河南汝阳含巨型蜥脚类恐龙动物群地层时代的孢粉学证据

涂 黎,翁 霞,朱红卫,曾光艳,陈红旗,李梦帆

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南南阳 473132;2.中国石化销售股份有限公司河南平顶山石油分公司,河南平顶山 467000;3.中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳 473132)

河南西部汝阳、临汝、宜阳、洛阳等地发育一套以红色砂质泥岩、钙质泥岩为主,夹泥灰岩、炭质页岩的碎屑岩地层,上世纪60年代,河南省区调队将其命名为蟒川组[1],正层型剖面位于汝州市蟒川西南4 km(112°44′E,34°02′N),依据其中发现的少量双壳化石,时代归为古近纪始新世[2]。河南省地质局在洛阳盆地宜阳县钻井(宜1孔、宜2孔及河1孔)揭示的“蟒川组”中也发现始新世古生物化石群,如介形虫、轮藻、腹足类等。本世纪初,河南省地质博物馆在汝阳三屯、刘店和二郎庙一带原“蟒川组”中陆续发现巨型蜥脚类[3]、结节龙类[4]、大型肉食龙类等丰富的恐龙化石,并将恐龙化石产出的相应地层改划为上白垩统[5]。徐莉、潘泽成等将汝阳盆地中部(汝阳县上店-刘店地区)含恐龙化石的“蟒川组”地层重新建组为“郝岭组”、“上东沟组”[6],并初步确定“郝岭组”时代为早白垩世晚期(Aptian—Albian期),“上东沟组”因缺乏化石证据暂归于晚白垩世。近年来,成都理工大学研究表明,汝阳盆地东部汝州-宝丰县一带“蟒川组”与刘店一带发现恐龙化石的层位岩性相似,但ESR同位素年龄显示该套地层呈下部晚白垩世、上部古新世的信息[7],且未见恐龙化石及碎片。为进一步确定巨型蜥脚类恐龙动物群产出地层的时代,河南省地质博物馆采集了大量的微体古生物样品,邀请笔者进行分析研究,经实验分析,发现大量保存完好的孢粉化石,为该套地层时代厘定提供了孢粉学证据。

1 采样剖面

此次研究的古生物样品由河南省地质博物馆采集于汝阳县刘店-三屯一带的野外露头,包括汝阳地区下河东村南沟、下河东张岭北沟、三屯曹家村、土桥西沟、狼洞沟、花庙沟、曹家村南沟、曹家村北于家沟等剖面(图1)。岩性主要为绿灰色黏土质粉砂岩、粉砂质黏土岩,灰色薄层状粉砂质泥岩,灰色块状泥质粉砂岩、钙质黏土岩。

图1 研究区位置示意图

2 孢粉化石组合特征及时代讨论

区内各“蟒川组”剖面产出的孢粉化石总体面貌相近、组合特征一致,本文以化石丰富且保存良好的下河东村南沟剖面、三屯曹家村剖面为代表(图2、3),详细论述孢粉化石属种类型、优势分子、组合特征等,其余剖面不再赘述。

图2 下河东村南沟“蟒川组”剖面(潘泽成、徐莉等实测)

图3 汝阳三屯曹家村“蟒川组”剖面(潘泽成、徐莉等实测)

2.1 孢粉化石组合特征

1)孢粉化石整体面貌以蕨类植物孢子占优势(62.86%～74.53%),裸子植物花粉含量相对较低(25.47%～37.14%),未见被子类植物花粉。主要孢粉类型见图版I、II。

2)蕨类植物孢子以海金砂科(Lygodiaceae)孢子占优势(15.32%～23.30%),其中Cicatricosisporites居首位(8.49%～20.39%),见C.cf.dahuichangensis、C.minor、C.variabilis、C.minutaestriatus、C.phymatochilus、C.imparilis、C.ordinatus、C.apiteretus、C.hallei等多种,还见Toroisporis、Lygodiumsporites、Impardecispora、Maculatisporites等;桫椤科(Cyatheaceae)孢子亦具有较高含量(3.60%～12.62%),常见Deltoidospora、Cyathidites;其余优势分子为Hsuisporites(0～18.92%)、Punctatisporites(1.80%～8.65%)、Densoisporites(0～10.19%)、Osmundacidites(0～8.57%)等;其他蕨类植物孢子还常见Undulatisporites、Todisporites、Convolutispora、Schizaeoisporites、Converrucosisporites、Baculatisporites、Verrucosisporites、Cyclogranisporites、Grangulatisporites、Apiculatisporites等;见少量Sphagdiumsporites、Cibotiumspora、Crybelosporites、Fixisporitestortus等。

