安徽蕭縣晚石炭世地層與植物群研究

陳鳳杰,曾 勇,柯 妍,劉艷沙,劉金津,秦 超

(1.中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院,江蘇 徐州 221116;2.現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所,江蘇 南京 210008)

安徽蕭縣晚石炭世地層與植物群研究

陳鳳杰1,2,曾 勇1,2,柯 妍1,2,劉艷沙1,2,劉金津1,2,秦 超1,2

(1.中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院,江蘇 徐州 221116;2.現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所,江蘇 南京 210008)

經(jīng)過對(duì)安徽蕭縣地區(qū)本溪組、太原組地層進(jìn)行的實(shí)測(cè)和研究,采得植物化石 12屬 19種。該植物群以石松綱最為繁盛,占植物群種數(shù)的 36.8%;其次為種子蕨綱,占 31.6.%;楔葉綱植物位居第三,占 15.8%;真蕨綱位居第四,占 10.5%;最后為科達(dá)綱,占 5.3%。其總體面貌屬于華夏植物群。通過與國內(nèi)外同期植物群對(duì)比分析,判定本區(qū)植物群地質(zhì)時(shí)代可能為晚石炭世。

晚石炭世;植物群;安徽蕭縣

1 地質(zhì)背景

蕭縣位于安徽省淮北平原北部,黃淮海平原南端,蘇、魯、豫、皖 4省交界處。屬于華北板塊的東部,和整個(gè)華北地臺(tái)的石炭紀(jì)的地質(zhì)背景基本相似,東以郯廬裂帶為界,南至華北南部古大陸邊緣——秦嶺—大別山造山帶,北以豐沛斷裂與魯西隆起相連,西鄰阜陽斷裂帶。華北地區(qū)的石炭系分布十分廣泛,發(fā)育良好,包括上石炭統(tǒng)的本溪組和上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)的太原組,是典型的海相和海陸交互相沉積。

2 剖面介紹

研究區(qū)實(shí)測(cè)地層主要位于安徽蕭縣白土鎮(zhèn)地區(qū),實(shí)測(cè)地層剖面詳述如下。

上覆地層

奧陶系

43 灰色灰?guī)r 8.7m

逆斷層接觸

山西組 未見頂

42 淺灰色薄層狀石英砂巖,錯(cuò)亂分布 13m

41 灰黃色厚層狀石英砂巖 36.7m

整合

太原組

40 淺黃色薄層含生屑泥晶灰?guī)r 0.7m

39 淺灰色中厚層狀含生物碎屑灰?guī)r 1.5m

38 被第四系覆蓋,據(jù)局部出露,為黑色粉砂質(zhì)泥巖 15m

37 淺灰色中厚層狀含生屑灰?guī)r 4.1m

36 被第四系掩蓋,推測(cè)為深灰色泥晶灰?guī)r 2.75m

35 淺灰色厚層狀灰?guī)r,含硅化木化石 6.65m

34 灰色生屑泥晶灰?guī)r,含燧石結(jié)核 2.9m

33 黃色薄層泥巖 2.2m

32 淺灰色中厚層狀生屑泥晶灰?guī)r,具水平蟲孔 1.0m

31 黃色薄層泥巖 1.3m

30 灰色泥晶生屑灰?guī)r 1.8m

29 淺灰細(xì)粒粉砂巖 1.5m

28 灰黃色薄層狀細(xì)—中粒長(zhǎng)石石英砂巖 2.0m

27 透鏡狀砂質(zhì)灰?guī)r,新鮮面暗灰色 1.5m

26 土黃色粉砂質(zhì)泥巖 2.8m

25 暗灰色中厚層狀含生屑泥晶灰?guī)r 2.1m

24 第四系覆蓋,局部出露為黑色泥巖及淺灰色粉砂質(zhì)巖18m

23 薄層狀灰?guī)r相互疊加,含植物化石 Cordaites principalis,Neuropteris ovata Annularia orientalis, Lepidodendron szeianum 5.3m

