基于孢粉数据的阳原-天镇地区上白垩统灰泉堡组地层古环境分析

基于孢粉数据的阳原 - 天镇地区上白垩统灰泉堡组地层古环境分析

冯 琦

河北地质大学地球科学学院 , 石家庄 050000;

摘要 本文统计了在河北阳原—山西天镇地区上白垩统灰泉堡组地层的赵家沟乡吉地山剖面、贾家屯乡南冯窑村剖面与康代梁-杨柳沟剖面采集的化石样品中的古植物孢粉的种类数量，研究表明阳原—天镇地区上白垩统灰泉堡组内保存的古植物孢粉化石中，被子植物花粉含量高以藜蒿粉属为主，裸子植物孢粉次之以双束松粉属为主，蕨类植物孢粉少见；区内植被以温凉花粉比较多见，气候温和潮湿。为重建河北阳原—山西天镇地区上白垩统时期的古环境进一步提供了数据支撑。

关键词 上白垩统灰泉堡组 古环境 孢粉

0 引言

河北阳原—山西天镇地区上白垩统灰泉堡组地层出露完全，动植物化石丰富，为开展河北阳原—山西天镇地区上白垩统灰泉堡组古生物地层研究奠定了坚实的基础，本文选取河北阳原—山西天镇地区三个上白垩统灰泉堡组地层剖面中保存的大量孢粉化石为研究材料，运用了沉积物粒度分析、孢粉化石统计等方法，对上白垩统灰泉堡组剖面样品进行定量的研究，为重建河北阳原—山西天镇地区上白垩统时期的古环境提供了数据支撑，为全球上白垩统古环境古气候的恢复提供依据，进一步探讨了灰泉堡组的沉积环境及其古植物地理分区。

1 研究区概况与研究方法

研究区跨越河北阳原县与山西天镇县，位于河北省的西北部与山西省最北端交界。研究区地理坐标为E 114°02′00.88″—E 114°12′24.32″，N 40°11′24.50″—N 40°13′46.01″。赵家沟乡吉地山剖面、贾家屯乡南冯窑村剖面与康代梁-杨柳沟剖面均位于阳原盆地的西北部与天镇县交界的呈东西向的区域内（见图1），剖面表面风化岩石均已剥除，为样品的采集提供了良好的条件。上白垩统阳原沉积盆地中只发育了中生代上白垩统地层—灰泉堡组沉积，区内主要沉积特征为湖相沉积与扇三角洲沉积，地层剖面形态呈南厚北薄的箕形特征，下伏为太古界集宁群，上覆为中新世汉诺坝组。均呈角度不整合接触，灰泉堡组下部由砾岩与少量泥岩夹砂岩组成（王立峰,庞其清等;2000,2001）。上部由含砾细砂岩、砂质砾岩与少量砂岩夹泥岩组成，据庞其清等（2001）研究，地层中含蜥脚类华北龙Huabeisaurus sp. 等重要恐龙动物化石、介形虫及轮藻等丰富的生物化石。

本次孢粉化石样品分别采自于赵家沟乡吉地山剖面、贾家屯乡南冯窑村剖面与康代梁-杨柳沟剖面，这些样品在实验室里采用氢氟酸处理，过筛分析的方法（李育等,2007），样品取样量为60—100克不等。孢粉鉴定统计在400倍日本OLYMPUS光学生物显微镜下进行，每个样品的鉴定所统计花粉数是在观察统计4个玻片以上所得到，大部分样品发现了孢粉化石。

其中赵家沟乡吉地山剖面采集的孢粉样品编号为bf-200—bf-204，其岩性为紫红色粉砂质泥岩，地层厚度12.22m；贾家屯乡南冯窑村剖面采集的孢粉样品编号为bf-205—bf-207，岩性为紫红色含粉质粘土和白色含粉砂质泥岩，地层厚度8.8m；康代梁杨柳沟剖面采集的孢粉样品编号为bf01~34，其中下部采集的样品编号为bf01~26，岩性以灰白色厚－巨厚层砂质砾岩为主，浅紫红色含砾砂岩、粉砂岩与暗紫、紫红色含砾泥岩、泥岩呈不等厚互层，地层厚度47m，其上部采集的样品编号为bf027~34，岩性主要为灰白色粗砂岩夹紫红、砖红色粉砂岩、泥岩，含薄层灰绿色粘土，地层厚度25.8m。