3)裸子植物以松柏类双气囊花粉(4.50%～21.15%)和掌鳞杉科花粉(2.86%～15.32%)占优势,其中松柏类双气囊花粉主要为Piceaepollenites(3.88%～6.60%),见少量Pinuspollenites、Abietineaepollenites、Podocarpidites、Pityosporites等;掌鳞杉科花粉以Classopollisspp.(1.90%～8.74%)、C.annulatus(0～6.31%)、C.parvus(0～8.11%)为主,见少量C.qiyangensis、C.classoides、C.granulatus;无口器花粉Psophosphaera(0.94%～6.80%)亦有一定含量;零星可见气囊分化不完善的古老松柏类花粉Protoconiferus、Protopinus、Pseudopicea、Pseudowachia;其他化石类型有Callialasporites、Jiaohepollis、Perinopollenites、Cerebropollenites等。

本次所发现的孢粉化石组合的总体特征为:蕨类植物孢子占绝对优势,大量繁盛Lygodiaceae科孢子,Cicatricosisporites含量高,种类丰富,见C.cf.dahuichangensis、C.minor、C.variabilis、C.minutaestriatus、C.phymatochilus、C.imparilis、C.ordinatus、C.apiteretus、C.hallei等多种。裸子植物花粉含量相对较低,优势属是松柏类双气囊花粉和掌鳞杉科Classopollis花粉,Classopollis花粉常见Classopollisspp.、C.annulatus、C.parvus、C.qiyangensis、C.classoides、C.granulatus等多种;见少量气囊分化不完善的古老松柏类花粉。孢粉组合产出的分子Hsuisporites、Schizaeoisporites、Fixisporites、Crybelosporites、Callialasporites、Jiaohepollis等均是早白垩世的重要化石。

2.2 地质时代讨论

此次发现的孢粉化石组合中以Lygodiaceae科孢子、掌鳞杉科Classopollis花粉及古老松柏类花粉最具时代意义。国内外资料表明,早白垩世是Lygodiaceae科孢子大量繁盛的时期,又以Cicatricosisporites最为关键,大多孢粉工作者把这一化石属作为白垩纪的标准化石(Pocock,1967;瓦赫那梅也夫,1973等),它的出现是划分侏罗纪、白垩纪地层的重要依据之一。在国外少数地区该化石出现于晚侏罗世晚期地层中,且数量非常有限。在国内,从已发表的孢粉文献资料来看,晚侏罗世Cicatricosisporites尚未出现,早白垩世早期该属化石也很少,到Valanginian期开始增多,Hauterivian—Aptian期大量繁盛。在松辽盆地高峰期出现在沙河子组三段和四段(Hauterivian期),登楼库组三段(Aptian期)、青山口组一段(Cenomanian期)[8],含量大多超过10%。仅从孢粉组合中Cicatricosisporites(8.49%～14.81%)含量分析,其时代应该为Hauterivian—Cenomanian期。Hsuisporites最早报道于黑龙江鸡西穆棱组(张春彬,1965),在我国华北下白垩统广泛分布。裸子植物花粉Classopollis广泛分布于我国内陆盆地中,母体植物属于掌鳞杉科,反映干热气候,其含量随干燥气候扩大而增加,分布时代为晚三叠世—古近纪[9],其中晚侏罗世含量最高,早白垩世也有相当高的含量,如任店盆地谭楼组,该属化石在孢粉组合中最高可占化石总量的36%(钱少华,1986)。气囊分化不完善的古老松柏类花粉,广泛分布于我国北方和原苏联西伯利亚等地的晚侏罗世晚期和早白垩世地层中。它的地质时代分布大概是前侏罗纪开始出现,侏罗纪进一步发展,晚侏罗世和早白垩世早期繁盛,早白垩世中期含量减少,晚期(主要是Aptian期和Albian期)明显衰退,晚白垩世绝灭。

在松辽盆地早白垩世,火石岭组─营城组(Berriasian─Barremia期)古老松柏类花粉含量较高,一般为20%～30%,到登楼库组(Aptian期)─泉头组(Albian期)沉积时期,它们迅速衰败,在孢粉组合中数量较少,或零星出现[8]。笔者此次在汝阳“蟒川组”发现的孢粉化石组合中古老松柏类花粉含量很少,与松辽盆地早白垩世登楼库组(Aptian期)孢粉组合特征相似,其地质时代应不早于Aptian期。

