準噶爾盆地中央坳陷早侏羅世孢粉組合與古氣候

劉春雷，尹鳳娟，樊婷婷

（1西北大學 大陸動力學國家重點實驗室／地質系，陜西 西安710069；2西安科技大學 地質與環(huán)境學院，陜西 西安710054）

準噶爾盆地位于新疆北部，呈南寬北窄的三角形展布，盆地總面積約13×104km2，是我國最大的內陸盆地之一．可劃分為5個一級構造單元［1］：西部隆起、東部隆起、陸梁隆起、中央坳陷、烏倫古坳陷．盆地內發(fā)育的侏羅系生油巖是準噶爾盆地油氣勘探的重點，研究區(qū)中央坳陷為石油勘探潛力的重要地區(qū)．由于該區(qū)部分地層劃分不明，導致在油氣勘探過程中出現了不同程度的問題．重點探井征1井位于中央坳陷西南部（圖1），通過對征1井侏羅系下統(tǒng)八道灣組和三工河組孢粉化石的分析，建立了兩個孢粉組合，分析了孢粉組合的時代，并對準噶爾盆地中央坳陷的地層進行了詳細劃分和對比，恢復其早侏羅世古地理和古氣候，為盆地石油地質綜合評價和找尋油氣聚集規(guī)律提供地層學依據［2］．

圖1 準噶爾盆地中央坳陷征1井位置圖Fig．1 Sketch map showing location of the Zheng 1well in the central depression，Junggar Basin

1 孢粉組合及時代討論

對征1井56件樣品進行了孢粉化石分析，獲得了豐富的孢粉化石（圖2）．采用Leica生物顯微鏡進行鏡下觀察和鑒定．根據孢粉化石的垂直分布和數量變化特征，中央坳陷早侏羅世自下而上可分為兩個孢粉組合．

1．1 第一組合Cyathidites－Cycadopites孢粉組合

產于八道灣組（井段5 081～5 096m）．本組合特征：1）裸子植物花粉占優(yōu)勢（39．66%～81．82%）；蕨類植物孢子含量次之（40．34%～18．18%）．2）裸子植物花粉中，Cycadopites含量較高，占3%～28．45%．如Cycadopites sp．1、Cycadopites sp．2．松柏類花粉Alisporites、Protopicea、Pinuspollenites、Piceaepollenites在組合中常見，而Classopollis在組合中含量極低，Chordasporites、Colpectopollis在組合中偶爾見到．3）蕨類植物孢子中Cyathidites在組合中占顯著地位（6．42%～25．69%），如Cyathidites minor、Cyathidites？組 合 中 常 見Granulisporites、Apiculisporites和Baculapisporites等．

1．2 第二組合Cyathidites－Classopollis孢粉組合

產于三工河組（井段4 760～4 999m）．本組合特征：1）蕨類植物孢子占優(yōu)勢（44．44%～92．44%）；裸子植物花粉含量次之（7．56%～55．56%）．2）蕨類植物孢子中以Cyathidites含量最高（22%～80．88%）， 還 常 見Leiotriletes spp．、Concavisporites guanyintanensis．3）裸子植物花粉以Classopollis花粉占絕對優(yōu)勢，可占45%．組合中常見松柏類和單溝類花粉Protoconiferus sp、Pseudopicea sp，Cycadopites（0～25%）．偶 見Protohaploxypinus．

綜上所述，上述兩組合主要特點為：蕨類植物孢子都以桫欏科孢子占重要地位，在裸子植物花粉中雙氣囊花粉（氣囊與本體分化較完善）及原始松柏類花粉較發(fā)育，單溝花粉等占有較大比例，個別見有三疊紀孑遺分子．

兩個組合中常出現的Cyathidites等桫欏科孢子的分布有一定的規(guī)律性，該屬在全球各地侏羅紀大量發(fā)育，特別是在早、中侏羅統(tǒng)最為繁盛［3－4］，三疊系中少見，因而Cyathidites數量多少成為識別侏羅紀孢粉組合的一個重要標志．裸子植物花粉Cerebropollenites是侏羅紀孢粉組合中的典型分子，在準噶爾盆地上三疊統(tǒng)和下白堊統(tǒng)中少見，且類型單一，但廣泛出現在我國內蒙古、陜西、湖南和廣西等地下侏羅統(tǒng)．因此可用于劃分準噶爾盆地三疊系與侏羅系界線．Cycadopites和Chasmatosporites是我國下侏羅統(tǒng)中分布非常廣泛的花粉．Quadraeculina裸子植物花粉始見于下三疊統(tǒng)，但主要分布在侏羅系，下白堊統(tǒng)數量明顯減少．本組合中零星出現的本體具單脊或肋紋的雙氣囊花粉Chordasporites和Colpectopollis，這些古老分子在我國早侏羅世孢粉組合中也都有少量出現．

