邯邢地區(qū)古近紀(jì)古氣候環(huán)境演變研究

徐姍

摘 要： 邯邢地區(qū)位于河北省南部，太行山脈南段東麓，華北平原西部邊緣。區(qū)內(nèi)古近紀(jì)地層廣泛分布于太行山山前斷裂帶以東平原深覆蓋區(qū)的幾個(gè)凹陷之中，發(fā)育齊全，沉積厚度可觀，西部山區(qū)及低山丘陵區(qū)缺失。通過(guò)邯邢地區(qū)巖性特征、古植被類型、微體古生物和孢粉分析等，對(duì)古近紀(jì)的不同時(shí)期古氣候環(huán)境的演變進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞： 邯邢地區(qū)； 古近紀(jì)； 古氣候環(huán)境； 演變

1. 研究區(qū)概況

邯邢地區(qū)位于河北省南部，石家莊市以南至河南省安陽(yáng)一帶，太行山脈南段東麓，華北平原西部邊緣，東以衛(wèi)運(yùn)河為界與山東省相望，西依太行山與山西省毗鄰，南與河南省安陽(yáng)市相連，北分別與石家莊市、衡水市接壤。區(qū)內(nèi)地勢(shì)自西向東呈階梯狀下降，高差懸殊，地貌類型復(fù)雜多樣[1]。

區(qū)內(nèi)古近系地層廣泛分布于太行山山前斷裂帶以東平原深覆蓋區(qū)的幾個(gè)凹陷之中，發(fā)育齊全，沉積厚度可觀，西部山區(qū)及低山丘陵區(qū)缺失。主要為喜馬拉雅多期斷陷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下形成的多旋回沉積，且古近系沉積盆地處于相互隔絕狀態(tài)，因此在沉積厚度、巖性、巖相等方面變化較大。區(qū)內(nèi)古近系最大累計(jì)厚度約1700m。自下而上可劃分為孔店組（E2k）、沙河街組（E2-3s）、東營(yíng)組（E3d），共三組10段[2]。

2. 始新世早中期干旱炎熱的南亞熱帶型氣候

在空間上，區(qū)內(nèi)主要的沉積湖盆大多沿北北東向的主干斷裂呈串珠狀排列，在南高北低和高低起伏多變的地形背景上，形成了許多相互分隔，水體閉塞的膏鹽湖、鹽湖和干鹽湖，以及大大小小、起伏延綿的洪沖積扇群。在時(shí)間順序上，開(kāi)始是以河流相的紫紅、灰褐色礫巖、砂巖為主的沉積，巖石色調(diào)表明當(dāng)時(shí)的氣候較為炎熱；隨后（大致相當(dāng)平原區(qū)孔店組中部），氣候變得溫暖而濕潤(rùn)，在山前盆地和平原區(qū)內(nèi)的一些低洼地帶，形成了一些淡水湖泊和沼澤地帶，在這些沉積區(qū)內(nèi)沉積了一套以暗色泥巖為主，間夾油頁(yè)巖、煤層和生物灰?guī)r的地層；此外，在局部地區(qū)尚有微弱的火山活動(dòng)—玄武巖流的噴發(fā)。

在這些湖盆中繁殖有大量的介形類、腹足類和藻類等動(dòng)植物群落，諸如：介形類的真星介屬、湖花介屬、擬星介屬、玻璃介屬等，腹足類的中華扁卷螺屬、盤螺屬及田螺屬等，藻類的毛球藻屬、薄球藻屬、環(huán)紋藻屬等。它們大都是現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外淡水至半咸水水域中常見(jiàn)的屬種。此外，在湖盆的邊緣以及沼澤地帶，生長(zhǎng)有較為茂密的森林，因此遺留下較豐富的以杉粉屬為主的孢粉組合，與其共生的尚有熱帶、亞熱帶的分子，諸如：無(wú)患子、冬青、山核桃粉屬以及銀杏屬等。再后（大致相當(dāng)平原區(qū)孔店組上部至沙河街組下部），從總體來(lái)看，本區(qū)古地理狀況基本上沒(méi)有改變，各盆地繼續(xù)發(fā)展。但古氣候似有向較干燥炎熱轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，而且湖盆中水介質(zhì)較富含CO32-、SO42-和Cl-，因此在沉積物中出現(xiàn)了碳酸鹽類和硫酸鹽類的灰?guī)r以至白云巖和石膏等。此外，在平原區(qū)內(nèi)的藻類化石中，曾出現(xiàn)了在淡水湖盆中尚未發(fā)現(xiàn)過(guò)的Deflandrea（德弗蘭藻）和Lejeunia（萊氏藻），它們雖然含量不多，卻一般常見(jiàn)于國(guó)外海相地層中。

這一切較好地說(shuō)明，當(dāng)時(shí)為干熱、較干熱的南亞熱帶型氣候。

3. 始新世中晚期溫暖濕潤(rùn)的中亞熱帶型氣候時(shí)期

在沙河街組三段沉積時(shí)，河北平原內(nèi)斷陷作用較強(qiáng)，幾個(gè)較大的盆地普遍下陷，為古近紀(jì)水盆較深、水面遼闊、生物面貌較為均一的時(shí)期。這一時(shí)期由于環(huán)境適宜，有機(jī)物質(zhì)相對(duì)豐富，加之湖盆中的水介質(zhì)多處于還原環(huán)境，故形成了以湖相暗色泥頁(yè)巖為主的沉積。而且也是油氣生成的有利時(shí)期。在測(cè)區(qū)東北部黃驊一帶沙三段下部，冀中一帶沙三段上部夾數(shù)層油頁(yè)巖，并常見(jiàn)黃鐵礦；局部地區(qū)的沙三段上部（如冀中地區(qū)的西部邊緣地帶）還夾數(shù)層炭質(zhì)泥巖和煤層。該時(shí)期由于水介質(zhì)顯示出具有淡水—半咸水的特點(diǎn)，故在化石群中既有生活于咸度較高環(huán)境的介形類和腹足類的屬種，也有生活在淡水中的屬種。該時(shí)期由于氣候溫暖濕潤(rùn)，古植被為針闊葉混交林類型，以被子植物的落葉樹(shù)種為主，混雜了一些常綠闊葉樹(shù)種和松柏植物。而干旱氣候條件下的麻黃粉屬和蕨類植物則大為減少，代表了溫濕的中亞熱帶型氣候。

