准噶尔盆地中央坳陷早侏罗世孢粉组合与古气候

刘春雷，尹凤娟，樊婷婷

（1西北大学 大陆动力学国家重点实验室／地质系，陕西 西安710069；2西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安710054）

准噶尔盆地位于新疆北部，呈南宽北窄的三角形展布，盆地总面积约13×104km2，是我国最大的内陆盆地之一．可划分为5个一级构造单元［1］：西部隆起、东部隆起、陆梁隆起、中央坳陷、乌伦古坳陷．盆地内发育的侏罗系生油岩是准噶尔盆地油气勘探的重点，研究区中央坳陷为石油勘探潜力的重要地区．由于该区部分地层划分不明，导致在油气勘探过程中出现了不同程度的问题．重点探井征1井位于中央坳陷西南部（图1），通过对征1井侏罗系下统八道湾组和三工河组孢粉化石的分析，建立了两个孢粉组合，分析了孢粉组合的时代，并对准噶尔盆地中央坳陷的地层进行了详细划分和对比，恢复其早侏罗世古地理和古气候，为盆地石油地质综合评价和找寻油气聚集规律提供地层学依据［2］．

图1 准噶尔盆地中央坳陷征1井位置图Fig．1 Sketch map showing location of the Zheng 1well in the central depression，Junggar Basin

1 孢粉组合及时代讨论

对征1井56件样品进行了孢粉化石分析，获得了丰富的孢粉化石（图2）．采用Leica生物显微镜进行镜下观察和鉴定．根据孢粉化石的垂直分布和数量变化特征，中央坳陷早侏罗世自下而上可分为两个孢粉组合．

1．1 第一组合Cyathidites－Cycadopites孢粉组合

产于八道湾组（井段5 081～5 096m）．本组合特征：1）裸子植物花粉占优势（39．66%～81．82%）；蕨类植物孢子含量次之（40．34%～18．18%）．2）裸子植物花粉中，Cycadopites含量较高，占3%～28．45%．如Cycadopites sp．1、Cycadopites sp．2．松柏类花粉Alisporites、Protopicea、Pinuspollenites、Piceaepollenites在组合中常见，而Classopollis在组合中含量极低，Chordasporites、Colpectopollis在组合中偶尔见到．3）蕨类植物孢子中Cyathidites在组合中占显著地位（6．42%～25．69%），如Cyathidites minor、Cyathidites？组 合 中 常 见Granulisporites、Apiculisporites和Baculapisporites等．

1．2 第二组合Cyathidites－Classopollis孢粉组合

产于三工河组（井段4 760～4 999m）．本组合特征：1）蕨类植物孢子占优势（44．44%～92．44%）；裸子植物花粉含量次之（7．56%～55．56%）．2）蕨类植物孢子中以Cyathidites含量最高（22%～80．88%）， 还 常 见Leiotriletes spp．、Concavisporites guanyintanensis．3）裸子植物花粉以Classopollis花粉占绝对优势，可占45%．组合中常见松柏类和单沟类花粉Protoconiferus sp、Pseudopicea sp，Cycadopites（0～25%）．偶 见Protohaploxypinus．

综上所述，上述两组合主要特点为：蕨类植物孢子都以桫椤科孢子占重要地位，在裸子植物花粉中双气囊花粉（气囊与本体分化较完善）及原始松柏类花粉较发育，单沟花粉等占有较大比例，个别见有三叠纪孑遗分子．

两个组合中常出现的Cyathidites等桫椤科孢子的分布有一定的规律性，该属在全球各地侏罗纪大量发育，特别是在早、中侏罗统最为繁盛［3－4］，三叠系中少见，因而Cyathidites数量多少成为识别侏罗纪孢粉组合的一个重要标志．裸子植物花粉Cerebropollenites是侏罗纪孢粉组合中的典型分子，在准噶尔盆地上三叠统和下白垩统中少见，且类型单一，但广泛出现在我国内蒙古、陕西、湖南和广西等地下侏罗统．因此可用于划分准噶尔盆地三叠系与侏罗系界线．Cycadopites和Chasmatosporites是我国下侏罗统中分布非常广泛的花粉．Quadraeculina裸子植物花粉始见于下三叠统，但主要分布在侏罗系，下白垩统数量明显减少．本组合中零星出现的本体具单脊或肋纹的双气囊花粉Chordasporites和Colpectopollis，这些古老分子在我国早侏罗世孢粉组合中也都有少量出现．

