準(zhǔn)噶爾盆地郝家溝剖面三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交孢粉組合與古氣候*

張新智 方琳浩 吳 濤 苗運(yùn)法 張明震王雪蓮 呂沛宗 何秀娟 邱若原 楊 涵 任嘉豪

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院 北京 102249；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京 102249；3.中國(guó)石油新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 新疆克拉瑪依 834000；4.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源院 蘭州 730000；5.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所新生代地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100029；6.中國(guó)地震局地震大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430071；7.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院 北京 100871）

三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交（Triassic-Jurassic boundary，TJB）是地史上一個(gè)重要的時(shí)期。在構(gòu)造方面，中大西洋火成巖?。–entral Atlantic Magmatic Province，CAMP）劇烈侵位和爆發(fā)，對(duì)后來(lái)的構(gòu)造演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響（Lamotte et al.，2015）。在生物方面，三疊紀(jì)末生物大滅絕（end-Triassic mass extinction，ETE）發(fā)生，海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)都遭到了嚴(yán)重的打擊（Akikuni et al.，2010），尤其是陸地植物群發(fā)生了顯著變化（盧遠(yuǎn)征等，2005；Mcelwain et al.，2007；Turner et al.，2009；王永棟等，2010）；ETE 持續(xù)約 270～160 kyr（Ruhl et al.，2010；Fang et al.，2021），直到 TJB 時(shí)期環(huán)境逐漸趨于穩(wěn)定，海陸生物開(kāi)始迅速恢復(fù)。在氣候方面，大氣CO2濃度升高（Beerling and Berner，2002）、平均氣溫上升（Mcelwain et al.，1999）、全球海平面波動(dòng)（Lindstr?m and Erlstr?m，2006）、蕨類(lèi)植物在生態(tài)系統(tǒng)中占比驟增（Ruhl et al.，2010）和野火事件頻率顯著增加（Harris，1957，1958；Belcher et al.，2010；Song et al.，2020；張新智等，2022）等。

對(duì)陸地植被滅絕事件響應(yīng)的研究，前人做過(guò)多種嘗試，包括從宏觀植物化石證據(jù)、孢粉證據(jù)和分子生物標(biāo)志物（Williford et al.，2014），都指示了該時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)遭受了嚴(yán)重的打擊，區(qū)域氣候以及植被群落顯著改變。全球多處典型剖面都曾有該時(shí)期地層中蕨類(lèi)孢子含量驟增的報(bào)道（Schootbrugge et al.，2009；Li et al.，2020），其中也包括本文所研究的郝家溝剖面（盧遠(yuǎn)征等，2009）。后來(lái)鄧勝徽等（2013）對(duì)該剖面植物化石做過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)了該區(qū)域植物的一定規(guī)模的滅絕現(xiàn)象。近年來(lái)有學(xué)者根據(jù)對(duì)海相生物化石的統(tǒng)計(jì)，提出了該時(shí)期的海洋生物滅絕可分為兩個(gè)期次（Wignall and Atkinson，2020），而該現(xiàn)象在陸相地層的研究中卻鮮有人報(bào)道相關(guān)證據(jù)。本研究獲取了較高密度的孢粉含量變化數(shù)據(jù)，嘗試從孢粉層面將ETE 和TJB 兩個(gè)重要界線進(jìn)行厘定，并在此基礎(chǔ)上對(duì)三疊紀(jì)末生物滅絕的期次在陸相盆地中的響應(yīng)進(jìn)行研究。

該時(shí)期氣候變化也是研究的焦點(diǎn)，有學(xué)者通過(guò)對(duì)植物葉片化石氣孔密度與CO2濃度進(jìn)行研究，指出三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交出現(xiàn)了明顯的升溫（Mcelwain et al.，1999）；還有人通過(guò)對(duì)絲炭與植物葉型等條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，推斷該時(shí)期全球變暖驅(qū)動(dòng)植被葉型發(fā)生變化，導(dǎo)致火災(zāi)頻率升高（Belcher et al.，2010）。盧遠(yuǎn)征等（2009）對(duì)郝家溝剖面該時(shí)期的孢粉進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，顯示郝家溝組裸子植物花粉占優(yōu)勢(shì)，而八道灣組下部適應(yīng)濕潤(rùn)氣候的蕨類(lèi)植物孢子含量顯著增加，結(jié)合有機(jī)碳同位素與現(xiàn)代湖泊變化規(guī)律，推論該時(shí)期氣候具有向炎熱潮濕變化的趨勢(shì)。但此前在郝家溝剖面的孢粉研究時(shí)間跨度都較大，分辨率相對(duì)低。本次研究進(jìn)行了系統(tǒng)的樣品采集和測(cè)試分析，獲得了高密度的孢粉數(shù)據(jù)，對(duì)古氣候和生物滅絕事件進(jìn)行了分析，同時(shí)將該時(shí)期孢粉變化與CAMP 活動(dòng)和野火事件進(jìn)行了對(duì)比，并嘗試對(duì)潛在的因果聯(lián)系進(jìn)行討論。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地位于天山北緣（圖1）。經(jīng)歷了海西、印支、燕山和喜馬拉雅多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，是發(fā)育多期沉積旋回的典型疊合盆地（辜延容，2015）。準(zhǔn)噶爾盆地形成于晚二疊世，發(fā)育三疊系和下侏羅統(tǒng)地層厚約3 600 m（Carroll et al.，2010；Sha et al.，2015）。在早-中三疊世，統(tǒng)一的準(zhǔn)噶爾湖盆形成；到晚三疊世，湖盆擴(kuò)大，盆地邊緣為淺湖相沉積。準(zhǔn)噶爾盆地南緣的三疊系以辮狀河—辮狀河三角洲相的砂礫巖沉積為主（方世虎，2004）；下侏羅統(tǒng)八道灣組沉積相以河流相、辮狀河三角洲和湖泊相為主（張芮，2016）。

