藏南亚东堆纳地区古近纪钙藻化石与沉积环境

牛晓路，李国彪，王天洋

(1.中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室，北京　100083；2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京　100083)



藏南亚东堆纳地区古近纪钙藻化石与沉积环境

牛晓路1，2，李国彪1，2，王天洋1，2

(1.中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室，北京100083；2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083)

西藏南部发育着连续的海相古近纪地层,亚东地区是特提斯演化晚期残留海的居留地,保存着西藏最年轻的海相沉积(即最高海相层)，其时代标志着残留海盆消亡的时间。研究最高海相层可以为东特提斯晚期演化及其封闭时限提供良好信息。亚东堆纳地区古鲁浦剖面宗浦组顶部和遮普惹组含有较丰富的钙藻化石，本研究鉴定出红藻门珊瑚藻科7属11种(含3个未定种)，绿藻门粗枝藻科4属4种(含1个未定种)及松藻科1属1种，据其分布特征划分出3个化石组合，自下而上分别为：Lithoporellamelobesioides-Lithophyllumcarpathicum、Lithoporellamelobesioides-Ovulitesmargaritula、Distichoplexbiserialis-Janiadenotata组合。推测堆纳地区在晚古新世至始新世时期总体处于浅海陆棚环境，海水逐渐变浅，在始新世晚期海水深度可能已不足30 m。

藏南亚东；古近纪；钙藻化石；沉积环境

0　引　言

东特提斯洋的最终关闭与印度—亚欧板块碰撞的时间是特提斯—喜马拉雅造山带研究的热点问题[1]。由于板块碰撞不可能完全沿缝合带同时发生，所以碰撞后仍有残留海盆的存在，海水并没有完全退出。随着碰撞作用的持续推进，残留海盆逐渐萎缩直至最终消亡，海相沉积随之停止[2]。区域内最年轻海相沉积(即所谓的“最高海相层”)的年龄代表了残留海盆消亡的时间。在过去的几十年中,地层古生物学及沉积学研究人员一直致力于西藏珠穆朗玛峰地区最高海相层的研究,并对特提斯洋闭合时限提出了不同的时间约束[3-8]。

20世纪70年代中晚期，古生物学家在我国西藏珠穆朗玛峰地区(下文简称为珠峰地区)对绿藻及红藻化石进行过较为系统的研究[9]，王玉净[10]报道了珠峰地区晚白垩世及古近纪早期的珊瑚藻科、鳞叶藻科以及粗枝藻科、松藻科的分子。章炳高等[11]报道过西藏雅鲁藏布江以北地区古近纪地层中发现的钙藻化石，包括卵石藻属1种，红孔藻属1种及双板藻属1种。穆西南等[12]报道了西藏定日始新世珊瑚藻科古石枝藻属、石叶藻属及石孔藻属等钙藻化石。20世纪晚期至今，古生物学家们[2, 13-14]在藏南地区运用钙藻化石与其他微体化石识别出晚白垩世至古近纪的多种沉积微相，探讨了沉积环境变化。本次研究通过详细的野外地质考察与室内工作，对藏南亚东堆纳地区西北部古近纪古鲁浦剖面发育的钙藻化石进行了较为系统的分类学研究，并对钙藻化石组合所反映的沉积环境进行了初步的探讨。

1　地层剖面及化石分布

图2　藏南亚东古鲁浦古近系实测剖面图Fig. 2　Gulupu Paleogene cross-section in Yadong, southern Tibet

本次研究的古鲁浦剖面位于亚东县堆纳乡，所涉及的地层单元包括古近系古新统宗浦组(E1z)上部、始新统遮普惹组(E2z)(图1、图2)。其中，宗浦组主要由一套瘤状灰岩组成，而遮普惹组可分为上、下两段，即下部灰岩段与上部砂页岩段。剖面起点坐标为28°03′55″N、89°11′29″E，海拔4 663 m，剖面详细描述如下。

未见顶

遮普惹组(E2z)

砂页岩段(E2z2)

(4)紫红色薄层页岩夹少量中厚层砂质灰岩，顶部被第四纪沉积物覆盖，第四纪覆盖物之上有一逆冲断层，断层的上盘为宗浦组。产钙藻化石(图3中样品G155—G157)：Distichoplexbiserialis(Dietrich)，JaniadenotataWang，JaniavetusJohnson，LithophyllumcarpathicumLemoine，LithoporellamelobesioidesFosile，Mesophyllumsp.，PolygonellaminimaWang，Polygonellasp.，SporolithonhaugHeydrich，SporolithonnummuliticumHeydrich，Sporolithonsp.