俄羅斯西伯利亞地區(qū)早侏羅世孢粉組合中以松柏類具囊花粉居優(yōu)勢，其中含量較高的為原始松柏類花粉，銀杏、蘇鐵、本內蘇鐵類的單溝花粉也較豐富．蕨類植物孢子中主要為Cyathidites，而Osmundacidites、Dictyophyllidites、Lycopodiumsporites和Asseretospora等含量較低，與盆地中央坳陷八道灣組孢粉組合可進行對比．相似的組合在吐魯番－哈密盆地八道灣組和蘭州大西溝組都有發(fā)現．

根據上述分析和對比得出：第一組合中侏羅紀典型分子常見，并有少量三疊紀孑遺分子Aratisporites和Kraeuselisporites，因此八道灣組孢粉組合的時代應屬于早侏羅世早期．

第二孢粉組合類似于陜甘寧盆地的富縣組、遼寧的北票組等孢粉組合，共同特征為：（1）蕨類植物孢子中均以桫欏科孢子占優(yōu)勢；（2）裸子植物花粉中含量最高的是掌鱗衫、松柏類具囊花粉，Cycadopites等單溝花粉也較豐富；（3）含少量三疊紀孑遺分子．內蒙古包頭石拐煤田召溝組孢粉組合［5］中蕨類植物孢子以桫欏科孢子占優(yōu)勢，含量為23．5%．裸子植物花粉中Classopollis和Cycadopites最為發(fā)育，含量分別為24．4%和21．0%．松柏類具囊花粉含量也較高，與本組合可進行對比．

俄羅斯西伯利亞地區(qū)里阿斯晚期孢粉組合與早期孢粉組合相比，類型相近但含量上發(fā)生明顯的變化，松柏類具囊花粉和本內蘇鐵型單溝花粉在晚期孢粉組合中含量降低，桫欏科孢子增加，并且Classopollis花粉常見．這一變化規(guī)律與準噶爾盆地相同．土蘭盆地下侏羅統(tǒng)上部亦發(fā)現Classopollis（最高含量達80%）比較發(fā)育的孢粉組合，組合中還含有大量的Piceaepollenites．中央坳陷三工河組孢粉組合與土蘭盆地下侏羅統(tǒng)上部的孢粉組合大致可進行對比．

根據上述不同地區(qū)組合對比和孢粉的演化規(guī)律得出：第二孢粉組合中Cyathidites、Classopollis、Quadraeculina和氣囊分化完善的松柏類花粉含量都明顯增加，因此中央坳陷三工河組孢粉組合的時代應屬于早侏羅世晚期．

圖2 孢粉照片（均放大約500倍，標本來自征1井八道灣組和三工河組）Fig．2 All photos（magnified 500× ．All specimens are from the Badaowan Formation and Sangonghe Formation from the Zheng 1well）

2 古地理、古氣候恢復

2．1 古地理恢復

早侏羅世時期，除喀喇昆侖地區(qū)有海侵外，昆侖山及其以北地區(qū)為大陸環(huán)境，陸內分布著眾多的山系和沉積盆地，古構造格局和古地理輪廓基本上繼承了晚三疊世的面貌，主要山系北部有古阿爾泰山和東、西準噶爾山系，中部有古天山，南部有古昆侖山和阿爾金山，這些山系隆起幅度比現今要小的多．但從早中侏羅世植物和孢粉化石中松柏類占有較大比例來看，當時海拔在500m以上山脈也比較普遍．主要大型沉積盆地有準噶爾—吐哈、伊寧、塔里木北部庫車等盆地．由于前期的沉積充填和夷平作用，早侏羅世區(qū)內地勢高差逐漸縮小，加上當時陸內應力相對松弛，使前期的幾個大型沉積盆地繼續(xù)得到發(fā)展，沉積范圍不斷擴大，遠遠超過現今的盆地范圍．另外，在各大褶皺山系內部或邊緣地區(qū)又新產生許多斷陷盆地，如和什托洛蓋、尤爾都斯、焉耆等盆地以及塔里木南部昆侖山和阿爾金山山前的盆地群．該時期氣候溫暖潮濕，各地普遍發(fā)育一套河、湖相含煤建造．