4. 始新世晚期干旱炎熱的中亞熱帶—南亞熱帶型氣候

在始新世晚期區(qū)域抬升構(gòu)造作用增強(qiáng)，湖盆開(kāi)始普遍上升，湖水逐漸變淺，陸上粗碎屑扇體開(kāi)始擴(kuò)大，沉積物多屬河流—淺湖相，同時(shí)由于湖盆上升的幅度不同，以及物質(zhì)來(lái)源和水介質(zhì)環(huán)境的差異性，因此各地區(qū)的沉積物也不盡一致。從沙河街組二段中的介形類及腹足類的組合面貌來(lái)看，絕大部分為淡水屬種。如：介形類的拱星介、小豆介、土星介、金星介等屬；腹足類的似瘤田螺屬、高盤螺屬、擬黑螺屬等；以及藻類有盤星藻屬和褶皺藻屬等。但在下部出現(xiàn)了少量半咸水的華花介屬和渤海藻科。因此，沙河街組二段早期可能是半咸水環(huán)境，至中晚期轉(zhuǎn)變?yōu)榈h(huán)境。這時(shí)期的植被雖然基本還是森林型或者是森林草原型的，但前期喜濕熱的常綠植物孢粉如：等很少見(jiàn)到或基本絕跡，而耐干旱的卻大量出現(xiàn)。反映了干旱炎熱的中亞熱帶—南亞熱帶型氣候。

5. 漸新世時(shí)期溫暖濕潤(rùn)的北亞熱帶—亞熱帶型氣候

漸新世早期（沙河街組一段沉積時(shí)期），湖盆處于下陷狀態(tài)，逐漸擴(kuò)大，水面遼闊，湖水相對(duì)較深，是本區(qū)較穩(wěn)定的一個(gè)沉積階段。這一時(shí)期有機(jī)物質(zhì)較為豐富，在測(cè)區(qū)乃至華北大部（中下部）沉積了一套以灰、灰綠色泥巖為主的湖相（或?yàn)a湖相）沉積物，并夾數(shù)層油頁(yè)巖、生物灰?guī)r、碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖及少許的粉細(xì)砂巖薄層等。這套巖石組合，是在水流平靜、成度較高、湖水較深且還原作用較強(qiáng)的環(huán)境下沉積的。這一時(shí)期的植被類型，以被子植物為主，裸子植物次之，蕨類植物較少。分布有山地松柏針葉林；丘陵平原區(qū)的櫟屬、榆屬林有一些喜溫的胡桃科和樺樹(shù)科植物，以及熱帶、亞熱帶分子的植物也有生長(zhǎng)；以唇形科為代表的陸生草本植物和水生草本植物也比較發(fā)育。它們較好地反映了溫暖濕潤(rùn)的北亞熱帶型氣候。

漸新世晚期（東營(yíng)組沉積期），大幅度的斷拗作用逐漸減弱，表現(xiàn)為以穩(wěn)定而均衡的小幅度升降運(yùn)動(dòng)為主。東三段的沉積，由于沙河街組一段沉積末期湖盆曾一度上升，因而形成了淺湖—河流相的紅色泥、砂巖。到東營(yíng)組二段沉積時(shí)，各湖盆又普遍發(fā)生低幅度的下陷，湖面再度擴(kuò)大，不僅在盆地中（凹陷）形成淺湖相的以灰綠、灰色含螺及介形蟲(chóng)泥巖夾砂巖的沉積，而且盆地?cái)U(kuò)展到從未有古近紀(jì)沉積的隆起區(qū)內(nèi)，并在這里沉積了河流相的紅色泥砂巖。至東一段沉積時(shí)，湖盆又有低幅度的上升，湖面縮小，水體變淺，形成了紫紅色泥巖與灰色砂巖互層的河流—淺湖相沉積。東營(yíng)組沉積時(shí)期的古植被、古氣候類型，從孢粉組合所反映的植物群面貌來(lái)看，早中期與沙河街期大體相似，仍以暖溫帶的落葉闊葉和常綠針葉植物構(gòu)成的混交林為特征。落葉闊葉林以耐干旱的榆科為主，其次為以櫟屬、胡桃科、樺科等為代表的溫帶植物和以山龍眼、蕓香、昆欖樹(shù)、漆樹(shù)等為代表的亞熱帶及熱帶植物；草本植物主要是唇形科、茜草科及水生的百合、黑三棱等，以及蕨類的紫箕、希抬蕨、水龍骨等。常綠針葉植物主要是云杉屬和松科，杉科和柏科大大減少；麻黃屬個(gè)別見(jiàn)到。這樣的古植被與沙河街期同屬一個(gè)亞熱帶向溫帶過(guò)渡的植被帶，只是氣候變得稍干涼些。

古近紀(jì)末期，由于受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，地殼普遍上升，沉積盆地的發(fā)展暫時(shí)受到了限制，并發(fā)生了以斷裂為主的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使古近系遭受了不同程度的剝蝕，形成了區(qū)域性的新近系、古近系之間明顯的不整合。

參考文獻(xiàn)：

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