俄罗斯西伯利亚地区早侏罗世孢粉组合中以松柏类具囊花粉居优势，其中含量较高的为原始松柏类花粉，银杏、苏铁、本内苏铁类的单沟花粉也较丰富．蕨类植物孢子中主要为Cyathidites，而Osmundacidites、Dictyophyllidites、Lycopodiumsporites和Asseretospora等含量较低，与盆地中央坳陷八道湾组孢粉组合可进行对比．相似的组合在吐鲁番－哈密盆地八道湾组和兰州大西沟组都有发现．

根据上述分析和对比得出：第一组合中侏罗纪典型分子常见，并有少量三叠纪孑遗分子Aratisporites和Kraeuselisporites，因此八道湾组孢粉组合的时代应属于早侏罗世早期．

第二孢粉组合类似于陕甘宁盆地的富县组、辽宁的北票组等孢粉组合，共同特征为：（1）蕨类植物孢子中均以桫椤科孢子占优势；（2）裸子植物花粉中含量最高的是掌鳞衫、松柏类具囊花粉，Cycadopites等单沟花粉也较丰富；（3）含少量三叠纪孑遗分子．内蒙古包头石拐煤田召沟组孢粉组合［5］中蕨类植物孢子以桫椤科孢子占优势，含量为23．5%．裸子植物花粉中Classopollis和Cycadopites最为发育，含量分别为24．4%和21．0%．松柏类具囊花粉含量也较高，与本组合可进行对比．

俄罗斯西伯利亚地区里阿斯晚期孢粉组合与早期孢粉组合相比，类型相近但含量上发生明显的变化，松柏类具囊花粉和本内苏铁型单沟花粉在晚期孢粉组合中含量降低，桫椤科孢子增加，并且Classopollis花粉常见．这一变化规律与准噶尔盆地相同．土兰盆地下侏罗统上部亦发现Classopollis（最高含量达80%）比较发育的孢粉组合，组合中还含有大量的Piceaepollenites．中央坳陷三工河组孢粉组合与土兰盆地下侏罗统上部的孢粉组合大致可进行对比．

根据上述不同地区组合对比和孢粉的演化规律得出：第二孢粉组合中Cyathidites、Classopollis、Quadraeculina和气囊分化完善的松柏类花粉含量都明显增加，因此中央坳陷三工河组孢粉组合的时代应属于早侏罗世晚期．

图2 孢粉照片（均放大约500倍，标本来自征1井八道湾组和三工河组）Fig．2 All photos（magnified 500× ．All specimens are from the Badaowan Formation and Sangonghe Formation from the Zheng 1well）

2 古地理、古气候恢复

2．1 古地理恢复

早侏罗世时期，除喀喇昆仑地区有海侵外，昆仑山及其以北地区为大陆环境，陆内分布着众多的山系和沉积盆地，古构造格局和古地理轮廓基本上继承了晚三叠世的面貌，主要山系北部有古阿尔泰山和东、西准噶尔山系，中部有古天山，南部有古昆仑山和阿尔金山，这些山系隆起幅度比现今要小的多．但从早中侏罗世植物和孢粉化石中松柏类占有较大比例来看，当时海拔在500m以上山脉也比较普遍．主要大型沉积盆地有准噶尔—吐哈、伊宁、塔里木北部库车等盆地．由于前期的沉积充填和夷平作用，早侏罗世区内地势高差逐渐缩小，加上当时陆内应力相对松弛，使前期的几个大型沉积盆地继续得到发展，沉积范围不断扩大，远远超过现今的盆地范围．另外，在各大褶皱山系内部或边缘地区又新产生许多断陷盆地，如和什托洛盖、尤尔都斯、焉耆等盆地以及塔里木南部昆仑山和阿尔金山山前的盆地群．该时期气候温暖潮湿，各地普遍发育一套河、湖相含煤建造．