研究區(qū)郝家溝剖面位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣，距新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市西南約為50 km（圖1b）。其三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交的古緯度約為60°N（Sha et al.，2015）（圖1a）。郝家溝剖面出露有良好的三疊系和侏羅系（圖1c），本次研究層位總厚度約160 m，無(wú)明顯沉積間斷。包括上三疊統(tǒng)郝家溝組上段39～44 層，以及下侏羅統(tǒng)八道灣組下段45～54 層。郝家溝組上段主要發(fā)育黃綠、灰綠色礫巖，灰、灰綠色砂巖，灰、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖呈多套旋回，向上碳質(zhì)泥巖和煤層增多。八道灣組下段主要發(fā)育灰白、淺灰綠色礫巖，淺黃綠、灰綠色中粗砂巖與灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖，夾灰色泥巖、局部夾薄煤層（鄧勝徽等，2010）。

1.2 生物（年代）地層框架

鄧勝徽等（2013）曾對(duì)郝家溝剖面中郝家溝組和八道灣組中植物化石做過(guò)鑒定統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，郝家溝組中各含有兩個(gè)植物組合，分別為下部的Danaeopsis-Cladophlebis ichunensis組合（含有晚三疊世標(biāo)志分子Danaeopsis）和上部的Hausmannia-Clathropteris minoria組合（含晚三疊世常見(jiàn)的Cycadocarpidiumsp.，Cladophlebis kaoiana等屬種）。八道灣組也含有兩個(gè)植物組合，下部的Clathropteris elegans-Todites princeps組合中含有大量的Todites princeps和Clathropteris elegans等早侏羅世早期分子；上部組合則含有Coniopteris gaojiatianensis和眾多早侏羅世常見(jiàn)植物化石。因此鄧勝徽等（2013）將TJB 厘定在八道灣組與郝家溝組交界處，即44 層與45 層界線處。

盧遠(yuǎn)征等（2009）在該剖面所進(jìn)行的孢粉統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，郝家溝組中可以識(shí)別出兩個(gè)孢粉組合，八道灣組下部有3 個(gè)孢粉組合，自下而上依次為：1）Aratrusporites-Chordasporites-Nonstriate bisaccate， 2）Lycopodiacidites rugulatus-Nonstriate bisaccate，3）Asseretospora-Dictyophyllidites， 4）Densoisporites-Nonstriate， 5）bisaccateCyathidites-Nonstriate bisaccate。郝家溝組的兩個(gè)組合中都是以無(wú)肋紋的雙囊花粉和單溝花粉為主，晚三疊世分子常見(jiàn)，如Aratrisporites，Limatulasporites等。而從位于八道灣組底部的第3組開(kāi)始，蕨類(lèi)植物孢子迅速占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，在郝家溝組與八道灣組界線附近（即44 層與45 層界線處）出現(xiàn)了蕨類(lèi)孢子驟增的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了一些侏羅紀(jì)常見(jiàn)分子，如Cyathidites和Densoisporites等。因此，TJB 也置于該層位定在了八道灣組與郝家溝組交界處。孢粉學(xué)證據(jù)表明郝家溝組與八道灣組界線處環(huán)境發(fā)生了突變，植物類(lèi)型發(fā)生了重大變化，指示氣候由溫暖濕潤(rùn)向炎熱潮濕轉(zhuǎn)變。

