四川省石棉县孟获城新近系-第四系昔格达组孢粉组合特征

白宪洲，王玉婷，文 龙，尹建华

四川省石棉县孟获城新近系-第四系昔格达组孢粉组合特征

白宪洲1，3，王玉婷1，3，文 龙1，3，尹建华2

（1.四川省地质调查院，成都 610081；2.四川省地质矿产勘查开发局一〇八地质队，成都 610081；3.稀有稀土战略资源评价与利用四川重点实验室，成都 610081）

通过对四川石棉县孟获城新近系-第四系昔格达组的岩性组合、沉积构造及孢粉组合特征研究，得出其下部为含中细砾粗砂岩与粉砂质泥岩互层，中部为细砾岩夹煤线，上部为粘土岩夹煤线，沉积环境为河流—滨至浅湖。所有样品中都含有大量的蕨类植物，蕨类孢粉中含量最多的是水龙骨科（）。木本针叶植物中含量最多的属种为松属（）、铁杉（）。阔叶木本植物总体相对较少，含量最多的属种为榆（）。草本植物含量较多的属种为蒿属（）、禾本科（Gramineae）等。可划分为六个孢粉组合，其植被面貌及其植被反映的古气候变化存在周期性变化，由温暖湿润的针阔叶混交林（第一孢粉组合）—寒冷湿润的针叶林（第二、三孢粉组合）—温暖湿润的针阔叶混交林（第四孢粉组合）—寒冷湿润的针叶林（第五、六孢粉组合）。为该区新近纪-第四纪环境演化研究提供基础资料。

孟获城；昔格达组；孢粉组合；古环境

昔格达组是袁复礼1958年命名于会理县红格乡昔格达村的地层单位，原称“昔格达层”。原义指属山间盆地沉积的一套含褐煤的砂、泥（粘土）沉积物，时含砾岩(袁复礼，1958)。《四川省岩石地层》（1997）将其修订为：“浅灰黄色细砂岩、粉砂岩及粘土岩不等厚韵律互层，含钙质结核或条带，底部常有不稳定的砾岩，含植物及孢粉化石，厚150～1000m，不整合覆于前震旦系至侏罗系不同层位之上，并为第四系松散沉积物局部不整合覆盖”。该套地层主要出露于青藏高原东南缘金沙江干流及其支流谷（徐则民等，2011）。在石棉县孟获城一带也有少量出露。因其特殊的大地构造位置及易于发生滑坡等工程特性而具有重要的基础地质意义和工程意义。而因其沉积时代较新而与活动构造的演化又有着密不可分的联系。昔格达组细粒沉积主要发育水平层理，横向延伸稳定，主要为湖相沉积（徐则民等，2011；张翼西，2013；王书兵等，2006），这已是人们的共识，到目前为止，不同学者获得的测年结果差异甚大，从429×104年到36×104年（徐则民等，2011），4.5～2.6MaB.P.（王书兵等，2006；蒋复初等，1999；陈智梁等，2004；姚海涛等，2007）。昔格达组地层测年结果存在很大的不确定性。

图1 孟获城地区地质简图及实测剖面位置图

1.全新统冲洪积物；2.更新统冲洪积物；3.昔格达组；4.白果湾组；5.青白口纪苏雄组；6.二长花岗岩；7.花岗闪长岩；8.闪长岩；9.辉石闪长岩；10.辉长岩；11.实测剖面位置；12.产状

以往的昔格达地层研究主要集中在剖面岩性识别和年代测定方面，徐则民又从物源分析的角度提供了沉积物(岩)物源区位置、气候条件、大地构造背景、母岩类型与组合特征、搬运距离及路径等重要信息（陈智梁等，2004；徐则民，2011）。但从孢粉角度研究昔格达组，特别是对西昌北部孟获城地区的昔格达组古环境演化的工作较少，因此本文基于甘孜州1∶25万活动断层普查项目和中国地质调查局龙门山-滇中成矿带通安和宁蒗地区地质矿产调查项目四川1∶5万孟获城等6幅区域地质矿产调查子项目，对四川省石棉县孟获城一带的昔格达组进行剖面实测和孢粉分析，并对其古环境演化进行了研究（图1）。

1 地质背景及剖面列述

研究区地层属华南地层大区扬子地层区中的康定地层分区。区内基底岩系大面积出露，苏雄组火山岩发育，古生代以海相沉积为主，中生代为断陷盆地沉积。主要包括中元古界、青白口-南华系、震旦系、寒武-白垩系、新近系-第四系（白宪洲等，2017，2019）。昔格达组主要分布于孟获城、马木勒妥、巴苦等地，面积5.92km2。总体表现为一套弱固结的砾石层、粗砂层，间夹粘土层，局部含有泥炭层。未见底，顶部被第四系冲洪积物超覆（图1）。在孟获城、小营盘一带厚58.5m。总体表现为灰色、青灰色粗-中砾石层、中-细砾石层、细砂层、含中细砾粗砂层夹灰、青灰色粉砂质泥岩（粘土岩）、泥质粉砂层，灰黑色、灰褐色泥褐煤层。