此次在河南汝阳“蟒川组”发现的孢粉化石组合特征与河南周口坳陷钻井中下白垩统商水组(Aptian期)孢粉化石组合特征十分相似,二者均出现了Cicatricosisporites、Crybelosporites、Fixisporites、Callialasporites、Jiaohepollis、Hsuisporites、Schizaeoisporites等早白垩世的重要分子,且Lygodiaceae科Cicatricosisporites、掌鳞杉科Classopollis有一定含量,古老松柏类花粉属种类型单调,丰度低,极少见到。

综上所述,此次在河南汝阳“蟒川组”发现的孢粉组合总体面貌与松辽盆地下白垩统登楼库组(Aptian期)、河南周口坳陷下白垩统商水组(Aptian期)相似[10],其地质时代亦相近,为早白垩世Aptian期。

3 结论

汝阳盆地原“蟒川组”中首次发现大量保存完整的孢粉化石组合,丰富了该地区的地层古生物内容;通过孢粉化石组合特征分析,认为汝阳地区原“蟒川组”含巨型蜥脚类恐龙动物群地层时代应为早白垩世Aptain期。该研究成果不仅为厘定赋存恐龙化石的地层时代提供了孢粉学证据,也为汝阳盆地建立地层层序和地层格架奠定了基础。

图版说明

图版Ⅰ

1、Deltoidosporasp.

2、Osmundaciditessp.

3、Cyathiditessp.

4、Hsuisporitesmultriadiatus

5、Todisporitessp.

6、Cicatricosisporitesdorogensis

7、Deltoidosporasp.

8、Undulatisporitessp.

9、Leptolepiditesverroucatus

10、Cicatricosisporitessp.

11、Cicatricosisporitescf.tersus

12、Cicatricosisporitesmediostriatus

13、Cicatricosisporitessp.

14、Punctatisporitessp.

15、Hsuisporitesrugatus

16、Cicatricosisporitessp.

17、Cicatricosisporitescf.minutaestriatus

18、Punctatisporitessp.

19、Hsuisporitessp.

20、Densoisporitesvelatus

21、Dictyotriletessp.

22、Stereisporitessp.

23、Classopollisannulatus

24、Classopollisannulatus

25、Lycopodiumsporitesmarginatus

26、Cyathiditessp.

27、Hsuisporitesmultriadiatus

28、Cyathiditesaustralis

29、Densoisporitessp.

30、Cyathiditesmesozoicus

31、Deltoidosporabalowensis

32、Hsuisporitessp.

33、Hsuisporitesrugatus

34、Pilosisporitesverus

35、Undulatisporitestriangularus

36、Undulatisporitesundulapolus

37、Pinuspollenitessp.

38、Hsuisporitesrugatus

39、Lygodiumsporitessp.

40、Todisporitessp.

41、Parvisaccitessp.

42、Microreticuloatisporitessp.

图版Ⅱ

1、Cyathiditesminor

2、Cyathiditesaustralis

3、Leptolepiditesverroucatus

4、Cicatricosisporitessp.

5、Hsuisporitesmultriadiatus

6、Hsuisporitesrugatus

7、Densoisporitescircumundalatus

8、Dictyotriletessp.

9、Cicatricosisporitesdorogensis

10、Densoisporitesvelatus

11、Apiculatisportessp.

12、Aeqitriaditessp.

13、Piceitessp.

14、Cyathiditesmajor

15、Hsuisporitesrugatus

16、Lygodiumsporitessp.

17、Leptolepiditesverroucatus

18、Verrucosisporitessp.

19、Undulatisporitessp.

20、Aeqitriaditessp.

21、Classopollisannulatus

22、Classopollis.major

23、Classopollisclassoides

24、Classopollissp.

25、Classopollisannulatus

26、Lycopodiumsporitessp.

27、Undulatisporitessp.

28、Classopollisannulatus

29、Classopollisannulatus

30、Classopollistriangulus

31、Piceitessp.

32、Abieitineaepollenitessp.

33、Pinuspollenites

34、Protopodocarpussp.

35、Pseudopiceasp.

36、Piceaepollenitessp.

37、Protopinussp.