黃嬪（2006）依據(jù)孢粉鑒定統(tǒng)計(jì)的結(jié)果提出不同的劃分方案，將郝家溝剖面郝家溝組和八道灣組9～90 層劃分為5 個(gè)孢粉組合，分別為：1）Concavisporites-Dictyophyllidites-Chasmatosporites-Cycadopites（9～20 層 ， 晚 三 疊 世 ）， 2）Cyathidites-Deltoidospora-Chasmatosporites-Cycadopites（22～23 層 ， 早 侏 羅 世 早 期 ） ， 3）Cyathidites-Brevilaesuraspora-Chasmatosp orites-Cycadopites-Perinopol-lenites（24～44 層，早侏羅世早期），4）Cyathidites-Osmundacidites-Pinuspollenites-Piceites-Perinopollenites（45～79 層，早侏羅世早期），5）Cyathidites-Contignisporites（90 層，早侏羅世晚期）。最終，其根據(jù)所獲得孢粉組合數(shù)據(jù)，并參考《西北地區(qū)區(qū)域地層表新疆維吾爾自治區(qū)分冊(cè)》（1981）對(duì)界線的界定方案和張義杰（2003）的地層分層方案，將TJB 界線放在了22層底。Ashraf et al（.1999，2010）根據(jù)孢粉數(shù)據(jù)，將TJB定在了24層底界。Sha et al（.2015）根據(jù)孢粉中的侏羅紀(jì)分子Retritriletes austroclavatidits和Retritriletes semimuris，以及三疊紀(jì)分子Lutispporites rhaeticus（可與歐洲、北美洲和格陵蘭剖面進(jìn)行對(duì)比）和Limbosporitesspp.，將TJB 定在了53 層底。

對(duì)奧地利三疊系—侏羅系金釘子剖面碳同位素曲線和菊石首現(xiàn)面的綜合對(duì)比，在TJB 發(fā)現(xiàn)的兩次碳同位素負(fù)偏可以被定義TJB 界面的菊石Psiloceras spelae首現(xiàn)面所約束（Ruhl et al.，2009，2010）。在丹麥、英國(guó)、格陵蘭、美國(guó)等地的三疊系—侏羅系剖面也都報(bào)道了地層記錄中兩次碳同位素負(fù)偏現(xiàn)象（Hesselbo et al.，2002；Thibodeau et al.，2016；Percival et al.，2017；Lindstr?m et al.，2019）。通過(guò)全球 TJB 剖面有機(jī)碳同位素地層曲線、Hg/TOC、孢粉與郝家溝剖面進(jìn)行對(duì)比，郝家溝剖面的ETE 初步判定在45 層附近；而TJB 位于有機(jī)碳同位素地層曲線主要負(fù)偏起始的51 層附近（Fang et al.，2021；張新智等，2022）。

2 材料與方法

本文樣品采自準(zhǔn)噶爾盆地南緣郝家溝剖面39～54 層，共采集284 塊樣品，采樣間距為泥巖、粉砂巖0.2 m，砂巖0.4 m，礫巖0.6～1.0 m。本次研究共選取21 個(gè)樣品進(jìn)行孢粉提取，有效樣品共16 個(gè)，其中郝家溝組6 個(gè)，八道灣組10 個(gè)，對(duì)剖面的16 層實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。所有樣品的孢粉提取工作均在中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的孢粉學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成，孢粉鑒定統(tǒng)計(jì)工作在中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的顯微實(shí)驗(yàn)室完成，并在OLYMPUS BX51 顯微鏡下進(jìn)行觀察和拍照。

孢粉的提取采用鹽酸—?dú)浞岱ǎ紫确Q(chēng)量樣品30 g（煤取5 g），將樣品碎至顆粒狀（約2 mm），并加入石松孢子片（約含27 600 粒石松孢子）；其次加鹽酸處理3～4 天后用蒸餾水洗至中性，再用氫氟酸進(jìn)行相同的處理步驟，過(guò)篩得到10～150 μm 之間的顆粒，用表面皿通過(guò)搖晃吸出懸浮物；最后離心并倒入濃鹽酸60 ℃水浴加熱，通過(guò)再次離心將沉淀物制片進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)。每個(gè)樣品原則上鑒定不少于150 粒孢粉，對(duì)于孢粉含量非常低的樣品則以統(tǒng)計(jì)所加入的石松孢子不少于1 000 粒為標(biāo)準(zhǔn)。本文孢粉鑒定主要參考宋之琛等（2000）所編著的《中國(guó)孢粉化石（第二卷）：中生代孢粉》。

3 孢粉組合

在16 個(gè)樣品中共鑒定出84 屬256 種及若干未定種。其中蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子49 屬131 種，裸子植物 35 屬 125 種。其中在 39 層（44 屬 99 種）、53 層（43 屬 96 種）、54 層（45 屬99 種）3 個(gè)層位孢粉的屬種豐富度最為豐富；46 層（10 屬 19 種）與 48 層（9 屬 17 種）的孢粉種屬豐富度最低。在整個(gè)剖面上孢粉種屬豐富度整體呈現(xiàn)，由下往上先降低后增加的趨勢(shì)。

