- 一颗苹果
-
垣曲阶,是中国陆相古近系始新统的第三个阶,位于卢氏阶之上。阶名由邱占祥、王伴月、童永生、邱铸鼎于 2000 年 11 月为编制 《中国区域年代地层 (地质年代) 表》而提出,阶名源自该阶候选层型剖面所在地山西省垣曲盆地。
通过课题组 (王元青、童永生、李茜等) 研究,取得的主要进展是: 初步确定了垣曲阶的候选层型剖面; 发现并积累了较丰富的哺乳动物、轮藻和孢粉化石,建立了若干生物组合,为确定地层时代与对比奠定了基础; 提出了识别垣曲阶的重要标志,并进行了区域间的对比。
(一) 垣曲阶候选层型剖面位置
在山西省垣曲盆地,垣曲阶的代表地层为河堤组。该组厚达千米,但因断层发育,覆盖严重,很难找到有顶有底的连续完整剖面。经追索踏勘,初步确定垣曲阶候选层型剖面由 2 条剖面衔接而成。一条是山西省垣曲县王茅乡河西后岭 (北纬35°08",东经111°48"10″) -南山沟 (北纬35°06"35″,东经111°49"30″) 剖面,代表垣曲阶下部层位; 另一条位于垣曲县古城镇柳沟 (北纬 35°07"40″,东经 111°50"40″) -申家庄 (北纬 35°07"20″,东经 111°52"10″) 剖面,代表垣曲阶上部层位 (图108) 。
图108 垣曲阶候选层型剖面位置图
(二) 垣曲阶候选层型剖面描述
1. 垣曲县王茅乡河西后岭-南山沟剖面 (垣曲阶下部)
上覆地层
第四系黄土
中国主要断代地层建阶研究项目(2001~2009) 进展与成果
下伏地层 石炭纪煤系地层
2. 垣曲县古城镇柳沟-申家庄剖面 (垣曲阶上部)
上覆地层
第四系黄土
中国主要断代地层建阶研究项目(2001~2009) 进展与成果
(三) 垣曲阶的生物地层序列
迄今,在垣曲阶的代表地层河堤组内发现了较为丰富的哺乳动物、轮藻和孢粉化石,对于地层的划分,层位及时代的确定以及当时古气候的恢复均有重要意义。
1. 哺乳动物
目前在垣曲阶河堤组内自上而下发现了 5 个化石层位。但顶部的南堡头化石层的哺乳动物化石尚无正式研究结果,暂不列述,其他 4 个化石层的哺乳动物组合如下 (图109) 。
(4) 寨里段寨里化石层: 此化石层哺乳动物的分异度和丰度不算高,主要组成分子有: Ictopidium leichei,Yuanqulestes qiui,Lapichiropteryx xiei,Lapichiropteryx sp. ,Icaronycteris sp. ,Hoanghonius stehlini,Eosimias centennicus,Eomyidae gen. et sp. nov. ,Protataromys yuanquensis,Anadianomys cf. declivis,Pap-pocricetodon jinus,Banyuesminthus diconjugatus,Anthracokeryx sinensis,A. dawsoni,Zhailimeryx 等。这一组合可与广西的那读动物群对比,应属那读期动物群。
(3) 任村段,上河和前坪化石层: 此化石层的哺乳动物分异度和丰度均较高,种类繁多,主要属种有: Ictopidium cf. leichei,Cf. Iconapterodus sp. ,Microchiroptera indet. ,Rencunius zhoui,R. wui,Adap-idae indet. , Eosimias cf. centennicus, Eosimias sp. nov. , Eosimiidae gen. et sp. nov. , Strenulagus? sp. ,Shamolagus sp. ,Gobiolagus sp. ,Cf. Hulgana eoertnia,Cf. Hulgana sp. ,Protataromys mianchiensis,Yuo-mys carioides,Xueshimys dissectus,Zodiomys longmensis,Anadianomys declivis,Pappocricetodon rencuensis,Raricricetodon zhongtaensis,R. ? minor,Primisminthus shanghensis,P. cf. jinus,Banyuesminthus uniconju-gatus,Honanodon hebetis,Adapidium huanghoensis,Rhodopagus yunnanensis,Breviodon sp. ,Cristidentinus depereti,Diplolophodon similes, Caenolophus promissus, Sianodon mienchiensis, S. sinensis, Sharamynodonmongoliensis,Prohyrocodon cf. meridionalis,Lunania zhoui,Eomoropus quadridentatus,E. minimus,Gran-geria canina,Gobiohyus yuanchuensis,Anthracothema minima,Anthracosenex ambiguous 等。这一哺乳动物组合与我国中部地区具代表性的沙拉木伦期哺乳动物群完全可对比。