22 厚層狀淺灰色灰?guī)r,含很多珊瑚、腕足類化石 5.5m

21 淺灰色細(xì)砂巖及粉砂巖為主,夾煤線,含植物化石Lepidodendron szeianum,L.oculus-felis,Pecopteris cyathea,Sphenopteris tenuis,Lepidophylloidessp. 5.6m

20 灰色薄層狀細(xì)砂巖,泥質(zhì)含量較高,具小型交錯(cuò)層理,含植物化石 Calam ites cistii,Sphenophyllum oblongfolium 1.5m

19 灰色粉砂質(zhì)泥巖與灰黃色粉砂巖互層,具水平層理,可見植物化石 Lepidodendron posthum ii,L.szeianum,Neuropteris ovata,N.gigantea,Cordaites principalis 3.1m

18 被第四系覆蓋,附近有較新鮮的砂巖碎塊,推測(cè)該層為砂巖及細(xì)砂巖 4m

整合

本溪組

17 被第四系覆蓋,推測(cè)為灰黃色泥巖夾灰色泥巖薄層0.8m

16 中厚層狀灰白色灰?guī)r 0.3m

15 灰黃色粘土層夾灰黃色砂質(zhì)泥巖薄層,含植物化石Pecopteris cyathea,Sphenopteris tenuis,Cordaites principalis 1.2m

14 淺黃色泥巖夾雜淺黃色粉砂巖,夾煤線,含植物化石Lepidodendron galeatum L.ninghsiaense 1.8m

12 淺灰色泥巖與淺黃色薄層狀粉砂巖交錯(cuò)互層 2.0m

13 淺灰色中厚層狀粉砂巖 0.3m

11 灰黃色薄層泥巖與灰綠色泥巖薄層交錯(cuò)互層 2.5m

10 灰白色鋁土層夾薄泥層,含植物化石 Calam ites cistii,Neuropteris ovata,N.kaipingiana,Cordaites principalis,L inopteris brongniartii,Lepidostrobophyllum hustatum 3.0m

9 淺灰色泥巖夾灰黃色、灰綠色、灰紫色泥巖薄層3.1m

8 淺灰色泥巖夾紅色泥灰?guī)r 0.3m

7 淺灰色泥巖與黃色粉砂巖互層含植物化石 Lepidodendron galeatum,Linopteris brongniartii,L.neuropteroides,Paripteris gigantea 4.1m

6 第四系覆蓋,推測(cè)為泥巖 3.2m

5 紫紅色泥巖夾灰黃色粉砂質(zhì)泥巖,含植物化石 Lepidodendron ninghsiaense,L.galeatum,Linopteris brongniartii 2.9m

4 褐紫色鐵質(zhì)泥巖,夾大量鐵質(zhì)團(tuán)塊 1.9m

3 褐紫色鐵質(zhì)泥巖夾灰黃、灰綠泥巖薄層 2.0m

平行不整合

下伏地層

奧陶系

2 灰綠色泥巖薄層夾灰黃泥巖薄層 0.5m

1 褐黃色厚層狀白云巖(未見底) 3m

3 研究區(qū)植物群組成和性質(zhì)

筆者在安徽蕭縣地區(qū)采集多塊植物化石,經(jīng)鑒定共計(jì) 12屬 19種 (表 1)。

表1 安徽蕭縣白土剖面植物化石地層分布表

蕭縣白土地區(qū)本溪組—太原組植物群各類植物屬種數(shù)目及其在植物群中所占比例見表 2。

表2 安徽蕭縣白土植物群組成統(tǒng)計(jì)表

從表 1和表 2中可以看出,安徽蕭縣地區(qū)植物群以石松綱最為繁盛,為植物群的主體。其次是種子蕨綱,比例最小的是科達(dá)綱植物,楔葉綱和真蕨綱比例也略有差別。

①石松綱：共計(jì) 3屬 7種,全部屬于鱗木目,其中包括 Lepidodendron,Lepidostrobophyllum和 Lepidophylloides。鱗木類植物共發(fā)現(xiàn) 5種,幾乎均為華夏植物群的特有分子,其中 Lepidodendron oculus-felis,L.szeianum為華夏植物群鱗木類最具代表性分子。