孢子和花粉的相對(duì)含量在研究地層中也有明顯的變化（圖2）。孢子含量在41 層頂至47 層平均含量（51.21%）明顯高于其他層位，出現(xiàn)了3個(gè)較明顯的峰值，最高值達(dá)到70.83%（圖5），且此時(shí)恰為孢粉屬種豐富度最低的層位之一（含量最低層位為45 層～48 層）。在43 層～48 層部分裸子植物花粉含量占比迅速下降或滅絕；而蕨類(lèi)植物孢子占比驟增，Concavisporites（平均含量9.46%）、Laevigatosporites（平均含量5.05%）、Osmundacidites（平均含量1.84%）、Asseretospora（平均含量2.98%）等相對(duì)含量迅速上升。

圖2 郝家溝剖面孢粉化石百分含量圖Fig.2 Percentage of pollen and spores at the Haojiagou section

根據(jù)孢粉的相對(duì)含量及變化，將其劃分為3 個(gè)孢粉組合，自下而上依次為：Cycadopites-Deltoidospera組 合（ 組 合 1， 39 層 ～42 層 ），Cycadopites-Deltoidospera-Concavisporites-Laevigatosporites組合（組合 2，43 層～48 層），Cycadopites-Concavisporites-Psophosphaera-Deltoidospera組合（組合3，49層～54層）。

3.1 Cycadopites-Deltoidospera（組合1）

本組合產(chǎn)自郝家溝組39 層～42 層，鑒定出孢粉64 屬149 種，其中含蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子37 屬74 種，含裸子植物花粉27 屬75 種，為郝家溝剖面孢粉種屬最豐富的組合。在本組合中裸子植物花粉平均含量達(dá)58.12%（40.47%～72.19%），蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子平均含量41.88%（27.81%～59.53%）。本組合除41 層蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子含量高于裸子植物花粉外，整體上裸子植物花粉略占優(yōu)勢(shì)（圖3）。

蕨類(lèi)植物及苔蘚植物孢子以具三縫孢子為主（26.49%～56.19%，平均39.55%），含有32屬64種，主要有Deltoidospora（7.28%～21.40%，平均11.79%）、Concavisporites（5.96%～15.69%，平均10.60%）、Cyathidites（0.60%～7.84%，平均4.36%）、Dictyophyllidites（1.32%～7.69%，平均4.11%）、Cyclogranisporites（0.65%～2.65%，平均1.24%）、Biretisporites（0～2.79%，平均1.03%）、Annulispora（0～3.34%，平均1.00%）；具單縫孢子較少（1.32%～3.34%，平均2.33%），含有5 屬10 種，主要包含Aratrisporites（0～2.01%，平均0.93%）等。

裸子植物花粉以具溝類(lèi)花粉為主（38.80%～60.48%，平均50.99%），含有10 屬42 種，主要包括Cycadopites（36.45%～56.09%，平均 48.32%）、Chasmatosporites（0～3.31%，平均1.58%）等；具囊花粉次之（1.34%～8.50%，平均5.29%），含有13 屬27 種，主要有Podocarpidites（0.33%～1.96%，平均1.05%）等；無(wú)口器花粉含量較少（0.33%～5.96%，平均1.84%），含有4 屬6 種，主要有Psophosphaera（0～4.64%，平均1.16%）等。

本組合所含有的Concavisporites和Dictyophyllidites廣泛分布于晚三疊世—早侏羅世的亞洲、歐洲和大洋洲等地（黃嬪等，1993）；Cycadopites始現(xiàn)于古生代晚期，在三疊紀(jì)后迅速增加，并繁盛于侏羅紀(jì)（黃嬪，2006）；Chasmatosporites在中生代各地均有分布，所以?xún)H靠這些分子還無(wú)法確定本組合的時(shí)代（黃嬪等，2000；劉兆生，2003；盧遠(yuǎn)征等，2005）。然而Lunzisporitessp.、Kraeuselisporites apiculatus、Aratrisporites exiguous、A.wollariensis、A. xiangxiensis、A. minimus、Taeniaesporites hexagonalis、Taeniaesporitesspp.等典型三疊紀(jì)分子（劉兆生，2003；盧遠(yuǎn)征等，2005）的出現(xiàn)是將本組合歸于三疊紀(jì)的有力證據(jù)。而在本組合中也發(fā)現(xiàn)了一些其他分子，如中生代和新生代均有分布，但主要分布于侏羅紀(jì)的Deltoidospora（黃嬪等，2006）；分布于侏羅紀(jì)—早白堊世，并在侏羅紀(jì)達(dá)到繁盛的Cyathidites（劉兆生，2003），這些分子的少量出現(xiàn)都讓本組合又有了一些侏羅紀(jì)的色彩。綜合上述分析，本文認(rèn)為本組合時(shí)代應(yīng)歸于晚三疊世晚期。

