海拉尔盆地Hong-5井早白垩世孢粉组合及其地质意义

张 艳， 薛云飞， 卜春阳， 刘学生， 李 倜， 张 昕， 金玉东， 万传彪， 孙跃武

(1.吉林大学地球科学学院，长春 130061； 2.吉林大学古生物学与地层学研究中心，长春 130026； 3.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712； 4.吉林地质调查院，长春 130102)

0 引言

海拉尔盆地位于内蒙古自治区呼伦贝盟西南部，属断陷群盆地，沉积盖层最大厚度可达6 000m以上，其中红旗凹陷是海拉尔盆地贝尔湖坳陷内的一个二级负向构造单元，位于贝尔湖坳陷北部，面积840km2，而Hong-5井则位于红旗凹陷南部岗岗突次凹(图1)。该凹陷沉积盖层自下而上为中生界中上侏罗统塔木兰沟组(J2-3tm)，下白垩统兴安岭群铜钵庙组(K1t)、南屯组(K1n)，下白垩统扎赉诺尔群大磨拐河组(K1d)、伊敏组(K1y)，贝尔湖群上白垩统青元岗组(K2q)、新近系上新统呼查山组(N2h)和第四系(Q)。

海拉尔盆地孢粉地层学研究始于20世纪80年代[1]。此后陆续有学者对海拉尔盆地塔木兰沟组(J2-3tm)[2]、铜钵庙组(K1t)[3-6]、南屯组(K1n)[5,7-8]、大磨拐河组(K1d)[1,3-5,9-14]、伊敏组(K1y)[1,3-5,15-17]、青元岗组(K2q)[3-5]和呼查山组(N2h)[3-5]的孢粉组合特征进行研究。上述各岩石地层单元孢粉组合研究成果，为海拉尔盆地内井间地层划分对比及与邻区地层对比，提供了重要的孢粉地层学依据，在钻井地层中几乎无法获得大化石的条件下，也是确定各组时代的重要手段。

图1 红旗凹陷构造单元划分图Figure 1 Structural element partitioning in Hongqi depression

红旗凹陷Hong-5井1 631～2 270m井段为砂砾岩与砂泥岩不等厚互层(图2)，岩性上属于铜钵庙组的典型特征，但1 631～1 870.5m井段双侧向视电阻率明显低于1 870.5～2 270m井段双侧向视电阻率，两段双侧向视电阻率曲线以1 870.5m井深处为界，整体形态形成一个突升的台阶。据此有观点认为1 870.5～2 270m井段可能不属于早白垩世铜钵庙组，有可能是时代更老的侏罗纪塔木兰沟组或南平组(万宝组)。为解决该段归属问题，笔者在红旗凹陷Hong-5井1 631～2 270m井段取13块孢粉样品，其中8块样品孢粉化石较为丰富的，孢粉面貌一致，均为同一孢粉组合，可与邻井的Hong-6井铜钵庙组无突肋纹孢Cicatricosisporites-原始松柏粉Protoconiferus-周壁粉Perinopollenites组合对比，与塔木兰沟组孢粉组合特征区别很大[2]，据此证明1 870.5～2 270m井段也应划归到铜钵庙组。

1 实验方法

将泥岩样品碎至2 mm，用36%的浓HCI处理去除钙，每隔2～3 h搅拌一次，24 h后水洗至中性，用HF处理去除二氧化硅，每隔2～3 h搅拌一次，48 h后水洗至中性，进行第二次HCI处理，水洗至中性的样品离心到大试管，加重液进行浮选，离心后的重液移至1 000 mL的塑料杯中，加入5‰醋酸稀释重液的比重，静置12 h后将稀释的重液离心到小试管中，水洗至中性，过筛，制固定片, 使用Leica DM4000B生物显微镜观察鉴定孢粉化石。玻片保存在大庆油田有限责任公司勘探开发研究院实验中心地层古生物研究室。