②楔葉綱：共計(jì) 3屬 3種,分屬于楔葉目和木賊目,主要為枝葉化石。楔葉綱植物在本區(qū)不很繁盛。楔葉目楔葉屬僅見 1屬 1種,即 Sphenophyllum oblongfolium,是歐美植物群中的常見分子;木賊目 2屬 3種,如 Calam ites cistii為華夏及歐美植物群共有分子。蘆木植物的葉部化石 Annularia orientalis為華夏植物群的特有分子。這些植物都為典型的濕生植物。

③真蕨綱：共計(jì) 2屬 2種,分屬于楔羊齒類和櫛羊齒類,本區(qū)真蕨綱植物比較單調(diào),其中 Sphenopteris tenuis,為華夏植物群的常見分子。

④種子蕨綱：共計(jì) 3屬 6種,為本區(qū)植物群中的優(yōu)勢(shì)群,分異度大。其中以脈羊齒類最為繁盛,其次為網(wǎng)羊齒類。脈羊齒類植物在本區(qū)植物群中居主導(dǎo)地位,大多數(shù)為華夏植物群分子,如 Neuropteris數(shù)量頗為豐富。

⑤科達(dá)綱：共計(jì) 1屬 1種,即 Cordaites principalis。本綱植物雖然單調(diào),但在本區(qū)晚石炭世含煤地層中常見,數(shù)量頗多,分布甚廣,為本區(qū)的主要成煤植物之一。

4 與同期植物群的對(duì)比

中國華夏植物群可以分為早、中、晚 3期和華北、華南 2個(gè)地理亞區(qū)。以產(chǎn)出 Cathaysiodendron,Lobatannularia,Tingia,Conchophyllum,Fascipteris,Em plectopteris,Em plectopteridium,Cathasioperis,Gigantonolea,Gigantopteris等特有屬和 Lepidodendron posthum ii,Lepidodendron oculus-felis,Lepidodendron szeianum等大量的地方性分子為特征。

關(guān)于同期植物群的對(duì)比和研究,前人已經(jīng)做了大量的研究?，F(xiàn)將安徽蕭縣地區(qū)與國內(nèi)同期植物群進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比。

4.1 與山西太原東山植物群對(duì)比

太原東山本溪組植物群屬種相對(duì)貧乏,一共只有 12屬 22種,其中真蕨綱和種子蕨綱占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),共計(jì)為 11種,占總數(shù)的 50%,其次為石松綱。其時(shí)代為晚石炭世早期。太原組植物群內(nèi)容相當(dāng)豐富,共計(jì)為 18屬 38種,其中仍以真蕨綱和種子蕨綱占優(yōu)勢(shì),其次為楔葉綱、石松綱等,其時(shí)代為晚石炭世晚期。太原東山本溪組植物群中的 Lepidodendron ninghsianse,Calam ites cistii,Neuropteris kaipingiana,N.gigantea,L inopteris brongniartii,L. neueopterides在本區(qū)本溪組都有出現(xiàn);太原組植物群中的 Lepidodendron szeianum,L.posthum ii,Shenopteris tenuis,Pecopteris cyathea,N europteris ovata,Cordaites principalis等種在本區(qū)太原組均有出現(xiàn),二者可以對(duì)比。