3.2 Cycadopites-Deltoidospera-Concavisporites-Laevigatosporites（組合 2）

本組合產(chǎn)自郝家溝組43 層～48 層，鑒定出孢粉45 屬103 種，其中含蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子26 屬52 種，含裸子植物花粉19 屬21 種。在本組合中裸子植物花粉平均含量52.72%（29.17%～75.48%），蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子平均含量47.28%（24.52%～70.83%）。本組合孢粉含量比例波動(dòng)頻繁，孢子含量最高可達(dá)70.83%，而最低卻僅有24.52%，然而平均含量明顯高于其他組合；具囊花粉在本組合中屬種數(shù)量及花粉含量均值均小于另外兩個(gè)組合，甚至在43 層、45 層、46 層和48 層中均未鑒定出具囊花粉；另外具溝花粉的平均含量也明顯低于另外兩個(gè)組合，僅有42.89%（圖3，圖4）。

圖3 郝家溝剖面郝家溝組與八道灣組代表性孢子Fig.3 Representative spores of the Haojiagou and Badaowan formations at the Haojiagou section

圖4 郝家溝剖面郝家溝組與八道灣組代表性花粉Fig.4 Representative pollen of the Haojiagu and Badaowan formations at the Haojiagou section

蕨類(lèi)植物及苔蘚植物孢子以具三縫孢子為主（17.42%～54.67%，平均40.08%），含有22 屬 45 種，主要有Deltoidospora（0～18.67%，平均11.79%）、Concavisporites（1.29%～14.89%，平均10.60%）、Asseretospora（0.67%～8.33%，平均2.98%）、Punctatisporites（0～8.33%，平均2.75%）、Sphagnumsporites（0～8.33%，平均2.16%）、Dictyophyllidites（0～4.17%，平均1.94%）、Osmundacidites（0～4.26%，平均1.84%）、Cyathidites（0～4.17%，平均1.83%）、Todisporites（0～8.33%，平均1.50%）、Annulispora（0～2.58%，平均1.12%）、Cyclogranisporites（0～4.26%，平均1.04%）、Leiotriletes（0～4.67%，平均1.00%）；具單縫孢子較少（0～16.67%，平均7.20%），含有4屬7種，主要包含Laevigatosporites（0～16.67%，平均5.05%）等。

裸子植物花粉以具溝類(lèi)花粉為主（25.00%～58.33%，平均42.89%），含有7 屬32 種，主要包括Cycadopites（25.00%～50.00%，平均37.99%）、Chasmatosporites（0～8.33%，平均3.66%）等；無(wú)口器花粉次之（0～14.48%，平均7.34%），含有4屬8種，主要有Psophosphaera（0～12.50%，平均2.88%）、Granasporites（0～5.81%，平均1.55%）、Inaperturopollenites（0～4.17%，平均1.48%）、Spheripollenties（0～5.16%，平均1.44%）等；具囊花粉含量較少（0～12.26%，平均2.49%），含有8 屬11 種，主要有Quadraeculina（0～8.33%，平均1.39%）、Caytonipollenites（0～7.74%，平均1.29%）等。

本組合中主要分布于三疊紀(jì)的分子Punctatisporites（劉兆生，2003；黃嬪，2006）含量較高（0～8.33%，平均2.75%），其中以P.minutus和P.weiyuanensis為主；另外本組合45 層Aratrisporites minimus含量高達(dá)2.13%（高于組合1 中所有層位），所以本組合依然歸為三疊紀(jì)。然而本組合的孢粉種屬豐度遠(yuǎn)低于另外兩組合（僅45 屬103 種），具囊花粉的變化尤為明顯，所占比例低（2.49%）。在組合1 中出現(xiàn)的Podocarpidites中的5 個(gè)種在本 組 合 中 僅 余Podocarpidites multicinus一 種 ，P. tricoccus、P. decorus、P. arquatus、P. minisculus均 已 滅 絕 ； 另 外Alisporites rotundus、A. aequalis、Quadraeculina enigmata、Q. limbata等分子也均未在本組合與上覆的組合3 中出現(xiàn)。因此推斷本組合可能為晚三疊世末期生物大滅絕時(shí)期。

3.3 Cycadopites-Concavisporites-Psophosphaera-Deltoidospera（組合3）

本組合產(chǎn)自八道灣組49～54 層，鑒定出孢粉67 屬183 種，其中蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子37 屬89 種，裸子植物花粉30 屬94 種。本組合蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子平均含量34.22%（26.19%～43.29%），裸子植物花粉平均含量65.78%（56.71%～73.81%）。本組合裸子植物花粉含量高于蕨類(lèi)及苔蘚植物孢子含量，裸子植物占據(jù)了明顯優(yōu)勢(shì)，且具囊花粉種屬相較于另外兩組合有明顯增加。

