川西地區(qū)中-晚二疊世古生物地理研究

肖云鵬，龔文平，楊志偉，冉路堯

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

川西地區(qū)中-晚二疊世古生物地理研究

肖云鵬，龔文平，楊志偉，冉路堯

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

[摘要]四川西部二疊紀(jì)生物化石較豐富，其門類有腕足類、珊瑚、菊石、牙形石、雙殼類、蜓類以及有孔蟲等。其地理分布具有一定的規(guī)律性，對(duì)研究區(qū)中-晚二疊世生物化石的地理分布特征分析表明，中二疊世時(shí)期，研究區(qū)的主體區(qū)域與邊緣區(qū)域生物屬、種的相似率較高，屬于同一個(gè)生物古地理區(qū)即上揚(yáng)子生物古地理區(qū)，而與松潘生態(tài)區(qū)不屬于同一生物古地理區(qū)，由此體現(xiàn)了松潘-甘孜海槽在該時(shí)期的獨(dú)立發(fā)育特征，并未擴(kuò)展至研究區(qū)。至晚二疊世時(shí)期，研究區(qū)邊緣的2個(gè)區(qū)域與松潘、藏東滇西生態(tài)區(qū)生物屬種具有一定的相似率，反映了研究區(qū)的邊緣區(qū)域應(yīng)屬于松潘-甘孜海槽的一部分，說明了松潘-甘孜海槽在晚二疊世已經(jīng)逐漸擴(kuò)展至研究區(qū)的邊緣區(qū)域，上揚(yáng)子板塊的范圍逐漸縮小。因此，對(duì)古生物地理特征的研究對(duì)區(qū)內(nèi)古板塊的恢復(fù)具有一定的意義。

[關(guān)鍵詞]古生物地理；生物分區(qū)；板塊構(gòu)造；二疊紀(jì)；川西地區(qū)

1地質(zhì)概況

川西地區(qū)位于四川省中西部，東南起樂山至西充一線、北西起寶興至平武一線、東北至青川-儀隴一線，其面積約40000km2。在古地理位置上，研究區(qū)位于上揚(yáng)子板塊的西部，包括西北邊緣，在二疊紀(jì)期間，總體處于陸棚、陸表海碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境，北部和西北邊緣存在斜坡和深水環(huán)境。在構(gòu)造位置上屬于川西坳陷，西部為龍門山推覆構(gòu)造帶，東鄰川中隆起，北鄰米倉山褶斷帶，南抵峨眉-瓦山斷塊[1～5]。

川西地區(qū)的二疊紀(jì)以充填碳酸鹽巖沉積為主，其地層序列較完整(表1)。根據(jù)巖相古地理特征可以將研究區(qū)劃分為2個(gè)區(qū)域：第1個(gè)區(qū)域是研究區(qū)的主體區(qū)域，包括綿竹、綿陽、德陽以及三臺(tái)一帶；第2個(gè)區(qū)域稱為邊緣區(qū)域，主要圍繞研究區(qū)東北、西部邊緣，包括東北部邊緣的廣元-南江-通江一帶和西部邊緣的汶川-茂縣-大邑大飛水一帶，其水體較深[6～10]。

2生物古地理特征

大量研究表明，不同的環(huán)境中含有不同類別和不同生態(tài)類型的生物化石，且呈現(xiàn)一定的地理分布規(guī)律。生物化石的分布規(guī)律與多種因素有關(guān)，如板塊構(gòu)造、海洋阻隔、洋流作用、山脈阻隔等。研究區(qū)屬于華夏特提斯生物區(qū)系的上揚(yáng)子生態(tài)區(qū)，生物群以底棲動(dòng)物為主，主要生物門類有腕足、蜓類、珊瑚、雙殼類、有孔蟲、菊石、苔蘚蟲、海百合，腹足等較少，此外極個(gè)別地區(qū)還有少量的三葉蟲、層孔蟲、鸚鵡螺、孢粉等。上揚(yáng)子生態(tài)區(qū)特色化石有腕足類(Cryptospirifer、Monticulifera)，珊瑚(Ipciphyllum)，蜓類(Verbeekina)等。在中-晚二疊世，研究區(qū)的古生物地理分布特征明顯表現(xiàn)出一定的區(qū)域性，主要受主體區(qū)域和邊緣區(qū)域的控制。

表1　川西地區(qū)二疊紀(jì)地層序列

2.1中二疊世生物古地理特征

研究區(qū)內(nèi)中二疊世生物較繁盛，基本均為海相生物。其中，腕足類、蜓類、珊瑚等繁盛。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中二疊世腕足類約有25個(gè)屬，蜓類約有26個(gè)屬，珊瑚約有27個(gè)屬。此外，還有有孔蟲及少量的苔蘚蟲等。生物群以底棲生物為主(表2)。中二疊世腕足類以Athyris、Cryptospirifer、Plicafifera等為特征；蜓類有Cancellina、Misellina、Nankinella、Neoschwagerina、Parafusulina、Schwagerina、Verbeekina；珊瑚有Corwenia、Hayasakaianankingensis、Iranophyllum、Ipciphyllum、Michelinia、Paracaninia等，在研究區(qū)范圍內(nèi)均有廣泛分布。

