內蒙古赤峰市敖漢旗賓夕法尼亞亞紀酒局子組植物化石

李 斌，楊 濤，楊佳林，楊雅軍，陳井勝，李 偉，劉 淼

1.中國地質調查局 沈陽地質調查中心，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽師范大學 古生物學院，遼寧 沈陽 110034

0 引言

酒局子組最早由內蒙古區(qū)測二隊于1967年在赤峰市敖漢旗酒局子南山建立，初始定義為一套砂板巖夾石灰?guī)r扁豆體組成的含煤地層［1］.前人通過對敖漢旗一帶陸相地層的清理研究，認為酒局子組為一套含煤的陸相或海陸交互相沉積，時代應為賓夕法尼亞亞紀［2-8］.但以往該區(qū)的地質調查主要圍繞資源勘探開發(fā)而展開，有關古生物方面的研究程度較低.

筆者在敖漢旗進行1∶5萬區(qū)域地質礦產調查的過程中，在豐收地區(qū)水泉南山附近采集了一批保存較好的植物化石，通過系統(tǒng)鑒定，共計12屬18種，其中以Pecopteris（Asterotheca）hemitelioides和Cordaites principalis為代表，顯示了賓夕法尼亞亞紀的植物面貌.通過分析植物群的性質、組合特征以及與有關植物群對比，討論其所屬的植物地理區(qū)系及所反映的氣候條件.

1 地質概況

研究區(qū)位于內蒙古赤峰市敖漢旗，大地構造位置屬于華北板塊北緣中段［9-10］.區(qū)內出露的沉積地層有石炭系朝土溝組、白家店組、石嘴子組、家道溝組、酒局子組和二疊系三面井組［11-12］、于家北溝組.酒局子組巖性為一套輕微變質的碎屑沉積巖，包括變質粉砂巖、細砂巖、巖屑砂巖、砂礫巖等.

植物化石產自內蒙古敖漢旗水泉南山附近（圖1），地理坐標為119°58′05″E，42°11′32″N.筆者對化石產地的地層剖面進行了實測，其下部被早三疊世巖漿巖侵入，頂部與滿克頭鄂博組火山巖斷層接觸.剖面共分30層（圖2），總厚度大于717.7 m，化石產于第8、12層黑色變質粉砂巖、灰黑色變質細粒巖屑砂巖中，層序如下.

圖1 內蒙古敖漢旗賓夕法尼亞亞紀酒局子組化石產地及交通位置圖Fig.1 Fossil site of the Pennsylvanian Jiujuzi Fomation in Aohan Qi，Inner Mongolia

圖2 敖漢旗酒局子組剖面圖（據文獻［8］）Fig.2 Stratigraphic section of Jiujuzi Formation in Aohan Qi（Modified from Reference［8］）

2 植物群組成特征及時代

酒局子組植物化石主要采自黑色變質粉砂巖、灰黑色變質細粒巖屑砂巖中，植物大化石已發(fā)現(xiàn)至少12屬18種（圖3、4），其組成如下.

楔葉目：Sphenophyllum oblongifolium（Germ.et Kaulf.）Ung.（橢圓楔葉）（圖3）；

木賊目：Calamites cistii Brongn.（細尖蘆木），Archaeocalamites sp.（古蘆木，未定種），Mesocalamites cistiformis Stur（細尖中蘆木），Palaeostachya rhabda Gu et Zhi（疏苞古蘆穗），Asterophyllites aohanensis Huang（敖漢星葉）（圖4）；

瓢葉目：Plagiozamites oblongifolius Halle（橢圓斜羽葉），Tingia carbonica（Schenk）Halle（石炭齒葉）（圖5）；

真蕨綱和種子蕨綱：Sphenopteris neimongolensis Huang（內蒙古楔羊齒），Sphenopteris firmata Sze（壯楔羊齒），Pecopteris（Asterotheca）hemitelioides Brongn.（簡脈櫛羊齒）（星囊蕨），Pecopteris wongii Halle（翁氏櫛羊齒），Pecopteris moneyi Zeill.（基連櫛羊齒），Pecopteris candolleana Brongn.（肯多勒櫛羊齒），Emplectopteris？sp.（織羊齒？未定種）（圖3）；

科達綱：Cordaites principalis（Germ.）Gein.（首要科達）（圖5），Cordaites borassifolis（Germ.）Gein.（單紋科達），Cordaites vetteri Stockm.et Math.（小葉科達）.