图2 孟获城昔格达组实测剖面图及孢粉采样位置

1.第四系全新统冲洪积；2.昔格达组；3.含巨砾粗砾石层；4.含巨砾中砾石层；5.粗-中砾石层；6.中-细砾石层；7.细砾石层；8.含中-细砾粗砂层；9.含细砾粗砂层；10.含中砾石细砂层；11.细砂岩；12.泥质粉砂岩；13.粉砂质泥岩；14.煤线

1.1 剖面列述

该剖面位于石棉县孟获城地区的河谷东侧，经纬度坐标：102°18′42″E，28°55′04″N。剖面全长63m，测制方向向东。剖面露头条件较好，未见底，上与第四系冲洪积物呈角度不整合接触。剖面主要控制了昔格达组的岩性组合（图2）。

分层描述如下：

上覆地层：第四系冲洪积（Qhpal）

～～～～～～角度不整合～～～～～～

（未见底）

1.2 岩性组合及分段特征

本剖面总厚度大于58.50m。岩性总体上表现为灰色、青灰色粗-中砾石层、中-细砾石层、细砂层、含中细砾粗砂层夹灰、青灰色粉砂质泥岩（粘土岩）、泥质粉砂层，灰黑色、灰褐色泥褐煤层。其中，砾石层中砾石多呈次圆状、次棱角状、扁平状、无分选性，大小混杂，砾间为粘土、砂质充填，具基底式结构，弱固结或未固结。而粉砂质泥岩（粘土岩）、泥质粉砂层、泥褐煤层，含砾粗-细砂层多呈半固结，固结程度相对砾岩好（图3）。

叠瓦状构造（1层）碳化植物化石（2层）含砾石细砂层中平行层理（4层） 褐煤煤线（8层）泥质褐煤层（16层）细砾岩夹泥褐煤（31层）

1.3 基本层序特征

基本层序主要有以下几种：下部表现为含中细砾粗砂岩与粉砂质泥岩互层（图4A），单个层序厚度在2～3m。中部表现为细砾岩夹煤线（图4B），单个层序厚度在3～4m。上部表现为粘土岩夹煤线（图4C），单个层序厚度在1～2m。沉积环境为河流—滨至浅湖。

前人对区域研究表明：昔格达组可分为上、下两部：下部为角砾和粗砂层，角砾为棱角状岩屑，砾径一般为厘米级，成分为变质岩和深成岩，无分选性，由砂泥质杂基支撑，排列显成层性并略向河谷倾斜，厚约30m；上部以薄层状粘土和粉砂互层为主，偶夹粗砂细砾层及铁质薄层，水平层理或纹层，厚约411m。上、下部之间为角度不整合（陈智梁等，2004）。从本剖面的岩性组合来看，本区的昔格达组应为上部。据前人研究，西昌昔格达组形成于现今河流体系出现之后,其沉积环境应为安宁河局部下陷形成的断陷湖盆,其沉积物来源具有很强的局地性（徐则民等，2011）。

2 样品分析过程

所有的孢粉样品的室内分析处理，在中国地质大学（武汉）生物地质与环境地质国家重点实验室显微结构分室进行，采用常规酸碱法处理及重液浮选法富集。对孢粉的统计、鉴定工作在Olympus BX50生物显微镜下完成。其具体实验流程如下：①样品100g（干重），对新生代样品加入石松孢子片一粒（内含石松孢子275 000）放入1 000mL塑料烧杯；②样品要统一编号，要记录下样品号与对应的烧杯编号；③加入120mL浓盐酸（一瓶500Ml HCL加四个样品），加酸后用玻璃棒充分搅拌，以便反应充分，放置反应10个小时左右，再在每个样品加30mL HCL，再搅拌后静置5个小时；④加满水，充分搅拌后静置4～5小时后把上层清液倒掉，然后再加满水；⑤重复步骤4～5次，直至中性，最后一次把水倒掉后加入HF（水要尽量剩的少）；⑥每个样品加HF90-100mL（500mL的HF可以加5～6个样品），加酸后充分搅拌，注意：玻璃棒再搅完HF后要马上清洗干净，以免腐蚀玻璃，静置10个小时左右，加水搅拌后静置；⑦重复步骤4～5次，最后一次把水倒掉后不再加水，静置4～5个小时，然后再将烧杯内剩余的水倒掉；⑧转入大离心管进行离心，大离心管的编号要与烧杯号一一对应，离心10分钟后将上清液倒掉，将大离心管倒置与干净的试验台上12小时（注意：最后大离心管中的固体样品不能超过管长的三分之一，样品过多时，同一样品可同时分装2～3个大离心管，管号一致）；⑨将大试管中样品用玻璃棒搅匀后，加入重液（锌75g，碘化钾645g，氢碘酸655mL，配重液时都加两倍的量进行配制）充分搅拌均匀后放入离心机内离心20分钟，然后将上层液体倒入装有5%的冰醋酸溶液的玻璃小烧杯中静置12小时；⑩将上部清液倒入容器中以便回收重液，将烧杯底部浑浊的液体倒入10mL离心管中离心10分钟（编号与大离心管相同），重复这个步骤，样品不够加入少量清水补足，直至离心后试管内液体呈中性即可。⑪在显微镜下鉴定、计数。

