对采自贵州务正道地区钻井剖面大竹园组的46块样品, 经传统的酸碱化学分析处理后, 仅在麦李树矿区ZK45-4孔和ZK3508孔的3块样品(岩性为黑色碳质黏土岩和灰黑色含植物碎屑黏土岩)中见有保存欠佳、破损严重的少量孢粉化石(图 2)。鉴于3块样品均来自铝土矿层, 且孢粉类型相近, 故合并讨论。

图2

Fig.2

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	图2 黔北务川— 正安— 道真地区下二叠统大竹园组代表性孢粉化石Fig.2 Main sporo-pollen elements from the Lower Permian Dazhuyuan Formation in Wuchuan-Zheng'an-Daozhen area, northern Guizhou Province

该组样品中鉴定的孢粉共计16属22种(含未定种), 其中蕨类植物孢子为6属7种, 裸子植物花粉为10属15种, 未见被子植物花粉及菌、藻类孢子(表 1)。由于所含孢粉化石数量较少, 难以建立孢粉组合, 故仅根据孢粉出现的频率来阐述大竹园组的孢粉特征。蕨类植物孢子中以Calamospora多见, Torispora verrucosa、Triquitriletes、Punctatisporites、Gulisporites和Knoxisporites均个别出现。裸子植物花粉中双囊无肋和双囊具肋花粉多见, 如双囊无肋的Pityosporites、Alisporites、Limitisporites和Klausipollenites, 双囊具肋的Striatoabieites、Hamiapollenites、Taeniopollenites、Striatopodocarpites和Protohaploxypinus; 单囊类花粉中以Florinites常见, Cordiatina也有出现; 未见单沟类花粉。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 黔北务川— 正安— 道真地区大竹园组和梁山组孢粉属种及含量 Table1 Sporo-pollen statistics for the Dazhuyuan and Liangshan Formations in Wuchuan-Zheng'an-Daozhen area, northern Guizhou Province 化石孢粉属种名称 大竹园组 梁山组 ZK45-4-1 ZK45-4-2 ZK3508-2 ZK3218 ZK3218 ZK3905 ZK16-2 667.03 m 667.41 m 533.15 m 331.0 m 数量/粒 数量/粒 数量/粒 含量/% 含量/% 含量/% 含量/% Calamospora minuta 1 4.7 3.3 3.0 3.1 C. sp. 1 2 1 3.1 3.3 3.0 1.6 Punctatisporites sp. 1 4.7 3.3 1.5 3.1 Verrucosisporites sp. 1.6 1.5 1.6 Raistrickia sp. 3.1 3.3 1.5 1.6 Lycospora pusilla 1.6 1.7 1.5 L.rotundus 1.7 3.0 3.1 Densosporites annulatus 1.6 1.5 1.6 Patellisporites meishanensis 3.1 3.3 3.0 1.6 Sinulatisporites sinensis 1.6 3.3 1.5 3.1 S. sp. 1.7 1.5 1.6 Gulisporites cochlearius 1 1 3.1 5.0 6.1 4.7 Triquitriletes sp. 1 2 Knoxisporites sp. 1 3.1 3.3 3.0 1.6 Laevigatosporites vulgaris 3.1 3.3 3.0 3.1 L. sp. 1.6 1.5 1.6 Torispora verrucosa 1 1 3.1 1.7 3.0 3.1 T. securis 1.6 3.3 3.0 3.1 T. sp. 3.3 1.5 1.6 Thymospora pseudothiessenii 3.1 1.7 4.5 3.1 T. thiessenii 4.7 3.3 1.5 3.1 T. sp. 3.0 1.6 Macrotorispora cathayensis 3.1 3.3 3.0 4.7 蕨类植物孢子合计 6 4 5 51.6 53.3 56.1 53.1 Wilsonites sp. 1.6 1.7 Cordiatina sp. 1 2 1 3.1 1.5 3.1 Florinites eremus 1 1 6.3 3.3 3.0 6.3 F. ovalis 1 4.7 3.3 1.5 1.6 F. sp. 1 2 1 3.1 3.3 6.1 3.1 Crustaesporites sp. 1 1.7 1.5 3.1 Divarisaccus cinctus 1 1 1.6 1.7 1.6 Vesicaspora sp. 1.7 3.0 Plicatpollenites densus 3.1 1.7 1.6 Vitreisporites signatus 1.6 3.3 3.0 3.1 Lueckeisporites sp. 1.6 1.6 Alisporites sp. 1 3.1 1.7 3.0 1.6 Pityosporites evolutus 3.1 3.3 4.5 4.7 P. sp1. 1 1.7 1.5 P. sp2. 1 1 1.6 1.5 1.6 Limitisporites lepidus 3.3 1.5 1.6 L. sp. 1 1 3.1 1.5 Klausipollenites decipiens 1 3.1 1.7 1.5 3.1 K. sp. 1 1.7 1.5 1.6 Lunatisporites cf. pellucidus 1.6 3.3 1.6 Protohaploxypinus sp. 1 1.7 1.5 Striatoabieites rugosus 1 1.6 1.7 1.6 S. striatus 1.5 1.6 S. sp. 1 1 1.6 1.7 Striatopodocarpites sp. 1 1 1.5 Potonieisporites sp. 1 1 2 1.6 1.6 Hamiapollenites sp. 1 1.6 3.3 3.0 1.6 裸子植物花粉合计 10 11 12 48.4 46.7 43.9 46.9

