的孢粉组合也具有这种特性，即高含量的Classopollis与一定含量早白垩世的典型分子Dicheiropollis共生。托纳木地区早白垩世雪山组也是如此(表1)，这一共性特征在区域上具有重要的地层时代意义。

综上所述，托纳木地区发现的孢粉型化石组合中以含大量的Classopollis花粉(含量在70.63%以上)为主要特征，且见有一定数量的Dicheiropollis(含量>27.64%)。因此，当前CD组合说明本区采样剖面的地层时代应属早白垩世早期。

4 孢粉型化石指示的古植被和古气候

孢粉是植物的繁殖器官，极易保存为化石，因而可以根据孢粉组合推测该时期的古植被和古气候特征(钟筱春 等，2003)。托纳木地区发现的孢粉成分比较单一，以Classopollis-Discheiropollis组合为主要特征。

4.1 古植被

本区孢粉组合中以Classopollis属植物占主导地位，其母体植物属于掌鳞杉科，长有鳞片状小叶，为矮小的乔木或灌木，生长于高地斜坡。而Dicheiropollis属可能与掌鳞杉科有关，为矮小的乔木或灌木。孢粉组合中还见有少量的蕨类植物。因此，托纳木地区早白垩世早期的古植被群落以Clasopollis和Dicheiaropollis有亲缘关系(或母体植物)的掌鳞杉科植物为优势类群，林间或林下还生长着少量桫椤科、里白孢属等植物。

4.2 古气候

而Dicheiropollis反映的生态条件很多方面与Classopollis相一致。前述的孢粉组合中，Dicheiropollis都是和Classopollis共生，后者含量很高，超过70%，反映前者也适应这一热和干旱的气候。

综上所述，北羌塘盆地托纳木地区早白垩世早期的植物群落面貌以生长于喜炎热而耐干旱的掌鳞杉科为优势类群，林下或林间还生长少数桫椤科和里白孢属等植物。本孢粉植物群反映的气候特征属于干旱炎热的热带-亚热带型气候，这与本区受北面半干旱热带-亚热带型气候影响有关(沙金庚 等，2005)。

5 结论

本次通过剖面和面上地质填图的研究，托纳木地区雪山组整合覆于上侏罗统-下白垩统索瓦组二段(相当于“白龙冰河组”)之上。雪山组岩系中采集到丰富的Clasopollis和早白垩世早期典型分子Dicheiaropollis花粉及组合，据此厘定本区雪山组的沉积时代应为早白垩世早期。从生物年代学和化石的属种类型角度为早白垩世雪山组增添了可靠的资料，丰富了生物的多样性。本研究认为北羌塘盆地托纳木地区早白垩世时期的植物群落面貌以生长喜炎热而耐干旱的掌鳞杉科为优势类群，林下或林间还生长少量桫椤科和里白孢属等植物古生态景观。本孢粉植物群反映的气候特征属于干旱炎热的热带-亚热带型气候。雪山组总体为潮坪-海陆过渡三角洲-陆相河流的灰色、紫红色碎屑岩沉积，这一套紫红色岩层的广布，标志北羌塘盆地海相沉积结束，海水退出北羌塘盆地，并向陆相沉积转换，其物源来自西南部的中央隆起带(金玮 等，2006)。同时，紫红色岩系的显著特征则反映古气候环境为热带-亚热带型。这一由海相向陆相沉积的古地理转换，对探讨北羌塘盆地的地质演化史具有重要的意义。表明燕山构造运动促使陆地不断扩大，更有利于植物的生长繁茂和森林生态环境的形成提供了条件。

总之，羌塘盆地经历了漫长而错综复杂的地块(体)、断裂和火山等构造运动和古地理变迁。这些运动和变迁，导致了羌塘地区地块的气候、生态环境和生物群落的变化。

致谢：中国科学院南京地质古生物研究所黎文本老师对孢粉化石鉴定；野外工作和成文中得到贵州省地质调查院熊兴国研究员指导并提出了宝贵的意见，贵州省地质调查院王敏研究员对岩矿的鉴定。对给予支持和帮助及审稿专家和编辑部老师对论文的审阅，在此一并表示感谢!