河南汝陽含巨型蜥腳類恐龍動物群地層時代的孢粉學證據

涂 黎,翁 霞,朱紅衛,曾光艷,陳紅旗,李夢帆

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院,河南南陽 473132;2.中國石化銷售股份有限公司河南平頂山石油分公司,河南平頂山 467000;3.中國石化河南油田分公司石油工程技術研究院,河南南陽 473132)

河南西部汝陽、臨汝、宜陽、洛陽等地發育一套以紅色砂質泥巖、鈣質泥巖為主,夾泥灰巖、炭質頁巖的碎屑巖地層,上世紀60年代,河南省區調隊將其命名為蟒川組[1],正層型剖面位于汝州市蟒川西南4 km(112°44′E,34°02′N),依據其中發現的少量雙殼化石,時代歸為古近紀始新世[2]。河南省地質局在洛陽盆地宜陽縣鉆井(宜1孔、宜2孔及河1孔)揭示的“蟒川組”中也發現始新世古生物化石群,如介形蟲、輪藻、腹足類等。本世紀初,河南省地質博物館在汝陽三屯、劉店和二郎廟一帶原“蟒川組”中陸續發現巨型蜥腳類[3]、結節龍類[4]、大型肉食龍類等豐富的恐龍化石,并將恐龍化石產出的相應地層改劃為上白堊統[5]。徐莉、潘澤成等將汝陽盆地中部(汝陽縣上店-劉店地區)含恐龍化石的“蟒川組”地層重新建組為“郝嶺組”、“上東溝組”[6],并初步確定“郝嶺組”時代為早白堊世晚期(Aptian—Albian期),“上東溝組”因缺乏化石證據暫歸于晚白堊世。近年來,成都理工大學研究表明,汝陽盆地東部汝州-寶豐縣一帶“蟒川組”與劉店一帶發現恐龍化石的層位巖性相似,但ESR同位素年齡顯示該套地層呈下部晚白堊世、上部古新世的信息[7],且未見恐龍化石及碎片。為進一步確定巨型蜥腳類恐龍動物群產出地層的時代,河南省地質博物館采集了大量的微體古生物樣品,邀請筆者進行分析研究,經實驗分析,發現大量保存完好的孢粉化石,為該套地層時代厘定提供了孢粉學證據。

1 采樣剖面

此次研究的古生物樣品由河南省地質博物館采集于汝陽縣劉店-三屯一帶的野外露頭,包括汝陽地區下河東村南溝、下河東張嶺北溝、三屯曹家村、土橋西溝、狼洞溝、花廟溝、曹家村南溝、曹家村北于家溝等剖面(圖1)。巖性主要為綠灰色黏土質粉砂巖、粉砂質黏土巖,灰色薄層狀粉砂質泥巖,灰色塊狀泥質粉砂巖、鈣質黏土巖。

圖1 研究區位置示意圖

2 孢粉化石組合特征及時代討論

區內各“蟒川組”剖面產出的孢粉化石總體面貌相近、組合特征一致,本文以化石豐富且保存良好的下河東村南溝剖面、三屯曹家村剖面為代表(圖2、3),詳細論述孢粉化石屬種類型、優勢分子、組合特征等,其余剖面不再贅述。

圖2 下河東村南溝“蟒川組”剖面(潘澤成、徐莉等實測)

圖3 汝陽三屯曹家村“蟒川組”剖面(潘澤成、徐莉等實測)

2.1 孢粉化石組合特征

1)孢粉化石整體面貌以蕨類植物孢子占優勢(62.86%～74.53%),裸子植物花粉含量相對較低(25.47%～37.14%),未見被子類植物花粉。主要孢粉類型見圖版I、II。

2)蕨類植物孢子以海金砂科(Lygodiaceae)孢子占優勢(15.32%～23.30%),其中Cicatricosisporites居首位(8.49%～20.39%),見C.cf.dahuichangensis、C.minor、C.variabilis、C.minutaestriatus、C.phymatochilus、C.imparilis、C.ordinatus、C.apiteretus、C.hallei等多種,還見Toroisporis、Lygodiumsporites、Impardecispora、Maculatisporites等;桫欏科(Cyatheaceae)孢子亦具有較高含量(3.60%～12.62%),常見Deltoidospora、Cyathidites;其余優勢分子為Hsuisporites(0～18.92%)、Punctatisporites(1.80%～8.65%)、Densoisporites(0～10.19%)、Osmundacidites(0～8.57%)等;其他蕨類植物孢子還常見Undulatisporites、Todisporites、Convolutispora、Schizaeoisporites、Converrucosisporites、Baculatisporites、Verrucosisporites、Cyclogranisporites、Grangulatisporites、Apiculatisporites等;見少量Sphagdiumsporites、Cibotiumspora、Crybelosporites、Fixisporitestortus等。

3)裸子植物以松柏類雙氣囊花粉(4.50%～21.15%)和掌鱗杉科花粉(2.86%～15.32%)占優勢,其中松柏類雙氣囊花粉主要為Piceaepollenites(3.88%～6.60%),見少量Pinuspollenites、Abietineaepollenites、Podocarpidites、Pityosporites等;掌鱗杉科花粉以Classopollisspp.(1.90%～8.74%)、C.annulatus(0～6.31%)、C.parvus(0～8.11%)為主,見少量C.qiyangensis、C.classoides、C.granulatus;無口器花粉Psophosphaera(0.94%～6.80%)亦有一定含量;零星可見氣囊分化不完善的古老松柏類花粉Protoconiferus、Protopinus、Pseudopicea、Pseudowachia;其他化石類型有Callialasporites、Jiaohepollis、Perinopollenites、Cerebropollenites等。