46 m

(3)粉砂质页岩

30 m

(2)灰白色厚层块状生物碎屑灰岩。产钙藻化石(图3中样品G30—G59)：Cyclocrinitessp.，CymopoliaentongensisWang，Distichoplexbiserialis(Dietrich)，Lithophyllumcar-pathicum Lemoine，LithoporellamelobesioidesFosile，OvulitesmargaritulaLamarck

图1　藏南亚东堆纳古鲁浦剖面位置示意图(a)西藏区域图；(b)藏南亚东地区区域图，其中★指示剖面位置Fig.1　Location of the Gulupu section in Tüna of Yadong in southern Tibet

33 m

宗浦组(E1z)

(1)灰白色厚层块状生物碎屑灰岩、瘤状灰岩。产钙藻化石(图3中样品G24—G29)：ClypeinarotellaWang，IndopoliaparvulaWang，LithophyllumcarpathicumLemoine，LithoporellamelobesioidesFosile

35 m

2　钙藻化石组合及其时代

图3　藏南亚东堆纳古鲁浦剖面钙藻化石分布图Fig.3　Distribution of calcareous algae fossils from Gulupu section in Tüna, Yadong in southern Tibet

亚东堆纳地区古鲁浦剖面宗浦组顶部和遮普惹组含有丰富的钙藻化石，对灰岩进行切片处理，在偏光显微镜下观察，鉴定出珊瑚藻科7属11种(含3个未定种)，粗枝藻科4属4种(含1个未定种)，松藻科1属1种(图3)，据其分布特征划分出3个化石组合，自下而上描述如下。

2.1Lithoporella melobesioides-Lithophyllum carpathicum 组合

图5　藏南亚东堆纳古鲁浦剖面所产钙藻化石镜下照片(a) Clypeina rotella Wang;(b)—(c) Ovulites margaritula Lamarck;(d) Cymopolia entongensis Wang;(e)—(f) Sporolithon haug Heydrich;(g)、(n) Jania denotata Wang;(h) Mesophyllum sp;(i)—(j) Polygonella minima Wang;(k)—(l) Lithophyllum carpathicum Lemoine;(m) Indopolia parvula Wang;(o)—(p) Jania vetus Johnson (比例尺为200 μm)Fig.5　Micrographs of calcareous algae from Gulupu section in Tüna of Yadong in southern Tibet

该组合在古鲁浦剖面中标注为组合①(样品G24—G33)，钙藻化石较为丰富，共有珊瑚藻科2属2种及粗枝藻科4属4种(含1个未定种)，以LithoporellamelobesioidesFosile 1904(图4(a)—(i))，LithophyllumcarpathicumLemoine 1933(图5(k)—(l))的集中产出为特征，主要分子有ClypeinarotellaWang 1976(图5(a))，Cyclocrinitessp. Eichwald 1804，CymopoliaentongensisWang 1976(图5(d))，IndopoliaparvulaWang 1976(图5(m))。作为本组合主要成员的LithoporellamelobesioidesFoslie 1904(图4(a)—(f))常见于我国珠峰地区晚白垩世、古近纪地层中[10]；ClypeinarotellaWang 1976(图5(a))在我国珠峰地区早白垩世和古新世地层中发现[10]；Cymopoliasp. Lamauroux 1816一属的大部分种均见于我国珠峰地区定日恩同地区的古近纪地层中[10]。因此，本组合的时代总体上应为晚古新世。

2.2Lithoporella melobesioides-Ovulites margaritula 组合

该组合在古鲁浦剖面标注为组合②(样品G34—G59)，钙藻化石贫乏，识别出松藻科1属1种、珊瑚藻科3属3种，以LithoporellamelobesioidesFosile 1904(图4(a)—(g))的集中产出为特征，主要分子有Distichoplexbiserialis(Dietrich) 1927(图4(j)—(p))，LithophyllumcarpathicumLemoine 1933(图5(k)—(l))，OvulitesmargaritulaLamarck 1816(图5(b))。如前所述，LithoporellamelobesioidesFoslie 1904(图4(a)—(i))常见于我国珠峰地区古近纪地层中[10]；Distichoplexbiserialis(Dietrich) 1927(图4(g)—(i))曾在珠峰地区古新世及西藏雅鲁藏布江以北海相古近纪地层中发现[10-11]；OvulitesmargaritulaLamarck 1816(图5(b)—(c))发现于欧洲始新统中下部及我国珠峰地区始新统[12]。结合上述三个属种的时代特征，本组合的时代应为始新世。