图4 孟获城地区昔格达组基本层序图

3 孢粉记录

3.1 孢粉分析结果

本次孢粉分析结果见表1。由表1可见：所有样品中都含有大量的蕨类植物，其中含量较多的是PM104-32bf1、PM104-29bf1、PM104-31bf1和PM104-2bf1，蕨类孢粉中含量最多的是水龙骨科（）。对于木本针叶植物，含量较多的样品为PM104-4bf1、PM104-22bf1、PM104-20bf1。木本针叶植物中含量最多的属种为松属（）、铁杉（）。对于阔叶木本植物，总体相对较少，其中含量较多的样品为PM104-17bf1、PM104-16bf1，含量最多的属种为榆（）。草本植物含量较多的样品为PM104-2bf1、PM104-11bf1、PM104-17bf1，其中含量较多的属种为蒿属（）、禾本科（Gramineae）等，典型孢粉图版见图5。

表1 PM104孢粉属种名称及百分含量统计表

图5 典型孢粉图版（图中线条比例尺代表20µm）

3.2 孢粉组合特征

据该剖面各样品所含孢粉含量和组成成分的变化，可以划分为六个孢粉组合（图6），具体如下：

第一孢粉组合：可称为水龙骨（）（松）（栎）组合，代表的样品有：PM104-2bf1。

该组合以木本植物花粉占优势，其中针叶树种有松属、云杉、罗汉松和铁杉；阔叶树种以常绿栎、落叶栎、槭为主，枫香、椴树和枫杨等经常见及；其它还见有胡桃、榆、桑、漆树等属花粉。蕨类植物孢子含量位居第二，以水龙骨科的光面类和瘤面类为主，其它还见有卷柏、里白、海金砂、紫萁等。草本植物花粉含量较低，以水生草本植物占优势，其中以香蒲、莎草、狐尾藻为主。陆生草本植物花粉含量较少，出现有禾本科、十字花科等。藻类植物孢子仅见有环纹藻一属，苔藓类同样仅见有水藓一属。

从该孢粉带组合面貌看，其植被类型应以阔叶、针叶林为主，林下灌草丛生，蕨类植物繁盛的一种混交林，水域分布较广，所反映的气候应为温暖潮湿的气候。

第二孢粉组合：可称为（松属）-（铁杉属）孢粉组合，代表的样品有：PM104-4bf1。

该样品所含孢粉组合特征显著，类型单一，以木本植物中针叶类双气囊类花粉占绝对优势，含量达80%以上，以松属、云杉属、雪松属、冷杉属为主；其次是单气囊类的铁杉属；个别见有水龙骨科孢子，其它类型时有出现。由此可以看出当前孢粉组合所反映的植被类型属暗针叶林，气候较寒冷，属于冷湿气候期。

第三孢粉组合：可称为水龙骨科（）（松）组合，代表的样品有：PM104-7bf1、PM104-8bf1、PM104-11bf1、PM104-13bf1。

该孢粉组合与第一孢粉组合存在可比性，二者均以木本针叶类松属花粉和蕨类水龙骨科的孢子占优势。组合中蕨类植物孢子含量最高，类型较多，个别样品占据绝对优势，以水龙骨科孢子为主。木本植物花粉中针叶类植物花粉中以松属花粉为主，其次是铁杉；阔叶类花粉含量低于针叶类，以阔叶类的栎属花粉含量较高为特征；偶见有陆生和水生草本植物花粉，但含量均较低。

图6 孟获城昔格达组孢粉变化趋势图

从孢粉组合面貌分析，认为该组合代表一种温湿气候条件下针叶为主的森林植被，林下蕨类植物繁盛。

第四孢粉组合：可称为水龙骨科（）（铁杉）Ulmaceae（榆科）组合，代表的样品有：PM104-14bf1、PM104-16bf1和PM104-17bf1。

上述三块样品的孢粉组成与前述的三个组合不同之处表现在：①组合中出现较多的木本阔叶类喜温植物花粉，如榆科、胡桃科和桦科以及壳斗科；②木本针叶类植物花粉含量在组合中仍占优势，但组成类型发生改变，由松属占主导地位转变为以铁杉属占优势；③蕨类植物孢子中为发生显著变化，仍以水龙骨科为主，其它三缝孢类时有出现；④草本植物花粉较少，偶有出现。