2 地层

Hong-5井位于内蒙古自治区呼伦贝尔市新巴尔虎左旗黄旗庙东北23.5km，是海拉尔盆地贝尔湖坳陷红旗凹陷岗岗突构造群红岩-1号构造上的一口预探井。

铜钵庙组(K1t)，1990年“统层会”命名的铜钵庙组指定海参3井2 061.0～2 936.0m井段为铜钵庙组井下层型剖面，细分为三段，但没有剖面描述。大庆油田目前生产上所使用的铜钵庙组含义在岩性上有所扩大，即包括了原始定义中出现的凝灰岩、凝灰质岩类，砾岩和砂砾岩等较粗的快速堆积岩类，也包括了有一定厚度的颜色较深的泥岩、砂泥岩，甚至是油页岩等湖相较深水沉积岩类，还包括了流纹岩、英安岩等酸性火山岩。

Hong-5井铜钵庙组厚639.0m，由灰色、杂色砂砾岩与黑灰色砂泥岩不等厚互层构成，系介于地震反射面T3和T4之间的一套地层，与上覆南屯组为整合接触，该井未钻穿铜钵庙组，可细分为12小层(图2)，现分层描述如下。

图2 红旗凹陷Hong-5铜钵庙组井综合柱状图Figure 2 Comprehensive column of Tongbomiao Formation in well Hong-5, Hongqi depression

上覆地层：南屯组

- - - - - -平行不整合 - - - - - -

铜钵庙组 1 631.0～2 270.0m 厚639.0m

12.厚层灰色砂砾岩与薄层黑色泥岩互层，偶夹

黑色粉砂质泥岩， 顶部为一层杂色砂砾岩。

86.0m

11.厚层杂色砂砾岩夹厚度不等的黑色泥岩。

56.5m

10.下部为深灰色、黑色泥岩为主，夹杂色砂砾

岩、 深灰色粉砂岩及黑色泥质粉砂岩；中部

为深灰色、黑色泥岩与粉砂质泥岩互层， 偶

夹深灰色粉砂岩； 上部为灰色、棕黄色和杂

色砂砾岩与黑色泥岩互层。

97.0m

9.厚层灰色砂砾岩夹薄层黑色泥岩和粉砂质泥

岩。

82.0m

8.灰色砂砾岩与黑色泥岩互层， 上部偶夹粉砂

质泥岩。

28.0m

7.杂色砂砾岩与黑色泥岩不等厚互层夹粉砂质

泥岩。

38.5m

6.厚层杂色砂砾岩夹薄层黑色泥岩和粉砂质泥

岩。

30.5m

5.杂色砂砾岩与黑色泥岩互层，中部砂砾岩厚，

上部偶夹黑色粉砂质泥岩。

68.5m

4.厚层杂色砂砾岩夹薄层黑色泥岩， 顶部为一

层灰白色砂砾岩。

44.0m

3.杂色砂砾岩与黑色泥岩互层，中部砂砾岩厚，

偶夹黑色粉砂质泥岩。

50.0m

2.杂色砂砾岩。

25.5m

1.杂色砂砾岩与黑色泥岩互层。

32.5m

(未见底)

3 孢粉组合特征

红旗凹陷Hong-5井1 631～2 270m井段取13块孢粉样品，其中8块样品孢粉化石较为丰富(表1)，孢粉面貌一致，可命名为无突肋纹孢Cicatricosisporites-原始松柏粉Protoconiferus-周壁粉Perinopollenites组合，该孢粉组合的建立，对红旗凹陷南部及邻区地层划分对比提供了重要的生物标志，也为本区古气候分析提供了重要依据。

3.1 孢粉谱

Hong-5井孢粉化石丰富的8块样品井深段为1 738～2 250m，涵盖了铜钵庙组的绝大部分地层，依据这8块样品中各类型的孢粉化石百分含量的变化范围，可以做出铜钵庙组的孢粉谱(表1)。该孢粉谱是分析Hong-5井铜钵庙组孢粉组合特征的重要数据。