2.3Distichoplex biserialis-Jania denotata 组合

该组合在古鲁浦剖面标注为组合③(样品G155—G157)，钙藻化石丰富，计有珊瑚藻科6属9种(含1个未定种)，以Distichoplexbiserialis(Dietrich) 1927(图4(j)—(p))，JaniadenotataWang 1976(图5(g)—(n))，JaniavetusJohnson 1957(图5(o)—(p))的集中产出为特征，主要分子有LithophyllumcarpathicumLemoine 1933(图5(k)—(l))，LithoporellamelobesioidesFosile 1904(图4(a)—(i))，Mesophyllumsp. Lemoine 1933(图5(h))，PolygonellaminimaWang 1976(图5(i)—(j))，SporolithonhaugPfender 1926(图5(d))，SporolithonnummuliticumGümbel 1861，Sporolithonsp. Rothpletz 1891。作为本组合命名属种的Distichoplexbiserialis(Dietrich) 1927曾见于珠峰地区古新世及西藏雅鲁藏布江以北海相古近纪地层中[10-11]；JaniadenotataWang 1976(图5(g)—(n))报道发现于太平洋马里亚纳群岛始新世和我国西藏岗巴始新世地层中[10]；LithoporellamelobesioidesFoslie 1904(图4(a)—(i))在我国珠峰地区晚白垩世、古近纪地层中发现[10]；PolygonellaminimaWang 1976(图5(i)—(j))发现于我国珠峰地区古新世、始新世地层中[10]。因此，本组合的时代总体上应为始新世。

3　沉积环境分析

通过对薄片内所含钙藻化石个数进行统计，以此绘制出古鲁浦剖面钙藻化石的丰度变化曲线图(图6)，图中显示：宗浦组顶部和遮普惹组的钙藻化石丰度呈现由多变少再变多的趋势，其丰度在遮普惹组砂页岩段的顶部(样品G55—G157)出现较大值，说明当时的沉积环境适合钙藻大量生存。随着水深的不断变化，钙藻化石的丰度也呈现相应的变化。

古鲁浦剖面的钙藻化石均为底栖类[15]，主要栖息在热带和亚热带正常盐度下的温暖浅海中，以近滨海环境最为发育，水深几米到几十米的浅海陆棚环境；但是在属和种一级，具有有限的深度分带[16]。ELIAS[17]研究认为钙藻的合适深度为25～37 m；CLOUD等[18]认为钙藻最适合的发育深度小于30 m；JOHNSON[19]认为现代的珊瑚藻深度超过23 m后，其粒径和丰度均明显减少；吉磊[13]指出珊瑚藻亚科(具节珊瑚)的水体深度分布范围是不超过10 m的动荡浅水带。现代粗枝藻科正常的深度分布范围从低潮线下至30 m深，其大量的分布深度在5 m处，至10 m处数量逐渐减少，到30 m处仅有零星分布[16]；现生的松藻科在低潮线以下到不超过5 m的水深环境中最为丰富，最大深度不超过15 m[20]。

图6　西藏亚东堆纳古鲁浦剖面钙藻化石丰度变化及海水深度变化曲线示意图　Fig.6　Diagram showing change of calcareous algae abundance and seawater depth of Gulupu section in Tüna of Yadong in southern Tibet