蕨類(lèi)植物及苔蘚植物孢子以具三縫孢子為主（22.62%～37.25%，平均29.70%），含有 32 屬 74 種，主要有Concavisporites（1.69%～10.00%，平均 5.94%）、Deltoidospora（2.54%～8.47%， 平 均 4.82%） 、Cyathidites（1.01%～8.47%， 平 均 3.95%） 、Dictyophyllidites（0.72%～5.08%， 平 均 2.28%）、Sphagnumsporites（0～5.08%， 平 均2.10%）、Asseretospora（0～5.08%，平均 1.84%）、Cyclogranisporites（0～5.70%，平均1.75%）、Punctatisporites（0～2.50%，平均1.38%）等；具單縫孢子相對(duì)較少（1.32%～6.88%，平均4.52%），含有5 屬15 種，主要包含Laevigatosporites（0～3.69%，平均1.90%）、Aratrisporites（0～5.08%，平均1.61%）等。

裸子植物花粉以具溝類(lèi)花粉為主（38.98%～60.71%，平均51.56%），含有10 屬47 種，主要包括Cycadopites（33.90%～51.19%，平均 44.15%）、Chasmatosporites（0～7.95%，平均3.44%）、Megamonoporites（0～5.95%，平均1.81%）、Classopollis（0～2.50%，平均1.15%）等；無(wú)口器花粉次之（4.71%～15.00%，平均8.65%），含有4 屬11 種，主要有Psophosphaera（1.09%～15.00%， 平 均 5.36%）、Inaperturopollenites（0～3.26%， 平 均1.71%）等；具囊花粉較少（2.35%～10.17%，平均5.57%），含有16 屬36 種，主要有Quadraeculina（0～9.06%，平均1.90%）等。

廣泛分布于世界各地侏羅紀(jì)—古近紀(jì)的Divisisporitessp.（黃嬪，2006）在本組合中首次出現(xiàn)；分布于侏羅紀(jì)及以后的Lycopodiumsporites（黃嬪，2006）中Lycopodiumsporites semimuris、L. austroclavatidites、L. laevigatus、L. pseudoannotinus、Lycopodiumsporitessp.等分子也在本組合中被鑒定出；分布于侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的Callialasporites turbatus（黃嬪，2006）等分子也出現(xiàn)在了本組合中；繁盛于侏羅紀(jì)的Cyathidites（3.95%）、Cycadopites（44.15%）、Classopollis（1.15%）和Quadraeculina（1.90%）含量在本組合中也明顯上升，指示本組合已具有了侏羅紀(jì)的特點(diǎn)。另外本組合中出現(xiàn)了大量的新屬種，可能為三疊紀(jì)末生物大滅絕后的迅速恢復(fù)階段，因此本組合時(shí)代應(yīng)歸于早侏羅世早期。

4 討 論

4.1 古氣候變化

本文根據(jù)鐘筱春等（2002）（表1）對(duì)孢粉所對(duì)應(yīng)生態(tài)環(huán)境的劃分，將地層中所提取到的孢粉以屬為單位尋找其母體植物與現(xiàn)代植物的親緣關(guān)系，然后將這些植物的生態(tài)特征及所對(duì)應(yīng)生存環(huán)境（尤其是溫濕條件）進(jìn)行劃分。最終將不同生態(tài)特征的植物進(jìn)行分類(lèi)后，進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)，并對(duì)三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交溫度和濕度的相對(duì)變化進(jìn)行古氣候重建。

表1 孢粉對(duì)應(yīng)植物生存環(huán)境（據(jù)鐘筱春等，2002）Table 1 Living environments of plants corresponding to spores and pollen（modified from Zhong et al.，2002）

在本研究中，共識(shí)別出Cibotiumspora、Klukisporites、Cyathidites、Undulatisporites、Cycadopites、Callialasporites和Podocarpidites共7 屬典型熱帶分子，將其百分含量進(jìn)行相加，用熱帶分子總含量進(jìn)行準(zhǔn)噶爾盆地南緣的古氣溫模擬，得到古氣溫相對(duì)變化曲線。數(shù)據(jù)指示在39 層～40 層沉積時(shí)期古氣溫一直處于較高水平，而在41 層頂部突然開(kāi)始劇烈降溫，而后古氣溫持續(xù)波浪式地漸次下降，直到45 層～46 層沉積時(shí)期下降到最低值。在古氣溫波動(dòng)下降過(guò)程中，郝家溝剖面共記錄到了3 個(gè)明顯的降溫期次，分別位于41 層頂部、43 層、45 層～46 層，其中第三期降溫幅度最大、最迅速、持續(xù)時(shí)間最短，根據(jù)前人旋回地層學(xué)獲得的浮動(dòng)天文標(biāo)尺持續(xù)了約70 kyr（Sha et al.，2015）。此后古氣溫在47 層沉積時(shí)期迅速回升，并在47 層～52 層總體上處于平緩升溫階段，并在52 層恢復(fù)到降溫前水平，隨后在53 層～54 層略有降低?？傮w來(lái)看，準(zhǔn)噶爾盆地南緣在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交41 層頂部至46 層沉積時(shí)期為一個(gè)波動(dòng)下降的低溫期，隨后迅速回升并在后來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)保持了相對(duì)較高溫的氣候。