(2) 峪里段火石坡化石层: 此层发现的化石分异度和丰度均较低,主要有: Eosimiidae indet. ,Gobiolagus lii,Yuomyidae indet. ,Cricetidae indet. ,Propterodon tongi, Miacis baoqinghensis, Hyrachyus tongi,Prohyracodon cf. meridionalis,Eomoropus cf. minimus,Artiodactyla indet. 等。
(1) 峪里段峪里化石层: 此层发现的哺乳动物化石更少,仅有: Pantodonta (Coryphodontidae) in-det. ,Rodentia indet. ,Breriodon acares,Eomoropus quadridentatus 等。峪里段内发现的 (1) (2) 两层哺乳动物化石虽属种少,且其面貌相对较原始,但其中含有典型的沙拉木伦期哺乳动物群的分子: Eo-moropus quadridentatus 和 Prohyracodon cf. meridionalis 等,而未见有伊尔丁曼哈期哺乳动物群的分子,因此 (1) (2) 两层化石可视为沙拉木伦期早期的组合。
2. 轮藻
图109 垣曲阶河堤组柱状剖面及化石分布图
主要发现于河堤组中、上部的任村段和寨里段。根据轮藻植物组合的组成特点,建立了一个轮藻植物组合: Raskyella sinensis-Linyiechara decorosa-Stephanochara globula组合。此组合相当于我国古近纪轮藻植物群序列中的 Obtusochara jianglingensis-Gyrogona qianjiangica 植物群的上部,相似于渤海沿岸地区的沙河街组三段轮藻植物群 Grovesichara kongdianensis (= G. kielani) -Sphaerochara ulmensis (=Maedlerisphaera ulmensis)组合中的 Linyiechara decorosa (= Shandongochara decorosa) 亚组合,也相似于东濮地区沙河街组四段至三段的轮藻植物组合。这一组合中未出现渐新世的 Nitellopsis meriani 种群,故其时代估计应属始新世中晚期,亦即国际上的巴顿期 (Bartonian) 。在河堤组中自上而下共发现 5 层轮藻化石,各自的组成如下。
(5) 在寨里段近顶部含南堡头哺乳动物化石层之上的层位中,含以下轮藻化石 Chara cylindrica,C. paracoluminaria,Gobichara laticellula, Grovesichara kongdianensis, Gyrogona qianjiangica, Harrisichara dezhouensis,Linyiechara decorosa,Lychnothamnus sp. 1,Sphaerochara chinensis,S. rugulosa,Stephanochara globula 等。
(4) 在寨里段寨里哺乳动物化石层中,含以下轮藻化石 Chara cylindrica,C. paracoluminaria,Gobi-chara laticellula,Grambastichara tornata,Grovesichara distorta,G. kongdianensis,Gyrogona lemani,Har-risichara dezhouensis, Linyiechara decorosa, Lychnothamnus sp. 1, Sphaerochara rugulosa, S. chinensis,Stephanochara globula 等。
(3) 在河堤组任村段西滩金龙庙哺乳动物化石层中,含以下轮藻化石 Chara cylindrica,C. paracoluminaria,Gobichara laticellula,Grambastichara tornata,Grovesichara kongdianensis,Harrisichara dezhouensis,Linyiechara decorosa,Lychnothamnus sp. 1,L. sp. 2,Raskyella sinensis,Sphaerochara rugulo-sa,Stephanochara globula 等。