图1 阳原-天镇地区区域地质图（据宋晓东等,2006；庞其清等,2001修改）

1. 第四系 2-中新统汉诺坝组 3-上白垩统灰泉堡组 4-元古宇 5-太古宇集宁群 6-不整合接触和断层

2 孢粉类型及其组合特征

2.1 赵家沟乡吉地山剖面与贾家屯乡南冯窑村剖面

根据剖面孢粉科属类型分别叙述，此次研究在赵家沟乡吉地山剖面和贾家屯乡南冯窑村剖面共采样七块（bf-200至bf-206），一共鉴定了628粒孢粉化石，分属于24个属种类型：

裸子植物孢粉有单束松属Abietineaepollenites、双束松属Pinuspollenites、云杉属Piceapollis、铁杉属Tsugaepollenites、罗汉松属Podocarpidites；被子植物花粉有禾本科Gramineae、肋桦属Betulaepollenites、榆粉属Ulmipollenites、胡颓子粉属Elaeangnacites、大戟粉属Euphorbiacites、藜粉属Chenopodipollis、蒿粉属Artemisiaepollenites、管花菊粉属Tubulifloridites、拟菊苣粉Cichorieacidites 、南岭粉属Nanlingpollis、边沟孔粉属

margocolporites、芸香粉属Rutaceoipollis、单孔四合粉属Tetradomonoporites、小三孔沟粉、Tricolporopollenites minutus 等；蕨类植物孢子有三角孢Deltoidospora、 石松孢属Lycopodiumsporites、里白孢属Gleicheniidites、凤尾蕨孢属Pterisisporites、膜环弱缝孢属Aequitriradites等。

根据剖面及孢粉组合类型分别叙述：

1. 赵家沟乡吉地山剖面

赵家沟乡吉地山点位被子植物花粉孢粉浓度含量高，含量占孢粉总数的55.5%~79.5%，裸子植物花粉次之，含量占20.5%~41.6%，此外蕨类孢粉含量仅占0%~17.1%。被子植物花粉以藜粉属，最高含量分别为47.3%，其次是蒿粉属、禾本粉属、榆粉属、肋桦粉属、边沟孔粉属、单孔四合粉属、小三孔沟粉属；裸子植物孢粉以双束松粉属为主，最高含量34.2%，其次是单束松粉属、罗汉松粉属、云杉粉属、铁杉粉属等；蕨类孢子有三角孢属、石松孢属、膜环弱缝孢属、凤尾蕨孢等。

该剖面孢粉组合为藜-蒿-松属，多见双子叶草本植物，木本植物以中高海拔温凉花粉比较多见，同时三角孢、膜环弱缝孢属、凤尾蕨孢属等性喜温暖潮湿及半荫环境的蕨类均有少量出现，综合表明该剖面气候类型是地形起伏较大的温凉潮湿的气候条件。

2. 贾家屯乡南冯窑村剖面

而贾家屯乡南冯窑村剖面孢粉类型单调，以被子植物花粉占优势，裸子植物花粉少量，蕨类植物孢子未见。裸子植物孢粉浓度0%~6.3%，花粉仅见1粒双束松粉属；被子植物孢粉浓度为93.8~100%，花粉以藜粉属、蒿粉属为主，和小三孔沟粉属；

该剖面中孢粉稀少，孢粉组合为藜-蒿属，为一年生或多年生草本植物，反应的气候为干冷。

2.1 康代梁杨柳沟剖面

此次研究在康代梁杨柳沟剖面共采样三十四块（bf01~34），根据孢粉鉴定统计实验结果，此次一共鉴定了7279粒孢粉化石，分属于50个属种类型：

裸子植物孢粉有单束松属Abietineaepollenites、双束松属Pinuspollenites、油杉属Keteleeriaepollenites、雪松属Cedripites、罗汉松属Podocarpidites、银杏属Ginkgoretectina、拟落叶松属Laricoidites、麻黄属Ephedripites；