本次所發現的孢粉化石組合的總體特征為:蕨類植物孢子占絕對優勢,大量繁盛Lygodiaceae科孢子,Cicatricosisporites含量高,種類豐富,見C.cf.dahuichangensis、C.minor、C.variabilis、C.minutaestriatus、C.phymatochilus、C.imparilis、C.ordinatus、C.apiteretus、C.hallei等多種。裸子植物花粉含量相對較低,優勢屬是松柏類雙氣囊花粉和掌鱗杉科Classopollis花粉,Classopollis花粉常見Classopollisspp.、C.annulatus、C.parvus、C.qiyangensis、C.classoides、C.granulatus等多種;見少量氣囊分化不完善的古老松柏類花粉。孢粉組合產出的分子Hsuisporites、Schizaeoisporites、Fixisporites、Crybelosporites、Callialasporites、Jiaohepollis等均是早白堊世的重要化石。

2.2 地質時代討論

此次發現的孢粉化石組合中以Lygodiaceae科孢子、掌鱗杉科Classopollis花粉及古老松柏類花粉最具時代意義。國內外資料表明,早白堊世是Lygodiaceae科孢子大量繁盛的時期,又以Cicatricosisporites最為關鍵,大多孢粉工作者把這一化石屬作為白堊紀的標準化石(Pocock,1967;瓦赫那梅也夫,1973等),它的出現是劃分侏羅紀、白堊紀地層的重要依據之一。在國外少數地區該化石出現于晚侏羅世晚期地層中,且數量非常有限。在國內,從已發表的孢粉文獻資料來看,晚侏羅世Cicatricosisporites尚未出現,早白堊世早期該屬化石也很少,到Valanginian期開始增多,Hauterivian—Aptian期大量繁盛。在松遼盆地高峰期出現在沙河子組三段和四段(Hauterivian期),登樓庫組三段(Aptian期)、青山口組一段(Cenomanian期)[8],含量大多超過10%。僅從孢粉組合中Cicatricosisporites(8.49%～14.81%)含量分析,其時代應該為Hauterivian—Cenomanian期。Hsuisporites最早報道于黑龍江雞西穆棱組(張春彬,1965),在我國華北下白堊統廣泛分布。裸子植物花粉Classopollis廣泛分布于我國內陸盆地中,母體植物屬于掌鱗杉科,反映干熱氣候,其含量隨干燥氣候擴大而增加,分布時代為晚三疊世—古近紀[9],其中晚侏羅世含量最高,早白堊世也有相當高的含量,如任店盆地譚樓組,該屬化石在孢粉組合中最高可占化石總量的36%(錢少華,1986)。氣囊分化不完善的古老松柏類花粉,廣泛分布于我國北方和原蘇聯西伯利亞等地的晚侏羅世晚期和早白堊世地層中。它的地質時代分布大概是前侏羅紀開始出現,侏羅紀進一步發展,晚侏羅世和早白堊世早期繁盛,早白堊世中期含量減少,晚期(主要是Aptian期和Albian期)明顯衰退,晚白堊世絕滅。

在松遼盆地早白堊世,火石嶺組─營城組(Berriasian─Barremia期)古老松柏類花粉含量較高,一般為20%～30%,到登樓庫組(Aptian期)─泉頭組(Albian期)沉積時期,它們迅速衰敗,在孢粉組合中數量較少,或零星出現[8]。筆者此次在汝陽“蟒川組”發現的孢粉化石組合中古老松柏類花粉含量很少,與松遼盆地早白堊世登樓庫組(Aptian期)孢粉組合特征相似,其地質時代應不早于Aptian期。

此次在河南汝陽“蟒川組”發現的孢粉化石組合特征與河南周口坳陷鉆井中下白堊統商水組(Aptian期)孢粉化石組合特征十分相似,二者均出現了Cicatricosisporites、Crybelosporites、Fixisporites、Callialasporites、Jiaohepollis、Hsuisporites、Schizaeoisporites等早白堊世的重要分子,且Lygodiaceae科Cicatricosisporites、掌鱗杉科Classopollis有一定含量,古老松柏類花粉屬種類型單調,豐度低,極少見到。

綜上所述,此次在河南汝陽“蟒川組”發現的孢粉組合總體面貌與松遼盆地下白堊統登樓庫組(Aptian期)、河南周口坳陷下白堊統商水組(Aptian期)相似[10],其地質時代亦相近,為早白堊世Aptian期。

3 結論

汝陽盆地原“蟒川組”中首次發現大量保存完整的孢粉化石組合,豐富了該地區的地層古生物內容;通過孢粉化石組合特征分析,認為汝陽地區原“蟒川組”含巨型蜥腳類恐龍動物群地層時代應為早白堊世Aptain期。該研究成果不僅為厘定賦存恐龍化石的地層時代提供了孢粉學證據,也為汝陽盆地建立地層層序和地層格架奠定了基礎。

圖版說明

圖版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.

圖版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.