3.2 组合特征

1)裸子植物花粉百分含量占绝对优势(82.29%～93.08%)，蕨类植物孢子百分含量较低(6.92%～17.71%)，没有见到被子植物花粉。

表1 Hong-5井铜钵庙组孢粉化石百分含量及孢粉谱Table 1 Sporomorphs percentage composition (%) and sporopollen spectrum (%) in well Hong-5 Tongbomiao Formation %

续表

2)裸子植物花粉中，古松柏类Paleoconifer花粉的百分含量最高(20.53%～39.06%)，其次是雪松粉Cedripites(4.76%～16.51%)。古松柏类Paleoconifer见8个属，其中原始松柏粉Protoconiferus百分含量最高(6.62%～24.22%)。含量较高的还有双束松粉Pinuspollenites(2.91%～13.28%)和周壁粉Perinopollenites(0.97%～12.58%)等，重要类型有克拉梭粉Classopollis、隐孔粉Exesipollenites、蛟河粉Jiaohepollis、冠翼粉Callialasporites、二连粉Erlianpollis、微囊粉Parvisaccites、雏囊粉Parcisporites、四字粉Quadraeculina、广口粉Chasmatosporites和皱体双囊粉Rugubivesiculites等，还见有再沉积花粉单脊双囊粉Chordasporites等。

3)蕨类植物孢子的各个类型的百分含量均较低，所见的36属中除无突肋纹孢Cicatricosisporites(0.78%～2.08%)外，百分含量均低于2%。重要类型有三瓣孢Trilobosporites、无突肋纹孢Cicatricosisporites、膜环弱缝孢Aequitriradites、寇柏尔孢Couperisporites、光面海金砂孢Lygodiumsporites、瘤面海金沙孢Lygodioisporites、密穴孢Foveotriletes、刺毛孢Pilosisporites、层环孢Densoisporites、莱托莱蕨孢Leptolepidites、斑纹孢Maculatisporites、费克斯孢Fixisporites、科克逊孢Cooksonites和库里孢Kuylisporites等。

4 孢粉组合的地质时代

Hong-5井无突肋纹孢Cicatricosisporites-原始松柏粉Protoconiferus-周壁粉Perinopollenites孢粉组合中，蕨类植物孢子的百分含量虽然很低(6.92%～17.71%)，但类型较丰富，见有36个属，裸子植物花粉的百分含量高(82.29%～93.08%)，类型也高达38个属。其中坚实孢Stereisporites、棒瘤孢Baculatisporites、三角孢Deltoidospora、三角粒面孢Granulatisporites、三角光面孢Leiotriletes、三角瘤面孢Lophotriletes、三角刺面孢Acanthotriletes、锥刺圆形孢Apiculatisporites、桫椤孢Cyathidites、紫箕孢Osmundacidites、石松孢Lycopodiumsporites、光面单缝孢Laevigatosporites、金毛狗孢Cibotiumspora、脊缝孢Biretisporites、圆形光面三缝孢Punctatisporites、凹边孢Concavisporites、圆形块瘤孢Verrucosisporites、新叉瘤孢Neoraistrickia、具唇孢Toroisporis、圆形粒面孢Cyclogranisporites、波缝孢Undulatisporites、隐疣孢Abdiverrucospora、罗汉松粉Podocarpidites、双束松粉Pinuspollenites、单束松粉Abietineaepollenites、雪松粉Cedripites、冷杉粉Abiespollenites、云杉粉Piceaepollenites、皱球粉Psophosphaera、杉粉Taxodiaceaepollenites、无口器粉Inaperturopllenites、粒纹无口器粉Granasporites、克拉梭粉Classopollis、周壁粉Perinopollenites、同心粉Concentrisporites、南美杉粉Araucariacites、苏铁粉Cycadopites、银杏粉Ginkgoretectina、单远极沟粉Monosulcites、开通粉Caytonipollenites、三囊罗汉松粉Dacrycarpites和脑形粉Cerebropollenites等的地质历程较长，在中生代都有分布，且大多数类型在侏罗纪和早白垩世地层中都属于常见分子，但也出现了一些有时代意义的类型(图3)，现讨论如下。