被子植物孢粉有禾本科Gramineae、桤木属Alnipollenites、肋桦属Betulaepollenites、拟桦属Betulaceoipollenites、枥属Carpinipites、榆属Ulmipollenites、榉属Zelkovaepollenites、栎属Quercoidites、胡桃属Juglanspollenites、忍冬属Lonicerapollis、漆树Rhoipites、柳Salixipollenites、胡颓子属Elaeangnacites、无患子Sapindaceidites、槭属Aceripollenites、木樨属Oleoidearumpollenites、大戟属Euphorbiacites、多孔属Polyporites、藜属Chenopodipollis、小石竹属Caryophyllidites minutus、粒三沟属Gemmatricolpites、毛茛属Ranunculacidites、刺三孔沟属Echitricolporites、蒿属Artemisiaepollenites、管花菊属Tubulifloridites、拟菊苣属Cichorieacidites、十字花属Cruciferaeipites、蔷薇型三孔沟属T .chamaerhodesoides、南岭属Nanlingpollis、边沟孔属margocolporites、桑属Moraceoipollenites、坡氏属Pokrovskaja、芸香属Rutaceoipollis、拟千屈菜属Lythraites、柳叶菜属Corsinipollenites、单孔四合粉属Tetradomonoporites、莎草属Cyperaceaepollis；

蕨类孢粉有短缝三角锥瘤孢属Lophotriletes、石松孢属Lycopodiumsporites、膜环弱缝孢属Aequitriradites、里白孢Gleicheniidites、凤尾蕨孢属Pterisisporites。

其中裸子植物孢子3196粒，8个属种类型，含量占孢粉总数的37.6%~43.91%，花粉以双束松属和单束松属为主；被子植物花粉4023粒，37个属种类型，含量占孢粉总数的55.27%~61.5%，花粉以藜属和蒿属为主；蕨类植物孢子60粒，5个属种类型，含量占孢子总数的0.82%~0.9%，孢子以短缝三角锥瘤孢属和凤尾蕨属为主。

该剖面孢粉组合为藜-蒿-松属，多见双子叶草本植物，木本植物以松科孢粉为主，喜温暖潮湿环境的蕨类的均有少量出现，同时肋桦粉属、栎粉属、桑粉属等北温带高山区指示性植物及藜、蒿、莎草、毛茛、禾本科植物等多种类灌木杂草的出现，综合表明该剖面气候类型是温暖潮湿的气候条件。

3 讨论

经上述综合分析，并结合前人对阳原—天镇地区孢粉生物地层的研究(庞其清,2009)，发现阳原—天镇地区上白垩统灰泉堡组地层的植被组合整体以藜-蒿-松为主，桑、榆﹑凤尾蕨孢等出现，反映针叶阔叶混交林-草原过渡型的植被类型：混交林以松科乔木为主体，榆、桦、桑、栎等中小型乔木或灌木稀疏混杂，藜、蒿属等为主体的半灌木或小灌木大量分布，以禾本科和蕨类为代表的草地零星分布。表明该地区上白垩统灰泉堡组时期气候类型是整体温暖湿润，局部温暖偏干的气候特征，喜湿热一两年生草本植物与耐干冷多年生常绿乔木孢粉的共同出现表明晚白垩世时期研究区四季鲜明的特点。这与我国东亚季风控制区晚白垩世中晚期气候格局较为一致。

4 结论

通过对阳原—天镇地区赵家沟乡吉地山剖面、贾家屯乡南冯窑村剖面与康代梁-杨柳沟剖面采集的孢粉样品进行分析，根据孢粉组合总结了阳原—天镇地区上白垩统灰泉堡组地层的气候特征及其植被类型，赵家沟乡吉地山剖面反映了温凉偏湿气候特征；贾家屯乡南冯窑村剖面反映了干冷气候特征；康代梁-杨柳沟剖面反映了温和潮湿气候特征；阳原—天镇地区上白垩统灰泉堡组地层为针叶阔叶混交林-草原过渡型的植被类型。

参考文献

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作者简介：冯琦（1996—），女，研究生，研究方向：古生物学与地层学。

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