邯邢地区古近纪古气候环境演变研究

徐姗

摘 要： 邯邢地区位于河北省南部，太行山脉南段东麓，华北平原西部边缘。区内古近纪地层广泛分布于太行山山前断裂带以东平原深覆盖区的几个凹陷之中，发育齐全，沉积厚度可观，西部山区及低山丘陵区缺失。通过邯邢地区岩性特征、古植被类型、微体古生物和孢粉分析等，对古近纪的不同时期古气候环境的演变进行了分析研究。

關键词： 邯邢地区； 古近纪； 古气候环境； 演变

1. 研究区概况

邯邢地区位于河北省南部，石家庄市以南至河南省安阳一带，太行山脉南段东麓，华北平原西部边缘，东以卫运河为界与山东省相望，西依太行山与山西省毗邻，南与河南省安阳市相连，北分别与石家庄市、衡水市接壤。区内地势自西向东呈阶梯状下降，高差悬殊，地貌类型复杂多样[1]。

区内古近系地层广泛分布于太行山山前断裂带以东平原深覆盖区的几个凹陷之中，发育齐全，沉积厚度可观，西部山区及低山丘陵区缺失。主要为喜马拉雅多期断陷构造运动作用下形成的多旋回沉积，且古近系沉积盆地处于相互隔绝状态，因此在沉积厚度、岩性、岩相等方面变化较大。区内古近系最大累计厚度约1700m。自下而上可划分为孔店组（E2k）、沙河街组（E2-3s）、东营组（E3d），共三组10段[2]。

2. 始新世早中期干旱炎热的南亚热带型气候

在空间上，区内主要的沉积湖盆大多沿北北东向的主干断裂呈串珠状排列，在南高北低和高低起伏多变的地形背景上，形成了许多相互分隔，水体闭塞的膏盐湖、盐湖和干盐湖，以及大大小小、起伏延绵的洪冲积扇群。在时间顺序上，开始是以河流相的紫红、灰褐色砾岩、砂岩为主的沉积，岩石色调表明当时的气候较为炎热；随后（大致相当平原区孔店组中部），气候变得温暖而湿润，在山前盆地和平原区内的一些低洼地带，形成了一些淡水湖泊和沼泽地带，在这些沉积区内沉积了一套以暗色泥岩为主，间夹油页岩、煤层和生物灰岩的地层；此外，在局部地区尚有微弱的火山活动—玄武岩流的喷发。

在这些湖盆中繁殖有大量的介形类、腹足类和藻类等动植物群落，诸如：介形类的真星介属、湖花介属、拟星介属、玻璃介属等，腹足类的中华扁卷螺属、盘螺属及田螺属等，藻类的毛球藻属、薄球藻属、环纹藻属等。它们大都是现代国内外淡水至半咸水水域中常见的属种。此外，在湖盆的边缘以及沼泽地带，生长有较为茂密的森林，因此遗留下较丰富的以杉粉属为主的孢粉组合，与其共生的尚有热带、亚热带的分子，诸如：无患子、冬青、山核桃粉属以及银杏属等。再后（大致相当平原区孔店组上部至沙河街组下部），从总体来看，本区古地理状况基本上没有改变，各盆地继续发展。但古气候似有向较干燥炎热转变的趋势，而且湖盆中水介质较富含CO32-、SO42-和Cl-，因此在沉积物中出现了碳酸盐类和硫酸盐类的灰岩以至白云岩和石膏等。此外，在平原区内的藻类化石中，曾出现了在淡水湖盆中尚未发现过的Deflandrea（德弗兰藻）和Lejeunia（莱氏藻），它们虽然含量不多，却一般常见于国外海相地层中。

这一切较好地说明，当时为干热、较干热的南亚热带型气候。

3. 始新世中晚期温暖湿润的中亚热带型气候时期

在沙河街组三段沉积时，河北平原内断陷作用较强，几个较大的盆地普遍下陷，为古近纪水盆较深、水面辽阔、生物面貌较为均一的时期。这一时期由于环境适宜，有机物质相对丰富，加之湖盆中的水介质多处于还原环境，故形成了以湖相暗色泥页岩为主的沉积。而且也是油气生成的有利时期。在测区东北部黄骅一带沙三段下部，冀中一带沙三段上部夹数层油页岩，并常见黄铁矿；局部地区的沙三段上部（如冀中地区的西部边缘地带）还夹数层炭质泥岩和煤层。该时期由于水介质显示出具有淡水—半咸水的特点，故在化石群中既有生活于咸度较高环境的介形类和腹足类的属种，也有生活在淡水中的属种。该时期由于气候温暖湿润，古植被为针阔叶混交林类型，以被子植物的落叶树种为主，混杂了一些常绿阔叶树种和松柏植物。而干旱气候条件下的麻黄粉属和蕨类植物则大为减少，代表了温湿的中亚热带型气候。