宗浦组上部钙藻化石虽未发现，但介形虫Hermanils，Bairdia属的分子及底栖大有孔虫Miscellanea，Daviesina属的分子出现，它们分布在80～100 m的深度范围[21]。在宗浦组顶部和遮普惹组灰岩段下部(样品G24—G33)，钙藻化石开始出现，珊瑚藻科Lithophyllumcarpathicum和Lithoporellamelobesioides增多，偶见粗枝藻科Clypeinarotella，Cyclocrinitessp.，Cymopoliaentongensis，说明当时水体环境更适合珊瑚藻科的生存，水体较早期已经变浅；往上，遮普惹组灰岩段的中上部(样品G34—G59)钙藻化石的丰度较下部明显减少，但Lithoporellamelobesioides仍大量产出，未见粗枝藻科，仅见松藻科Ovulitesmargaritula，从数量及种数上说明水体深度较下部逐渐变深。随后，遮普惹组砂页岩段的顶部(样品G155—G157)，粗枝藻科和松藻科完全消失，珊瑚藻科丰度骤然增多(样品G156)；同时钙球零星出现，它产于循环受限制的浅水环境的岩层中，水深几米到十几米，是良好的古环境标志[22]。两者共同出现可以指示出水体已经变得很浅，最深可能不超过30 m。

以此得出相对海平面变化曲线，如图6所示，反映古鲁浦剖面宗浦组顶部和遮普惹组沉积期海平面由浅变深再变浅，钙藻化石丰度与所对应的海水深度呈负相关。因此，可以推测出亚东堆纳地区古近纪特提斯海残留海盆处于浅海陆棚环境，随着碰撞的持续进行，残留海盆基底不断抬升，总体处于海退环境，至始新世晚期海水深度可能小于30 m。

4　结　论

(1)在西藏亚东堆纳地区古鲁浦剖面宗浦组顶部和遮普惹组中初步鉴定出钙藻化石红藻门珊瑚藻科7属11种(含3个未定种)，绿藻门粗枝藻科4属4种(含1个未定种)，松藻科1属1种，它们均为底栖钙藻；

(2)据钙藻化石分布特征可将其划分为3个组合，自下而上分别为Lithoporellamelobesioides-Lithophyllumcarpathicum、Lithoporellamelobesioides-Ovulitesmargaritula、Distichoplexbiserialis-Janiadenotata组合，时代为晚古新世至始新世；

(3)结合钙藻化石的分布、丰度变化以及其显示的海平面变化，初步推断：亚东堆纳地区晚古新世至始新世特提斯海残留海盆处于浅海陆棚环境，至始新世晚期海水深度可能小于30 m。

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Paleogene Calcareous Algae and Sedimentary Environment in Tüna Area of Yadong in Southern Tibet

NIU Xiaolu1，2, LI Guobiao1，2, WANG Tianyang1，2

(1.State Key Laboratory of Environmental Geology and Biogeology, China University of Geosciences， Beijing100083, China;2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Continuous Paleogene marine deposits are outcropped in southern Tibet. Yadong area in southern Tibet was once located in the Tethyan residence sea basin and developed the youngest well-exposed marine sediments (the highest marine layer, HML). The age of the HML stands for the final closing age of the residual basin. The study on HML in this area can provide direct information about the late evolutionary history and the closing age of eastern Tethys. Based on the detailed analysis on the calcareous algae fossils from the Gulupu section in Tüna of Yadong area, eleven species of seven genus of Corallinaceae, four species of four genus of Dasycladaceae, one species of one genus of Codiaceae have been identified and three assemblages have been recognized from the Zongpu Formation and Zhepure Formation, which are ranked from bottom to up as follows:Lithoporellamelobesioides-Lithophyllumcarpathicumassemblage,Lithoporellamelobesioides-Ovulitesmargaritulaassemblage,Distichoplexbiserialis-Janiadenotataassemblage. Based on the study of the characteristics of calcareous algae fossil assemblages, it is inferred that during Late Paleocene to Eocene Tüna region should be located in a shallow shelf environment and the depth of sea water might gradually decrease to be less than 30 m until Late Eocene.

Yadong in southern Tibet; Paleogene; calcareous algae; sedimentary environment

2015-12-09；改回日期：2016-03-13；责任编辑：潘令枝。

国家重点基础研究发展计划项目(2012CB822001)；中国科学院战略性先导科技专项项目(XDB050105003)；中国地质大学(北京)生物与环境地质国家重点实验室开放性课题项目(GBL21312)；国家自然科学基金项目(40972026)；高校基本科研业务费优秀教师研究项目(2011YXL012)。

牛晓路，女，博士研究生，1988年出生，古生物学与地层学专业，主要从事微古生物学与古海洋学研究工作。Email：nxl8831@126.com

P534.6

A

1000-8527(2016)04-0863-08