蕨类孢子中无突肋纹孢Cicatricosisporites是划分侏罗系和白垩系界线的重要标志[18]。在北美、澳大利亚等地最早均出现于贝里阿斯期(Berriasian)，但在俄罗斯的莫斯科地区、加拿大西部及我国部分地区侏罗系顶部也有少量发现[19]，无突肋纹孢Cicatricosisporites在早白垩世最早期的数量较低，到Valanginian期开始增多，Barremian期大量繁盛[20-22]。该属在Hong-5井孢粉组合中零星出现(0.78%～2.08%)，属于早白垩世早期的面貌。

刺毛孢Pilosisporites在世界各地主要分布于早白垩世地层中，凡兰吟期较少，戈特列夫期—巴列姆期广泛发育而类型多样，晚白垩世的报道很少。该属在Hong-5井孢粉组合中百分含量低(0～0.63%)，大致反映早白垩世凡兰吟期的特点[15]。

膜环弱缝孢Aequitriradites出现于贝里阿斯期(Berriasian)，凡兰吟期—阿尔必期(Valanginian—Albian)较繁盛，赛诺曼期(Cenomanian)开始衰落，绝灭于马斯特里赫特期(Maastrichtian)[15]。该属在Hong-5井铜钵庙组孢粉组合中零星出现(0～1.23%)，属于早白垩世早期的特点。

莱托莱蕨孢Leptolepidites常见于黑龙江省东部下白垩统城子河组和穆棱组、兴安岭地区下白垩统大磨拐河组和伊敏组、二连盆地下白垩统赛汉塔拉组[23]、广东三水盆地白鹤洞组及三水组，是早白垩世常见分子。

层环孢Densoisporites在世界各地三叠纪—晚白垩世地层中均有出现，但在早白垩世出现的频率更高些。Helioporites主要分布在北半球的中生代地层中，但在我国内蒙古东部大磨拐河组、九峰山组及黑龙江北部石河北组等早白垩世地层中也能经常发现[24]。

组合中早白垩世繁盛或在早白垩世初期常见的蕨类孢子还有三瓣孢Trilobosporites、光面海金砂孢Lygodiumsporites、瘤面海金沙孢Lygodioisporites、寇柏尔孢Couperisporites、密穴孢Foveotriletes、斑纹孢Maculatisporites、费克斯孢Fixisporites、科克逊孢Cooksonites和库里孢Kuylisporites等。

裸子类花粉中克拉梭粉Classopollis一般在晚三叠世开始出现，延续到第三纪(古近纪、新近纪)，最大的繁盛期是晚侏罗世、其次是早白垩世，但各地的情况有所不同。大兴安岭地区大磨拐河组Classopollis属一般比较低，0～5%，海拉尔盆地查干诺尔凹陷大磨拐河组Classopollis属百分含量也不高，在Hong-5井孢粉组合中百分含量低(0～3.70%)。

古松柏类花粉(Paleoconifer)的地理分布主要是在我国北方和俄罗斯的西伯利亚等地，前侏罗纪就已经开始出现，晚侏罗世和早白垩世早期十分繁盛，早白垩世阿普特期和阿尔必期急剧衰退至晚白垩世绝灭[21,25]。在内蒙古昭乌达盟白音昆地组占6.4%～12.3%，二连盆地巴彦花群占2.1%～73.2%，辽宁西部义县组占13.4%～15.3%，松辽盆地下白垩统火石岭组至营城组古松柏类花粉含量较高，20%～30%。Hong-5井孢粉组合中的古松柏类花粉见有8个属(Piceites、Protopinus、Paleoconiferus、Protoconiferus、Protopodocarpus、Protopicea、Pseudowalchia、Pseudopicea和Pseudopinus)，百分含量高(20.53%～39.06%)其繁盛程度显示出早白垩世早期的特征。