4. 始新世晚期干旱炎热的中亚热带—南亚热带型气候

在始新世晚期区域抬升构造作用增强，湖盆开始普遍上升，湖水逐渐变浅，陆上粗碎屑扇体开始扩大，沉积物多属河流—浅湖相，同时由于湖盆上升的幅度不同，以及物质来源和水介质环境的差异性，因此各地区的沉积物也不尽一致。从沙河街组二段中的介形类及腹足类的组合面貌来看，绝大部分为淡水属种。如：介形类的拱星介、小豆介、土星介、金星介等属；腹足类的似瘤田螺属、高盘螺属、拟黑螺属等；以及藻类有盘星藻属和褶皱藻属等。但在下部出现了少量半咸水的华花介属和渤海藻科。因此，沙河街组二段早期可能是半咸水环境，至中晚期转变为淡水环境。这时期的植被虽然基本还是森林型或者是森林草原型的，但前期喜湿热的常绿植物孢粉如：等很少见到或基本绝迹，而耐干旱的却大量出现。反映了干旱炎热的中亚热带—南亚热带型气候。

5. 渐新世时期温暖湿润的北亚热带—亚热带型气候

渐新世早期（沙河街组一段沉积时期），湖盆处于下陷状态，逐渐扩大，水面辽阔，湖水相对较深，是本区较稳定的一个沉积阶段。这一时期有机物质较为丰富，在测区乃至华北大部（中下部）沉积了一套以灰、灰绿色泥岩为主的湖相（或泻湖相）沉积物，并夹数层油页岩、生物灰岩、碎屑灰岩、泥质白云岩、钙质页岩及少许的粉细砂岩薄层等。这套岩石组合，是在水流平静、成度较高、湖水较深且还原作用较强的环境下沉积的。这一时期的植被类型，以被子植物为主，裸子植物次之，蕨类植物较少。分布有山地松柏针叶林；丘陵平原区的栎属、榆属林有一些喜温的胡桃科和桦树科植物，以及热带、亚热带分子的植物也有生长；以唇形科为代表的陆生草本植物和水生草本植物也比较发育。它们较好地反映了温暖湿润的北亚热带型气候。

渐新世晚期（东营组沉积期），大幅度的断拗作用逐渐减弱，表现为以稳定而均衡的小幅度升降运动为主。东三段的沉积，由于沙河街组一段沉积末期湖盆曾一度上升，因而形成了浅湖—河流相的红色泥、砂岩。到东营组二段沉积时，各湖盆又普遍发生低幅度的下陷，湖面再度扩大，不仅在盆地中（凹陷）形成浅湖相的以灰绿、灰色含螺及介形虫泥岩夹砂岩的沉积，而且盆地扩展到从未有古近纪沉积的隆起区内，并在这里沉积了河流相的红色泥砂岩。至东一段沉积时，湖盆又有低幅度的上升，湖面缩小，水体变浅，形成了紫红色泥岩与灰色砂岩互层的河流—浅湖相沉积。东营组沉积时期的古植被、古气候类型，从孢粉组合所反映的植物群面貌来看，早中期与沙河街期大体相似，仍以暖温带的落叶阔叶和常绿针叶植物构成的混交林为特征。落叶阔叶林以耐干旱的榆科为主，其次为以栎属、胡桃科、桦科等为代表的温带植物和以山龙眼、芸香、昆榄树、漆树等为代表的亚热带及热带植物；草本植物主要是唇形科、茜草科及水生的百合、黑三棱等，以及蕨类的紫箕、希抬蕨、水龙骨等。常绿针叶植物主要是云杉属和松科，杉科和柏科大大减少；麻黄属个别见到。这样的古植被与沙河街期同属一个亚热带向温带过渡的植被带，只是气候变得稍干凉些。

古近纪末期，由于受喜马拉雅运动的影响，地壳普遍上升，沉积盆地的发展暂时受到了限制，并发生了以断裂为主的构造运动，使古近系遭受了不同程度的剥蚀，形成了区域性的新近系、古近系之间明显的不整合。

参考文献：

[1] 刘芳圆， 崔俊辉， 陈立江，等. 华北平原地貌区划新见[J]. 地理与地理信息科学， 2009， 25（4）：100-103.

[2] 河北省地质调查院.1∶25万邢台市（J50C003001）、邯郸市（J50C004001）幅区调修测报告.2012.

[3] 武慧珍， 范亚丽， 王晓娇，等. 内蒙古河套地区第四纪地球化学研究[J]. 西部资源， 2016（2）：137-140.

[4] 祁占虎， 蒋艳春. 粒度分析在沉积环境判别中的应用——以鄂尔多斯市杭锦旗塔然高勒地区为例[J]. 西部资源， 2016（1）：61-63.