當前植物群絕大多數(shù)屬種廣泛分布于華北和西北的晚古生代華夏植物群中［13-14］.其中楔葉目最早出現(xiàn)于晚泥盆世，密西西比亞紀晚期到烏拉爾世最盛，樂平世末絕滅.酒局子組中出現(xiàn)的Sphenophylumoblongifolium在內蒙古、甘肅、遼寧等地發(fā)現(xiàn)于太原組、山西組及下石盒子組中，時代從賓夕法尼亞亞紀至瓜德魯普世（圖3）.

圖3 酒局子組楔葉目、真蕨綱和種子蕨綱植物化石照片F(xiàn)ig.3 Photographs of Sphenophyllales，F(xiàn)ilicopsida and Pteridospermae fossils from Jiujuzi Formation

木賊目的蘆木屬（Calamites），主要見于賓夕法尼亞亞紀至樂平世.細尖蘆木（Calamites cistii）在華北、內蒙古、東北南部地區(qū)常有發(fā)現(xiàn)，多出現(xiàn)于太原組、山西組、下石盒子組中，時代為賓夕法尼亞亞紀至瓜德魯普世［15-16］.該目的古蘆木屬（Archaaeocalamites），在中國主要見于密西西比亞紀早期，國外始見晚泥盆世至賓夕法尼亞亞紀早期.敖漢旗水泉剖面上所見的該屬標本是一些小枝帶有一些線形作二次分叉的葉，鑒定為古蘆木未定種（Archaeocalamites sp.），這是本次的新發(fā)現(xiàn)，它與淺溝古蘆木（Archaeocalamites scrobiculatus）的帶葉小枝可以比較.古蘆穗屬（Palaeostachya）國內常產于賓夕法尼亞亞系，國外賓夕法尼亞亞紀至瓜德魯普世地層均有分布.疏苞古蘆穗（Palaeostachya rhabda）產于河北開平，賓夕法尼亞亞系開平組，該種在敖漢旗水泉酒局子組中尚屬首次發(fā)現(xiàn).星葉屬（Asterophyllites）多見于賓夕法尼亞亞紀早期至瓜德魯普世地層中，本次采集的敖漢星葉（Asterophyllites aohanensis）產于敖漢旗小柳條溝賓夕法尼亞亞紀酒局子組中（圖4）.

圖4 酒局子組木賊目植物化石照片F(xiàn)ig.4 Photographs of Equisetales fossils from Jiujuzi Formation

瓢葉目植物廣泛分布于賓夕法尼亞亞紀至三疊紀地層中，賓夕法尼亞亞系至烏拉爾統(tǒng)最盛.斜羽葉屬（Plagiozamites）在中國主要產于二疊紀，國外為賓夕法尼亞亞紀至烏拉爾世.橢圓斜羽葉（Plagiozamites oblongifolius）在華北曾被報道于烏拉爾統(tǒng)山西組、瓜德魯普統(tǒng)下石盒子組.齒葉屬（Tingia）主要見于賓夕法尼亞亞紀至樂平世，Tingia的出現(xiàn)也標志著華夏植物群早期演化階段的開始.齒葉屬與斜羽葉屬區(qū)別在于后者兩側葉脈呈放射狀展開，與側邊斜交，且葉不呈4行排列.本次發(fā)現(xiàn)的石炭齒葉（Tingia carbanica）在華北、內蒙古、東北南部等地區(qū)賓夕法尼亞亞紀至烏拉爾世地層中有廣泛分布（圖5）.