1.周壁粉Perinopollenites，2.费克斯孢Fixisporites，3.隐孔粉Exesipollenites，4.层环孢Densoisporites，5.库里孢Kuylisporites，6.寇柏 尔孢Couperisporites，7.拟云杉粉Piceites，8.蛟河粉Jiaohepollis，9.假松粉Pseudopinus，10.杉粉Taxodiaceaepollenites，11.无突肋 纹孢Cicatricosisporites，12.假云杉粉Pseudopicea，13.三瓣孢Trilobosporites，14.斑纹孢Maculatisporites，15.光面单缝孢Laevigatosporites， 16.波缝孢Undulatisporites，17.科克逊孢Cooksonites，18.原始松粉Protopinus，19.膜环弱缝孢Aequitriradites，20.雏囊粉Parcisporites， 21.棒瘤孢Baculatisporites，22.原始松柏粉Protoconiferus，23.罗汉松粉Podocarpidites，24.古松柏粉Paleoconiferus。线段比例尺为10μm图3 Hong-5井1 631-2 270m井段主要孢粉化石类型Figure 3 Main palynomorphs in well Hong-5 depth 1 631～2 270m segment

蛟河粉Jiaohepollis始见于吉林省蛟河盆地乌林组和奶子山组(现划归到长财组)，地质时代为贝利阿斯期—巴列姆期，此后在甘肃花海盆地、内蒙古阿巴嘎旗、辽宁西部、宁夏六盘山地区、吉林九台地区、吉林蛟河盆地、吉林汪清罗子沟盆地、鄂东南、内蒙古二连盆地、内蒙西部、京津冀中地区、海南白沙盆地等侏罗系和白垩系中发现，但以下白垩统分布更为普遍，是确定早白垩世的重要类型之一[26]。

二连粉Erlianpollis主要分布于中国华北和东北地区，在海拉尔盆地下白垩统均有发现，在Hong-5井孢粉组合中分布普遍，但百分含量低。

雏囊粉Parcisporites分布于北半球中生代和新生代地层中。Hong-5井孢粉组合中所见到的雏囊粉Parcisporites，气囊皱肠状位于本体内，与三叠纪的卡谢乌雏囊粉P.cacheutensis、稀少雏囊粉P.rarus均不同，与下白垩统巴彦花群的褶皱雏囊P.plicatus相似[24]，应属于早白垩世类型。

四字粉Quadraeculina分布于北半球中生代，在我国侏罗纪分布广泛，特别是中侏罗世晚期最为繁盛，晚侏罗世逐渐减少，在早白垩世早期尚有少量出现。Hong-5井铜钵庙组见有0～0.63%的四字粉Quadraeculina，呈现了早白垩世早期的特点。冠翼Callialasporites和广口粉Chasmatosporites也具有类似的特点，即侏罗纪较为丰富，早白垩世出现较为稀少，反映出早白垩世早期的特点。

皱体双囊粉Rugubivesiculites在侏罗纪就有发现，在早白垩世也较为常见。隐孔粉Exesipollenites和微囊粉Parvisaccites是早白垩世中晚期至晚白垩世频繁出现的分子，但早白垩世早期也有少量出现。

综上所述，无突肋纹孢Cicatricosisporites-原始松柏粉Protoconiferus-周壁粉Perinopollenites孢粉组合中的蕨类孢子和裸子类花粉均呈现出早白垩世早期的特点，故孢粉组合的地质时代应为早白垩世早期，考虑到组合中古松柏类花粉类型多样且百分含量较高，同时海金砂科分子类型尚未达到多样化，百分含量低，远未达到繁盛期，其地质时代可进一步确定为Berriasian—Valanginian期。