表2　中二疊世重要化石分布表

注：“*”表示區(qū)域內(nèi)具有該種屬，空白為不具有該種屬。下同。

研究區(qū)主體區(qū)域與汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)在中二疊世時(shí)期的生物化石較為相似，主要為腕足類、蜓類、珊瑚以及少量的苔蘚蟲。其中，腕足類為Cryptospiriferomeishanensis、Dictyoclostusnakingensis、Squamulariasp．；蜓類為Pisolinaexcessa、Pisolinaexessa、Neoschwagerinsp.、N.craticulifera、N.margaritae、Pseudodoliolinasp．、Schwagerinasp.、Sphanrulinasp.、Verbeekinasp.、V.verbeeki、V.heimi；珊瑚為Hayasakaiaelegantula、H.syringoporoides、Wentzellophyllumsp.；以及苔蘚蟲Fenertellasp .。

在廣元-南江-通江地區(qū)，旺蒼雙河王家溝剖面梁山組主要為植物化石(Equisititessp.，Lepidodendronoculusfelis、Pecopterisnorinii、Protoblechnumwongii等)及腕足類(Orthotichiacf.indica等)，偶夾薄煤層，為濱海沼澤環(huán)境。至中二疊世中期，蜓類(Pisolina、Nankinellaorbicularia)、珊瑚(Hayasakaia)等大量發(fā)育。至茅口期，以蜓類、珊瑚以及腕足類為組合的正常淺海底棲生物相為特征，其中腕足類、蜓類較為豐富。上述現(xiàn)象表明，由中二疊世早期開始的海侵，到晚期在區(qū)內(nèi)有一定程度的擴(kuò)大，水體由中二疊世早期的內(nèi)緩坡變?yōu)樗w較深的外緩坡環(huán)境。

綜上所述，中二疊世時(shí)期，研究區(qū)的主體區(qū)域與邊緣區(qū)域中的汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)以及廣元-南江-通江地區(qū)的生物面貌基本相同，屬、種的相似率較高，但與松潘生態(tài)區(qū)有一定差異，反映在該時(shí)期，研究區(qū)主體區(qū)域與邊緣區(qū)域基本屬于同一個(gè)生物古地理區(qū)即上揚(yáng)子生物古地理區(qū)，而與松潘生態(tài)區(qū)不屬于同一生物古地理區(qū)。該現(xiàn)象體現(xiàn)了松潘-甘孜海槽的獨(dú)立發(fā)育特征，同時(shí)也反映了不同板塊對(duì)生物地理分布特征具有一定的控制作用。

2.2晚二疊世生物古地理特征

在中二疊世相當(dāng)繁盛的蜓類、四射珊瑚和橫板珊瑚到了晚二疊世急劇衰退，然而腕足類在晚二疊世仍然繁盛，并出現(xiàn)一些特化類型如Leptodus和Oldhamina等。珊瑚以Liangshanophyllum、Lophophyllidium為代表。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，晚二疊世腕足類約有19個(gè)屬，蜓類為10個(gè)屬、珊瑚為8個(gè)屬。該時(shí)期廣元-南江-通江一帶出現(xiàn)大量菊石，此外，腹足類、苔蘚蟲、有孔蟲、海百合、三葉蟲等在研究區(qū)內(nèi)均有少量出現(xiàn)(表3)。

表3　晚二疊世重要化石分布表

(續(xù)表3)

中二疊世末，由于揚(yáng)子板塊西緣發(fā)生峨眉地裂運(yùn)動(dòng)，大量玄武巖噴益地表，同時(shí)發(fā)生大規(guī)模海退。上揚(yáng)子地區(qū)在晚二疊世早期大部分地區(qū)為海陸交互的過渡環(huán)境。研究區(qū)內(nèi)生物群主要為腕足類、蜓類、珊瑚以及植物和少量的有孔蟲等。在龍?zhí)督M底部主要為黑色炭質(zhì)頁巖夾薄煤層，為海陸交互環(huán)境，頁巖中含植物(Gigantopterisniolianaefolia)等。

研究區(qū)主體地區(qū)的生物主要為腕足、蜓類、珊瑚等，均為上揚(yáng)子生物古地理區(qū)的常見生物，此外，在長(zhǎng)興組厚層灰?guī)r中含較多的有孔蟲等，說明由晚二疊世早期的海陸交互環(huán)境過渡為正常鹽度的淺海臺(tái)地環(huán)境。

汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)的生物群主要為腕足類、蜓類、珊瑚等；在灰-深灰色厚層塊狀生屑灰?guī)r中含底棲型蜓類(Codonofusiella、Palaeofusulina等)。通過對(duì)研究區(qū)西部汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)與松潘、藏東-滇西等地區(qū)晚二疊世生物的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，上述2個(gè)地區(qū)含有較多相同的生物化石，其中腕足類有Athyris、Leptodus、Spinomarginifera；珊瑚有Liangshanophyllum、Lophophyllidium；有孔蟲有Colaniella、Pseudogastrioceras等。生物化石之間的相似率為30.6%，而汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)與研究區(qū)主體區(qū)域的化石相似率僅為13.9%，該現(xiàn)象反映了汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)與松潘、藏東-滇西生態(tài)區(qū)可能具有某種聯(lián)系，或者屬于同一生物古地理區(qū)，與大地構(gòu)造環(huán)境的演化相關(guān)，反映了松潘甘孜海槽在該時(shí)期向外擴(kuò)展至研究區(qū)的邊緣區(qū)域。

廣元-南江-通江地區(qū)的生物群主要為腕足類、蜓類、珊瑚以及菊石，與松潘、藏東滇西等地區(qū)內(nèi)生物群也有較高的相似性，如腕足類Chonetes、Crurithyris、Marginifera；蜓類Nankinella、Reichelina、Staffella；珊瑚類Liangshanophyllum、Lophophyllidium；有孔蟲Colaniella；菊石Pseudogastrioceras等，它們之間的相似率為47.2%，與研究區(qū)主體區(qū)域相比，化石相似率僅為為19.4%，而與汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)之間化石相似率為27.8%。此外，在研究區(qū)邊緣地區(qū)大隆組中上部為黑色薄層硅質(zhì)巖與硅質(zhì)頁巖互層，上部夾硅質(zhì)灰?guī)r。富含游泳型菊石(Altudoceras、Pseudotirolites等)以及雙殼類(Aviculopectenmachuricus)，代表了滯流還原條件下的沉積和較深水的非補(bǔ)償環(huán)境。

通過將晚二疊世研究區(qū)主體區(qū)域與其東北部及西部邊緣的化石分布對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其相似率為15%左右，且主要為揚(yáng)子生態(tài)區(qū)內(nèi)的特色化石，如Oldhamina、Palaeofusulina等。而邊緣地區(qū)與松潘、藏東-滇西地區(qū)化石相似率較高，最高可達(dá)47%。上述現(xiàn)象表明，該時(shí)期研究區(qū)邊緣的兩個(gè)區(qū)域即汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)和廣元-南江-通江地區(qū)與松潘、藏東-滇西生態(tài)區(qū)可能屬于同一生物古地理區(qū)，應(yīng)屬于較深水盆地即西部松潘-甘孜海槽的一部分，同時(shí)說明了該時(shí)期研究區(qū)北部、西部邊緣存在一個(gè)海槽背景的構(gòu)造環(huán)境，該海槽在晚二疊世已經(jīng)逐漸擴(kuò)展至研究區(qū)邊緣區(qū)域，上揚(yáng)子板塊生物區(qū)逐漸縮小。

3結(jié)論

1)中二疊世時(shí)期，研究區(qū)主體區(qū)域與邊緣區(qū)域中的汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)以及廣元-南江-通江地區(qū)生物屬、種相似率較高，應(yīng)屬于同一個(gè)生物古地理區(qū)即上揚(yáng)子生物古地理區(qū)，而與松潘生態(tài)區(qū)不屬于同一生物古地理區(qū)，表明了松潘-甘孜海槽的獨(dú)立發(fā)育特征，同時(shí)也反映了不同的板塊對(duì)生物地理的分布特征具有一定的控制作用。

2)晚二疊世時(shí)期，研究區(qū)邊緣的2個(gè)區(qū)域即汶川-茂縣-大邑大飛水地區(qū)和廣元-南江-通江地區(qū)與松潘、藏東-滇西生態(tài)區(qū)生物屬種具有較高的相似率，推測(cè)其可能屬于同一生物古地理區(qū)，應(yīng)屬于較深水盆地即西部松潘-甘孜海槽的一部分，同時(shí)說明了該時(shí)期研究區(qū)北部、西部邊緣存在一個(gè)海槽背景的構(gòu)造環(huán)境，該海槽在晚二疊世已經(jīng)逐漸擴(kuò)展至研究區(qū)的邊緣區(qū)域，上揚(yáng)子板塊的范圍逐漸縮小。

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[收稿日期]2016-02-01

[作者簡(jiǎn)介]肖云鵬(1993-)，男，現(xiàn)主要從事沉積地層方面的學(xué)習(xí)與研究；通信作者：龔文平，gwp627@163.com。

[中圖分類號(hào)]TE121.3

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)20-0023-05

[引著格式]肖云鵬，龔文平，楊志偉，等.川西地區(qū)中-晚二疊世古生物地理研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2016,13(20):23～27.