楔羊齒屬（Sphenopteris）出現(xiàn)于晚泥盆世以后的各地質時代，我國烏拉爾世發(fā)現(xiàn)較多，國外賓夕法尼亞亞紀最繁盛.內蒙楔羊齒（Sphenopteris neimengensis）首次被描述于敖漢旗小井子地區(qū)酒局子組中，該種的主要特征是小羽片分裂成3～5個細裂片.壯楔羊齒（Sphenopteris firmata）迄今僅被報道于石盒子群，時代為瓜德魯普世，其特征為孢子囊群不規(guī)則地生于側脈上，大致呈圓形.簡脈櫛羊齒（星囊蕨）Pecopteris（Asterotheca）hemitelioides常見于內蒙古、河北、山西等地賓夕法尼亞亞系至瓜德魯普統(tǒng)（圖5）.翁氏櫛羊齒（Pecopteris wongii）常見于華北地區(qū)烏拉爾統(tǒng)—瓜德魯普統(tǒng)，在敖漢旗水泉烏拉爾統(tǒng)黃崗梁組中也有過報道，國外常見于賓夕法尼亞亞紀地層中.基連櫛羊齒（Pecopteris moneyi）產于河北開平賓夕法尼亞亞紀開平組，在敖漢旗水泉酒局子組為首次發(fā)現(xiàn).肯多勒櫛羊齒（Pecopteris candolleana）產于遼寧太原群下部賓夕法尼亞亞系，在本區(qū)也屬首次發(fā)現(xiàn)（圖4）.織羊齒未定種（Emplectopteris sp.），該屬在國內常出現(xiàn)在烏拉爾世地層中，國外賓夕法尼亞亞紀地層中也有報道.黃本宏［17］在內蒙古鑲黃旗烏拉爾世植物群中報道一個新種——最小織羊齒（Emplectopteris minima），與本次發(fā)現(xiàn)的標本有一點相似，但前者小羽片為舌形，當前標本小羽片是典型的三角形，且該屬是華夏植物群的典型分子.

科達屬（Cordaites）主要見于晚古生代的石炭紀—二疊紀［18-19］，其中首要科達（Cordaites principalis）（圖5）在鄰區(qū)克什克騰旗樂平統(tǒng)鐵營子組中曾有過報道.

拴馬樁組由孫健初創(chuàng)建于烏拉特前旗拴馬樁溝，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)植物化石至少10屬13種，以富含Neuropteris，Asterophyllites，Lepidodendron和Calamites cistii為特征，斯行健［20］將其時代確定為賓夕法尼亞亞紀，并根據其中的特征分子確定沉積時限屬Westphalian-Stephanian期.與當前植物群相比，兩植物群中所含特征分子大致相同，似可反映兩者沉積時代相近.雖然拴馬樁植物群中出現(xiàn)部分Lepidodendron，但很可能是在形態(tài)各異、大小不等的山間盆地沉積環(huán)境下的產物.

從酒局子組植物化石屬種的地理和地質時代的分布實例中不難看出，有些屬種是從密西西比亞紀就已出現(xiàn)，而個別屬種在中國也可以上延至烏拉爾世，甚至樂平世，但是，絕大多數(shù)的屬種分布于賓夕法尼亞亞紀.所以酒局子組的時代應當歸于賓夕法尼亞亞紀.

3 古環(huán)境分析

如前所述，在內蒙古赤峰市敖漢旗酒局子組中發(fā)現(xiàn)的化石共有12屬18種，包括楔葉類、木賊類、瓢葉類、真蕨和種子蕨類及科達類等，展示了賓夕法尼亞亞紀內陸型亞熱帶—暖溫帶植物群面貌.本區(qū)植物群代表分子為Pecopteris（Asterotheca）hemitelioides和Cordaites principalis，均為晚古生代華夏植物群常見分子或代表分子，表明本區(qū)在賓夕法尼亞亞紀時應屬華夏植物地理大區(qū)［21-22］.植物群中發(fā)現(xiàn)高大的科達類，并有大量反映熱帶、亞熱帶氣候的真蕨和種子蕨類，顯示該區(qū)當時應處于亞熱帶—暖溫帶雨量充沛的濕熱環(huán)境.

致謝：本文化石由中國地質調查局沈陽地質調查中心鄭少林研究員鑒定，在此對鄭少林先生及匿名評審專家表示衷心感謝.