根據沉積盆地分布、地層厚度、巖性和巖相特征推斷，北部的古阿爾泰山和東、西準噶爾山系隆起相對較高，是準噶爾—吐哈、三塘湖等沉積盆地和一些山間洼地的主要物源區(qū)．準噶爾總體上為北淺南深的古地理格局．昌吉凹陷是穩(wěn)定湖盆長期發(fā)育的地帶．盆地北部和東部為緩坡型沉積，辮狀河、沼澤、曲流河—三角洲沉積發(fā)育．在湖盆擴張期，這些地區(qū)形成濱淺湖環(huán)境．東部隆起北部長期處于低隆狀態(tài)，下侏羅統(tǒng)沉積厚度不大．盆地西北緣和南緣為陡坡型沉積，辮狀河—三角洲和扇三角洲沉積發(fā)育，局部也發(fā)育沼澤相煤層，在湖侵期為淺—半深水或深水環(huán)境．

2．2 古氣候恢復

晚三疊世準噶爾盆地發(fā)育溫濕型Danaeopsis－Bernoullia植物群．晚三疊世晚期至早侏羅世早期，準噶爾盆地南緣郝家溝、四棵樹煤礦等地發(fā)育一個可歸屬于Dictyophyllum－Clathropteris植物群的Clathropteris elegans－Cladophlebis植物組合［6］．組合中某些特點與我國南方晚三疊世植物群有一些相似，真蕨類占優(yōu)勢，典型的熱帶、亞熱帶植物雙扇蕨科和馬通蕨科較為突出，其中Clathropteris elegans數量很多，有少量Cycadocarpidium出現［6］，溫涼氣候的銀杏類基本未見．反映這一時期南北植物群的混生區(qū)有向北推進的可能，但組合中蘇鐵類不發(fā)育，表明古氣候為潮濕的暖溫帶氣候．

準噶爾盆地早侏羅世植物群，以真蕨植物、銀杏類和松柏類為主體，真蕨植物可占一半以上，以分類位置不明的Cladophlebis為主，蚌殼蕨科可零星見到．至三工河組上段進入Coniopteris－Phoenicopsis植物群下部，真蕨類中蚌殼蕨科發(fā)育．準噶爾盆地和吐哈盆地缺乏蘇鐵類植物［7］，屬典型的北方區(qū)植物群［8］，氣候類型應屬溫暖潮濕型．

3 結論

通過對準噶爾盆地征沙村地區(qū)早侏羅世地層及孢粉組合研究，得出以下結論：

（1）通過對準噶爾盆地征沙村地區(qū)早侏羅世孢粉化石研究，劃分出兩個孢粉組合，即Cyathidites－Cycadopites孢粉組合，產于八道灣組；Cyathidites－Classopollis孢粉組合，產于三工河組．

（2）根據孢粉組合中孢粉組分與母本植物的親緣關系，得出準噶爾盆地中央坳陷早侏羅世植被主要由草本的真蕨植物和喬木、灌木的松柏類及銀杏、蘇鐵類等組成，所反映古氣候應屬亞熱帶氣候．

［1］李錦軼，肖序常．對新疆地殼結構與構造演化幾個問題的簡要評述［J］．地質科學，1999，34（4）：405－419．

［2］劉春雷．準噶爾盆地中央陷早侏羅世地層及孢粉植物群研究［D］．西安：西北大學地質系，2008：16－50．

［3］尹鳳娟，華洪，張子福．新疆吐魯番—哈密盆地托克遜凹陷早侏羅世孢粉植物群及其意義［J］．中國地質，2004，31（2）：186－191．

［4］Yin Fengjuan，Zhang Zifu．Middle Jurassic sporo－pollen assemblages in Northern Turpan Depression，Xinjiang，Northwest China［J］．Acta Botanica Sinica，2002，44（4）：488－495．

［5］劉兆生，內蒙古包頭石拐煤田早、中侏羅世孢粉組合［J］．古生物學報，1982，21（3）：371－379．

［6］劉洪福．新疆柴窩堡地侏羅紀孢粉地層學［J］．地層學雜志，1998，22（1）：25－35．

［7］Huang Pin．Early－Middle Jurassic sporopollen assemblages from Dananhu coalfield of Tuha Basin，Xinjiang and their stratigraphical significance［J］．Acta Palaeontologica Sinica，1995，34（2）：171－198．

［8］張代生，付國斌，秦恩鵬，等．新疆吐哈盆地侏羅紀古植被與古氣候及古環(huán)境的探討［J］．現代地質，2002，16（2）：147－152．