將Densoisporites、Calamospora、Cibotiumspora、Dictyophyllidites、Concavisporites、Gleicheniidites、Osmundacidites、Baculatisporites、Klukisporites、Laevigatosporites、Cyathidites、Deltoidospora、Undulatisporites、Podocarpidites和Piceaepollenites共 15 屬典型濕生分子，采用與古氣溫模擬相同的方法進(jìn)行古濕度模擬，獲得古濕度相對(duì)變化曲線。數(shù)據(jù)顯示在40 層濕度迅速開(kāi)始上升，并在41 層頂部至46 層整體處濕度較高水平，且在46 層出現(xiàn)了該剖面中相對(duì)濕度的最高峰值；隨后濕度急劇下降，在47 層～48 層下降到了最低值并持續(xù)了約70 kyr（Sha et al.，2015）；濕度下降至最低值以后在49 層出現(xiàn)了短暫而迅速的回升，然而本次濕度增加過(guò)程僅持續(xù)了約77 kyr（Sha et al.，2015），在50 層又下降到了較低水平，并在此后基本保持了相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，濕度不再出現(xiàn)較大波動(dòng)，47 層～54 層整體上處于相對(duì)干燥的狀態(tài)。綜合來(lái)看，郝家溝剖面地層中記錄了由晚三疊世相對(duì)濕潤(rùn)氣候條件向早侏羅世相對(duì)干燥氣候條件演變的過(guò)程。

孢粉對(duì)古氣候重建結(jié)果顯示三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交準(zhǔn)噶爾盆地南緣的氣候演變經(jīng)歷了相對(duì)濕熱—濕冷—干熱的變化過(guò)程（圖5）。另外，根據(jù)郝家溝剖面地層中Hg/TOC、S/TOC 和生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)推斷CAMP 的劇烈噴發(fā)和侵位與野火事件頻率升高同期（張新智等，2022），且在當(dāng)時(shí)處于其活動(dòng)區(qū)和直接作用區(qū)之外（距離大于4 000 km）的準(zhǔn)噶爾盆地南緣也受到了其影響，在42 層底部至51 層上部沉積時(shí)期對(duì)應(yīng)著CAMP 活動(dòng)階段。值得注意的是，CAMP 活動(dòng)時(shí)期與準(zhǔn)噶爾盆地南緣降溫及重新升溫至較干熱氣候的過(guò)程同期。因此推斷準(zhǔn)噶爾盆地南緣三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交的古氣候變化，受到了CAMP 劇烈侵位和噴發(fā)造成的全球規(guī)模的影響。

圖5 郝家溝剖面孢粉與地球化學(xué)數(shù)據(jù)綜合對(duì)比圖（植物化石據(jù)鄧勝徽等，2013；有機(jī)碳同位素地層曲線據(jù)Fang et al.，2021；暈苯、Hg/TOC、S/TOC 據(jù)張新智等，2022）Fig.5 Comprehensive comparison of palynological and geochemical data of the Haojiagou section（fossils of plants after Deng et al.，2013；δ13Corg after Fang et al.，2021；coronene，Hg/TOC，S/TOC after Zhang et al.，2020）

4.2 生物滅絕與地層界線

前人在該剖面植物化石的研究顯示3 個(gè)期次的生物滅絕（鄧勝徽等，2013），而本次較高密度的孢粉統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也在對(duì)應(yīng)層位發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)孢子含量迅速升高現(xiàn)象的層位，分別在41 層頂部至42 層底部、43 層底部和45 層底部。此外，有機(jī)碳同位素地層曲線也分別在這3 個(gè)層位出現(xiàn)了明顯負(fù)偏。植物大化石、孢粉及有機(jī)碳同位素地層曲線突變的層位恰好與上文中所提到的Hg/TOC、S/TOC 明顯升高的層位相吻合。綜合植物化石、孢粉及有機(jī)碳同位素?cái)?shù)據(jù)綜合分析，推斷在準(zhǔn)噶爾盆地三疊紀(jì)末植被記錄到了3 個(gè)期次的滅絕。