(2) 在任村段前坪哺乳动物化石层内,含以下轮藻化石 Grovesichara sinensis,Gobichara laticellula,Stephanochara globula,Lychnothamnus subeiensis,Sphaerochara rugulosa 等。
(1) 在任村段关家岭 (相当于上河,前坪) 哺乳动物化石层中,含以下轮藻化石 Chara cylindrica,C. paracoluminaria,Gobichara laticellula,Grambastichara tornata,Grovesichara kongdianensis,Lychnotham-nus sp. 1,Raskyella sinensis,Sphaerochara rugulosa 等。
3. 孢粉
主要发现于河堤组任村段和寨里段。根据孢粉的分布特征,自下而上可综合为 4 个孢粉组合。
第一组合: 以淡水湖相藻类占绝对优势 (80. 9%~99. 0%) ,仅有少量属温带的落叶阔叶植物; 热带、亚热带的分子仅个别出现。
第二组合: 以蕨类植物孢子占优势 (41%~85%) ,其中以 Leiotrilites 为主,主要由铁线蕨科(Adianthaceae) 、海金砂科 (Lygodiaceae) 、水龙骨科 (Polypodiaceae) 和桫椤科 (Cyathaceae)组成;裸子植物花粉含量少,被子植物花粉类型单调。
第三组合: 裸子植物花粉明显增加 (达 29. 3~53. 4%) ,类型多样,以松科为主; 被子植物花粉以温带类型为主,也有热带、亚热带类型出现,但数量少; 另含 7%~8%的喜干旱的麻黄类。
第四组合: 以被子植物花粉占优势 (71. 6%~76. 1%) ; 裸子植物花粉和蕨类孢子含量较低 (分别为 9. 4%~12. 2%和 1. 0%~6. 4%) ; 被子植物花粉类型多样,无明显的优势群。
综合以上 4 个孢粉组合的性质、特征分析,垣曲盆地在垣曲期时期处于温带与亚热带、热带植物群的过渡区,即相当于波尔塔瓦植物区 (Poltawa Floral Realm) 与图尔盖植物区 (Turgai Floral Realm)的过渡带。
(四) 垣曲阶的底界及阶的识别标志
至今,尚未找到一条相当于垣曲阶具有顶、底的完整连续的地层剖面。因此,目前垣曲阶的底界无法定义,有待今后在其他地区寻找完整连续剖面深入研究后予以解决。但是,对于垣曲阶,可根据其哺乳动物组合与下伏卢氏阶哺乳动物组合的明显区别加以识别。通过对发现于垣曲盆地和国内其他地区垣曲期的哺乳动物化石的分析确认,以下哺乳动物是从垣曲阶才开始出现,并为垣曲阶所特有,可作为识别垣曲阶的标志,它们是: Pappocricetodon,Pterodon,Rhinotitan,Sharamynodon,Sianodon,Juxia,Eomoropus,Prohyracodon,“Anthracokeryx”,Heothema 和 Archaeomeryx 等。此外,以下哺乳动物也是从垣曲阶开始出现的: Ictopoidium,Yuanqulestes,Lapichiropteryx,Xanthorhysis,Rencunius,Hoang-honius, Guangxilemur, Eosimias, Gobiolagus, Protataromys, Xueshimys, Zodiomys, Anadionomys,Banyuesminthus, Chailicyon, Adapidium, Pachytitan, Qufutitan, Dianotitan, Diplolophodon, Cristidenti-nus, Gigantamynodon, Illianodon, Litolophus, Grangeria, Eoentelodon, Anthrathema, Anthracosenex,Huananothema, Probrachyodus, Bothriodon, Ulausuodon, Odiochoerus, Eocenchoerus, Huaxiachoerus,Siamochoerus,Indomeryx,Notomeryx 等。
(五) 垣曲阶的区域对比
根据哺乳动物群分析,层型剖面上河堤组峪里段和任村段的哺乳动物群相当于内蒙古的沙拉木伦期动物群,其时代大致相当于北美犹他期晚期,即国际上的路特期晚期至巴顿期最早期。而河堤组上部寨里段的哺乳动物群则可与广西百色地区的那读期哺乳动物群对比,而典型的那读动物群与缅甸的邦唐动物群十分相似,后者的地层夹于下伏和上覆的海相地层之间,根据海相地层中所含化石的时代推定,邦唐动物群 (那读动物群) 所在地层的时代应属大部分的巴顿期。因此,整个垣曲阶大致相当于国际地层表中路特阶顶部—巴顿阶。
在国内,与垣曲阶大致同期的岩石地层单位有: 山西垣曲地区的河堤组; 内蒙古中西部地区的沙拉木伦组; 云南东部地区的路美邑组 (格浪河组) 上部; 广西右江地区的洞均组和那读组; 东海陆架盆地的瓯江组上部; 河南西部地区的锄钩峪组等。