根据沉积盆地分布、地层厚度、岩性和岩相特征推断，北部的古阿尔泰山和东、西准噶尔山系隆起相对较高，是准噶尔—吐哈、三塘湖等沉积盆地和一些山间洼地的主要物源区．准噶尔总体上为北浅南深的古地理格局．昌吉凹陷是稳定湖盆长期发育的地带．盆地北部和东部为缓坡型沉积，辫状河、沼泽、曲流河—三角洲沉积发育．在湖盆扩张期，这些地区形成滨浅湖环境．东部隆起北部长期处于低隆状态，下侏罗统沉积厚度不大．盆地西北缘和南缘为陡坡型沉积，辫状河—三角洲和扇三角洲沉积发育，局部也发育沼泽相煤层，在湖侵期为浅—半深水或深水环境．

2．2 古气候恢复

晚三叠世准噶尔盆地发育温湿型Danaeopsis－Bernoullia植物群．晚三叠世晚期至早侏罗世早期，准噶尔盆地南缘郝家沟、四棵树煤矿等地发育一个可归属于Dictyophyllum－Clathropteris植物群的Clathropteris elegans－Cladophlebis植物组合［6］．组合中某些特点与我国南方晚三叠世植物群有一些相似，真蕨类占优势，典型的热带、亚热带植物双扇蕨科和马通蕨科较为突出，其中Clathropteris elegans数量很多，有少量Cycadocarpidium出现［6］，温凉气候的银杏类基本未见．反映这一时期南北植物群的混生区有向北推进的可能，但组合中苏铁类不发育，表明古气候为潮湿的暖温带气候．

准噶尔盆地早侏罗世植物群，以真蕨植物、银杏类和松柏类为主体，真蕨植物可占一半以上，以分类位置不明的Cladophlebis为主，蚌壳蕨科可零星见到．至三工河组上段进入Coniopteris－Phoenicopsis植物群下部，真蕨类中蚌壳蕨科发育．准噶尔盆地和吐哈盆地缺乏苏铁类植物［7］，属典型的北方区植物群［8］，气候类型应属温暖潮湿型．

3 结论

通过对准噶尔盆地征沙村地区早侏罗世地层及孢粉组合研究，得出以下结论：

（1）通过对准噶尔盆地征沙村地区早侏罗世孢粉化石研究，划分出两个孢粉组合，即Cyathidites－Cycadopites孢粉组合，产于八道湾组；Cyathidites－Classopollis孢粉组合，产于三工河组．

（2）根据孢粉组合中孢粉组分与母本植物的亲缘关系，得出准噶尔盆地中央坳陷早侏罗世植被主要由草本的真蕨植物和乔木、灌木的松柏类及银杏、苏铁类等组成，所反映古气候应属亚热带气候．

［1］李锦轶，肖序常．对新疆地壳结构与构造演化几个问题的简要评述［J］．地质科学，1999，34（4）：405－419．

［2］刘春雷．准噶尔盆地中央陷早侏罗世地层及孢粉植物群研究［D］．西安：西北大学地质系，2008：16－50．

［3］尹凤娟，华洪，张子福．新疆吐鲁番—哈密盆地托克逊凹陷早侏罗世孢粉植物群及其意义［J］．中国地质，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］刘兆生，内蒙古包头石拐煤田早、中侏罗世孢粉组合［J］．古生物学报，1982，21（3）：371－379．

［6］刘洪福．新疆柴窝堡地侏罗纪孢粉地层学［J］．地层学杂志，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］张代生，付国斌，秦恩鹏，等．新疆吐哈盆地侏罗纪古植被与古气候及古环境的探讨［J］．现代地质，2002，16（2）：147－152．