對(duì)3 個(gè)孢粉組合所做的種屬豐度統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，組合1 和組合3 孢粉種屬豐富度最高，分別為64 屬149 種和67 屬183 種；組合2 孢粉種屬豐度最低，僅有45 屬103 種，本組合的植物物種豐度明顯低于其他組合。某些孢粉的百分含量變化也指示了生態(tài)系統(tǒng)顯 著 波 動(dòng) 的 現(xiàn) 象 ，Megamonoporites、Piceites、Pinuspollenites、Quadraeculina、Taeniaesporites等裸子植物花粉在43 層底至49 層底含量迅速降低或暫時(shí)消失，而從49 層底開(kāi)始含量明顯升高；而Asseretospora、Concavisporites、Deltoidospora、Laevigatosporites、Osmundacidites、Punctatisporites等蕨類(lèi)及苔蘚植物花粉在該層位的變化趨勢(shì)與裸子植物花粉相反，在短時(shí)間內(nèi)百分含量迅速增加，隨后又迅速下降。在歐洲也有類(lèi)似的報(bào)道，Schootbrugge et al.（2009）曾對(duì)德國(guó)三疊系—侏羅系進(jìn)行孢粉研究，發(fā)現(xiàn)在ETE 之上裸子植物花粉相對(duì)含量驟降，而蕨類(lèi)及苔蘚植物花粉相對(duì)含量迅速上升，直到TJB 裸子植物花粉才重新占據(jù)優(yōu)勢(shì)，與郝家溝剖面的現(xiàn)象一致。國(guó)內(nèi)學(xué)者在對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地（盧遠(yuǎn)征等，2009）和四川盆地（Li et al.，2020）的研究中也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的孢粉含量劇烈變化的現(xiàn)象，推測(cè)該時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)的波動(dòng)具有全球性。

另一值得注意的現(xiàn)象是，火災(zāi)成因的暈苯含量相對(duì)42 層而言在43 層略有增加，而到45 層以上增長(zhǎng)速度急劇增加，并達(dá)到峰值（0.41×10-6）；隨后開(kāi)始下降，但于48 層出現(xiàn)了一個(gè)相對(duì)較小的次峰（0.21×10-6），此后再無(wú)明顯的高值（張新智等，2022）。Lindstr?m et al（.2019，2020）曾報(bào)道在歐洲多處地層中存在Hg 及Hg/TOC 含量在生物滅絕期間明顯升高的現(xiàn)象，且野火頻率也有顯著上升趨勢(shì)，該現(xiàn)象與郝家溝剖面十分吻合；海相地層中菊石Choristoceras marshi與Choristoceras crickmayi滅絕層位所對(duì)應(yīng)的碳同位素負(fù)偏（Marshi CIE）標(biāo)志著 ETE 的開(kāi)始（Lindstr?m et al.，2021），與位于郝家溝剖面43 層底部的首次碳同位素負(fù)偏相對(duì)應(yīng)，通過(guò)Hg/TOC 曲線可進(jìn)行輔助對(duì)比。綜上，孢粉數(shù)據(jù)結(jié)合前人植物大化石、有機(jī)碳同位素地層曲線、生物標(biāo)志化合物和Hg/TOC 全球?qū)Ρ鹊慕Y(jié)果指示ETE 可能在43 層底附近，TJB 在49 層底附近。

5 結(jié) 論

（1）綜合植物大化石、全球各典型剖面的有機(jī)碳同位素地層曲線、孢粉、Hg/TOC和生物標(biāo)志化合物的對(duì)比，厘定了郝家溝剖面ETE 界線位于43 層底部附近，TJB 界線位于49 層底部附近。

（2）通過(guò)孢粉數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地南緣三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交的古氣候進(jìn)行了重建，指示該區(qū)域經(jīng)歷了由晚三疊世晚期的濕熱變?yōu)橥砣B世末期濕冷，再到早侏羅世早期干熱的氣候變化過(guò)程。此過(guò)程與CAMP 的劇烈活動(dòng)同期或準(zhǔn)同期，推測(cè)兩者可能存在成因聯(lián)系。

（3）根據(jù)準(zhǔn)噶爾盆地南緣三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交的植物化石滅絕記錄、孢子含量峰值和有機(jī)碳同位素地層曲線負(fù)偏，在3 個(gè)層位（42 層、43 層和45 層底部）都有同期異常波動(dòng)，推斷在準(zhǔn)噶爾盆地三疊紀(jì)末陸地植被記錄到了3 個(gè)期次的滅絕。

（4）在郝家溝剖面ETE 與TJB 之間的地層（尤其45 層之上），蕨類(lèi)孢子含量顯著高于其他層位，該現(xiàn)象與全球其他典型TJB 剖面一致，推測(cè)在ETE 與TJB 之間的時(shí)段蕨類(lèi)“脈沖式”繁盛可能具有全球性。

致 謝感謝中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱雷、張劍鋒、李天天和溫順久對(duì)本研究中樣品測(cè)試與分析給予的幫助與支持，感謝中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孢粉學(xué)實(shí)驗(yàn)室的段引弟對(duì)本研究中孢粉提取給予的幫助與支持。