5 孢粉组合的地层对比意义

红旗凹陷Hong-5井1631～ 2270m井段层位归属上有两种意见。第一种意见认为，该井段岩性上为砂砾岩与砂泥岩不等厚互层(图2)，具备铜钵庙组的典型特征，应划归为铜钵庙组。第二种意见认为，1 631～1 870.5m井段双侧向视电阻率，明显低于1 870.5～2 270m井段双侧向视电阻率，两段双侧向视电阻率曲线以1 870.5m井深处为界，整体形态形成一个突升的台阶。据此认为1 870.5～2 270m井段可能不属于早白垩世铜钵庙组，有可能是时代更老的侏罗纪塔木兰沟组或南平组(万宝组)。

解决这类问题的方案通常是地层古生物学方法和同位素年代学方法。而Hong-5井1 631～2 270m井段没有可供测年的火山岩，因此只能选择古生物地层学中的孢粉地层学方法来解决这一问题。

Hong-5井1 631～2 270m井段的8块孢粉样品的孢粉组合特征显示，1 631～1 870.5m井段与1 870.5～2 270m井段的孢粉组合特征一致(表1)，因此1 631～2 270m井段的孢粉组合可命名为无突肋纹孢Cicatricosisporites-原始松柏粉Protoconiferus-周壁粉Perinopollenites组合。该组合的特征与下伏塔木兰沟组孢粉组合特征不同[2]，前者见有仅出现在早白垩世，或在早白垩世繁盛的孢粉类型：无突肋纹孢Cicatricosisporites、膜环弱缝孢Aequitriradites、光面海金砂孢Lygodiumsporites、瘤面海金沙孢Lygodioisporites、密穴孢Foveotriletes、刺毛孢Pilosisporites、莱托莱蕨孢Leptolepidites、斑纹孢Maculatisporites、费克斯孢Fixisporites、科克逊孢Cooksonites、库里孢Kuylisporites、隐孔粉Exesipollenites、蛟河粉Jiaohepollis、冠翼粉Callialasporites、二连粉Erlianpollis、微囊粉Parvisaccites、雏囊粉Parcisporites和广口粉Chasmatosporites等。这些孢粉类型在后者中没有出现，因此从孢粉组合特征和地质时代的区别上可证明1 631～2 270m井段不能划归到中晚侏罗世的塔木兰沟组。

Hong-5井1 631～2 270m井段出现的早白垩世特征分子也出现在邻井Hong-6井铜钵庙组上部孢粉组合的孢粉谱中，且两者孢粉组合中的优势特征分子原始松柏粉Protoconiferus和周壁粉Perinopollenites的百分含量均属高含量,可形成较好的对比,据此可以证明1 631～2 270m井段应划归到早白垩世铜钵庙组。

6 结论

1)Hong-5井1 631-2 270m井段孢粉化石丰富，可建立Cicatricosisporites-Protoconiferus-Perinopollenites孢粉组合。组合特征为，裸子植物花粉百分含量(82.29%～93.08%)远高于蕨类植物孢子百分含量(6.92%～17.71%)，裸子植物花粉Protoconiferus和Perinopollenites百分含量高是本组合的突出特征，出现了下伏塔木兰沟组没有的类型Cicatricosisporites、Aequitriradites、Foveotriletes、Pilosisporites、Leptolepidites、Maculatisporites、Fixisporites、Cooksonites、Kuylisporites、Exesipollenites、Jiaohepollis、Erlianpollis、Parvisaccites和Parcisporites等，可作为邻井地层对比的孢粉地层学标准。

2)Hong-5井1 631～2 270m井段孢粉组合中的特征分子确定的地质时代为早白垩世早期，鉴于组合中古松柏类Paleoconifer花粉类型多样，且百分含量较高，同时海金砂科分子类型尚未达到多样化，百分含量低，远未达到繁盛期，其地质时代可进一步确定为Berriasian—Valanginian期。

3)Hong-5井1 631～2 270m井段孢粉组合地质时代为早白垩世早期，因此该井段不能划归到中晚侏罗世的塔木兰沟组，该井段孢粉组合特征可与Hong-6井铜钵庙组上部的孢粉组合对比，因此该井段可划归到铜钵庙组。