由此判断，当前孢粉组合代表的孢粉植物群说明当时气候仍保持在温湿状态，但植被类型转化为针阔叶混交林，林下蕨类植物极为繁盛。可以推断该时期沉积地貌发生变化，海拔高度减低。

第五孢粉组合：可称为云杉（）松属（）高含量组合，代表的样品有：PM104-20bf1和PM104-22bf1。

本孢粉组合特征与第二孢粉组合基本面貌相近，均以喜寒的暗针叶林植物花粉为主，只是当前孢粉组合较第二孢粉组合出现更多的云杉属植物花粉。现生云杉植物多分布在北温带海拔2000m的高山或亚高山地带，是一种典型的寒冷植物。本组合该植物含量超过广温性的松属，说明该沉积时期当时的气温较第二孢粉组合代表的时期更冷，属于寒冷气候。

第六孢粉组合：可称为水龙骨科（e）（松）组合组合，代表的样品有：PM104-29bf1、PM104-33bf1和PM104-38bf1。

该组合在孢粉组成成分、各类型含量变化与第三孢粉组合极为相近，故在此不再赘述，各孢粉成分百分含量详见表1。

4 讨论与结论

本次研究通过对石棉县孟获城地区新近系-第四系昔格达组进行实测和孢粉组合特征进行研究，虽然没有获得该地层的形成年代数据，但通过与区域上对比，该区出露的地层应为区域上昔格达组的中上部，这个时期，其植被面貌及其植被反映的古气候变化存在周期性变化，即由温暖湿润的针阔叶混交林（第一孢粉组合）—寒冷湿润的针叶林（第二、三孢粉组合）—温暖湿润的针阔叶混交林（第四孢粉组合）—寒冷湿润的针叶林（第五、六孢粉组合），也就是说，本区的古环境经历了温暖湿润—寒冷湿润—温暖湿润—寒冷湿润的气候变化特征。张翼西曾对西昌地区的孢粉组合特征进行过研究，得出了山地荒漠带、荒漠带、亚高山针叶林带、典型荒漠带四个带(张翼西，2013)之环境演化特征，与本次研究结论基本一致。

对青藏高原新构造运动和隆升过程的研究表明，更新世以来，青藏高原发生强烈和快速隆升，主要表现在鲜水河断裂、小江断裂、安宁河断裂、红河断裂和则木河断裂的强烈走滑作用，以及这些断裂所围限的川滇菱形地块向SSE方向运动，并造成大面积升降运动和差异性断裂运动。攀西地区昔格达湖盆形成和演化发生于上新世-早更新世，正处于青藏高原快速隆升与边缘盆地的沉降阶段，本区的昔格达组沉积可能发生于横断事件（3.9～3.4Ma）和元谋事件（1.1～0.8Ma）之间（张岳桥等，2004；2016）。本区的孢粉总体表现为高寒特征，暗示此时高原已有一定程度的隆升。

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Sporopollen Assemblage of the Neogene-Quaternary Xigeda Formation in Menghuocheng, Shimian County, Sichuan Province

BAI Xian-zhou1,3WANG Yu-Ting1,3WEN Long1,3YIN Jian-hua2

(1-Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081; 2-The108th Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230；3. Valuation and Utilization of Startegic Rare Metals and Rare Earth Resource Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610081)

The Neogene-Quaternary Xigeda Formation in Menghuocheng, Shimian County, Sichuan Province consists ofinterbeds of medium-fine gravelly coarse sandstones and silty mudstones in the lower, fine conglomerate intercalated with coal seam in the middle and clayrock intercalated with coal seam in the upper. The sedimentary environment is river-shore to shallow lake. All of the samples contain large amounts of fern with the largest amount of. Woody conifers are predominated byand. Main broad-leaved woody plant is. The major herbaceous plants areand so on. There are 6 sporopollen assemblages whichreflect a warm and humid climate (assemblage 1), cold and wet climate (assemblages 2 and 3), warm and humid climate (assemblage 4) and cold and wet climate (assemblages 5 and 6), respectively.

Xigeda Formation; sporopollen assemblage; paleoclimate; Menghuocheng

P534.63；P52

A

1006-0995（2021）04-0536-08

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.002

2021-03-17

甘孜州1∶25万活动断层普查项目和中国地质调查局龙门山-滇中成矿带通安和宁蒗地区地质矿产调查项目四川1∶5万孟获城等6幅区域地质矿产调查子项目（编号：121201010000150016-04）共同资助

白宪洲（1975— ）男，河北枣强人，博士，高级工程师，从事区域地质调查和地球化学研究工作