4.2 與內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗植物群對(duì)比

內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗本溪組植物計(jì) 22屬 52種,該植物群的顯著特點(diǎn)是葉座細(xì)小的鱗木類植物占有較大比例。另一特點(diǎn)是真蕨和種子蕨綱占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其種數(shù)占 60%。其時(shí)代為晚石炭世早期。太原組植物群與本溪組比較突出的重要特點(diǎn)是石松綱植物屬種數(shù)量有所增加,并且葉座增大。共計(jì) 12屬 30種,其時(shí)代為晚石炭世晚期。該區(qū)本溪組植物群中的Lepidodendron galeatum,L.ninghsiaense,Sphenopteris tenuis,Neuropteris kaipingiana,Linopteris neuropteroides,L.brongniartii,Cordaites principalis在本區(qū)本溪組植物群都有出現(xiàn);太原組植物群中的 Lepidodendron oculus-felis,L. posthum i,L. szeianum,Sphenophyllum oblongifolium,Neuropteris ovata,Cordaites prinicipalis在本區(qū)太原組植物群都有出現(xiàn),兩地區(qū)植物群面貌相似,可以對(duì)比。

4.3 與河北唐山開平盆地植物群對(duì)比

河北唐山開平盆地本溪組植物群到目前為止是我國研究得最為詳細(xì)的晚石炭世早期植物群,共發(fā)現(xiàn)和描述了 30個(gè)種,本溪組植物群的一個(gè)顯著特點(diǎn)是鱗木類較少,而真蕨和種子蕨綱植物則有 13種,約占 48%。其時(shí)代為晚石炭世早期。河北唐山開平盆地太原組下部的植物化石有：N europteris pseudovata,Lepidodendron oculus-felis,Pecopteris fem inaeform is, P.hem ilelioides,Sphenophyllum oblongifolium,S.em arginatum,Cordaites principalis等,其時(shí)代為晚石炭世晚期。該區(qū)本溪組植物群中的 Calam ites suckow ii,Sphenopteris tenuis,N europteris kaipingiana,N.gigantean,L inopteris brongniartii,Cordaites principalis等種在本區(qū)本溪組都有發(fā)現(xiàn);太原組中的 Lepidodendron oculus-felis,Pecopteris fem inaefor m is,Cordaites principalis等種在本區(qū)太原組也有發(fā)現(xiàn),可進(jìn)行對(duì)比。

4.4 與山東淄博植物群對(duì)比

經(jīng)孫克勤研究,山東淄博地區(qū)石炭紀(jì)植物群共計(jì) 37屬 110種,以真蕨和種子蕨植物最為繁盛,為植物群的主體,其次為楔葉綱和石松綱。在楔葉目的楔葉屬中,既有東亞華夏植物群特有的地方性分子Sphenophyllum kawasakii,S.spathulatum和S.rotundatum外,也有歐美植物群中的一些常見分子Sphenophyllum oblongifolium,S.thonii等。真蕨綱和種子蕨綱化石分異度程度較高。Sphenopteris,Pecopteris,Fascipteris,Cladophlebis,N europteris,Alethopteris,Odontopteris,M arioptaris,Em plectopteridum,Taeniopteris均有出現(xiàn)。其時(shí)代為晚石炭世。

安徽蕭縣植物群與山東淄博同時(shí)期相同分子有：Lepidodendron oculus-felis,L.posthum ii,L.szeianum,Sphenophyllum oblongifolium,Calam ites cistii,Annularia orientalis,Sphenopteris tenuis,Pecopteris cyathea,Neuropteris ovata,L inopteris brongniartii,Cordaites principalis。這些相同分子既有華夏植物群常見分子,又有典型的地方性分子,這些相同分子的出現(xiàn)表明兩個(gè)植物群可以對(duì)比。

4.5 與甘肅龍首山植物群對(duì)比

甘肅龍首山本溪組植物群鱗木類植物十分稀少,未發(fā)現(xiàn)葉座類化石,僅 2種根座化石,楔葉綱化石也只有 1種,此外,瓢葉目和科達(dá)綱也各只有 1屬1種。真蕨和種子蕨綱在龍首山尖山組的植物群中也占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),共計(jì) 7種,其時(shí)代為晚石炭世早期。龍首山太原組植物群共計(jì) 18屬 38種,其時(shí)代為晚石炭世晚期。該區(qū)本溪組植物群雖然種類較少,但其中的 Cordaites principalis,Neuropteris gigantean,N. kaipingiana,Linopteris brongniartii,L. neuropteroides等種均可與安徽蕭縣地區(qū)本溪組植物群進(jìn)行對(duì)比。該區(qū)太原組植物群屬種豐富,且其中的 Lepidodendron posthum ii,Stigm aria ficodes,Calam ites cistii,Annularia orientalis,Sphenopteris tenuis,Pecopteris cyathea,N europteris ovata,Cordaites principalis等種在安徽蕭縣太原組植物群中均有產(chǎn)出,可與之進(jìn)行對(duì)比。

4.6 與河北秦皇島柳江植物群對(duì)比

河北秦皇島柳江晚石炭世植物群經(jīng)閻同生等研究,本溪組主要化石有：Lepidodendron galeatum,L.ninghsiaense,N europteris kaipingiana,Linopteris brongniartii,L.intricat,L.neuropteroides,L.ger m arii,L.densissim a,Paripteris gigantea等。其時(shí)代為晚石炭世早期。研究區(qū)本溪組與秦皇島柳江同期相同分子有：Lepidodendron galeatum,L. ninghsiaense,N europteris kaipingiana,Linopteris brongniartii,L.neuropteroides,L.ger m arii,Paripteris gigantea。兩區(qū)本溪組植物群面貌基本一致十分相似,可以進(jìn)行對(duì)比。

秦皇島柳江太原組主要化石有：Lepidodendron incertum,L.oculus-felis,Calam ites cistii,C.suckow ii、C.schiitzeifor m is,Annularia orientalis,A.pseudostellata,Asterophyllites liujiangensis,Neuropteris ovata,N.plicata、Cordaites principalis等。其時(shí)代為晚石炭世晚期。研究區(qū)太原組與秦皇島柳江同期相同分子有：Lepidodendron oculus-felis,Calam ites cistii,Annularia orientalis,N europteris ovata,Cordaites principalis等。這些相同分子多為華夏植物群代表分子,所以兩地區(qū)可以進(jìn)行對(duì)比。

5 結(jié) 語

安徽蕭縣地區(qū)本溪組—太原組地層植物群以石松綱最為繁盛,占植物群種數(shù)的 36.8%;其次為種子蕨綱,占 31.6%;楔葉綱植物位居第三,占15.8%;真蕨綱位居第四,占 10.5%;最后為科達(dá)綱,占 5.3%。其總體面貌屬于華夏植物群。通過將該植物群與國內(nèi)外同期植物群對(duì)比分析,安徽蕭縣植物群與內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗植物群及山東淄博植物群、甘肅龍首山植物群和秦皇島柳江植物群等彼此之間具有很多相同的分子,判定本區(qū)植物群地質(zhì)時(shí)代可能為晚石炭世。

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Study on Late Carboniferous strata and flora of Xiaoxian in Anhui

CHEN Feng-jie1,2,ZENG Yong1,2,KE Yan1,2,L IU Yan-sha1,2,L IU Jin-jin1,2,QIN Chao1,2

(1.Schoolof Resources and Earth Sciences,ChinaUniversity ofMining and Technology,Xuzhou 221116,Jiangsu;2.State KeyLaboratory ofModern Paleontology and StratigraphyNanjing Institute of Geology and Palaeontology,Nanjing 210008,China)

The fossil plants depicted in the textwere collected from Benxi Formation and Taiyuan For mations in Xiaoxian area in Anhui Province.There were 19 species of 12 genera.The flora was composed mainly ofLycopsida(occupying 36.8%),Pterdospermopsida(31.6%),Sphenopsida(15.8%),Filicopsida(10.5%),and Cordaitopsida(5.3%).Based on the fossil characters and comparison with the contemporary floras,the present flora belonged to the Cathaysian flora in nature,and probably aged inLate Carboniferous Epoch.

Late Carboniferous Epoch;Flora;Xiaoxian,Anhui

P534.45;Q948

A

1674-3636(2010)04-0362-05

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.04.362

2010-07-19;編輯：陸李萍

現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所)資助(103114)

陳鳳杰 (1984—),女,碩士研究生,地層古生物專業(yè).