表1 黔北务川— 正安— 道真地区大竹园组和梁山组孢粉属种及含量 Table1 Sporo-pollen statistics for the Dazhuyuan and Liangshan Formations in Wuchuan-Zheng'an-Daozhen area, northern Guizhou Province

采自梁山组的样品共计32块, 仅在4块样品中见有孢粉化石, 它们分属于33属49种(含未定种)(表 1)。与大竹园组相比, 梁山组中孢粉化石类型较丰富, 保存较完整(图 3, 图4)。根据孢粉在地层中的出现频率, 可建立Laevigatosporites vulgaris-Gulisporites-Florinites ovalis孢粉组合。该组合总体特征是:代表古植代科达类的Florinites含量较高, 单缝孢子次之, 主要发育于山西组的Gulisporites普遍出现。组合中还见有一些含量不高但常在石炭纪出现、并继续出现在二叠纪的分子, 如Lycospora rotundus, Densosporites annulatus和Calamospora sp.等。该孢粉组合最突出的特征是裸子植物花粉在组成和含量上较大竹园组明显增加。具体组合特征描述如下:

图3

Fig.3

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	图3 黔北务川— 正安— 道真地区二叠系梁山组下部代表性孢粉化石Fig.3 Main sporo-pollen elements from the lower part of Permian Liangshan Formation in Wuchuan-Zheng'an-Daozhen area, northern Guizhou Province

图4

Fig.4

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	图4 黔北务川— 正安— 道真地区二叠系梁山组上部代表性孢粉化石Fig.4 Main sporo-pollen elements from the upper part of Permian Liangshan Formation in Wuchuan-Zheng'an-Daozhen area, northern Guizhou Province

1)蕨类植物孢子平均含量略高于裸子植物花粉, 分别为51.6%~56.1%和43.9%~48.4%。

2)蕨类植物孢子以光面三缝孢为主, 出现较多的是Calamospora minuta 和Gulisporites cochlearius, 后者在中国华北开始出现于晚石炭世太原期, 但主要发育于早二叠世山西期, 之后的石盒子期虽有少量出现, 却含量锐减, 直至完全消失。其次是Sinulatisporites sinensis, 该属是中国北方下二叠统下部山西组的特有分子。单缝类孢子占有重要位置, 含量较高, 重要的有Torispora securis, T. verrucosa, Thymospora pseudothiessenii, T. thiessenii 和华夏植物群特有分子Macrotorispora cathayensis。Macrotorispora cathayensis是中国迄今为止发现的Macrotorispora的最低层位。

3)裸子植物花粉中, 单气囊类的Florinites 属含量丰富, 有的样品中含量可高达15%, 而最常见的种是Florinites minutus和F. ovalis。双气囊类花粉中最重要的是出现了个体大小为25~30 μ m的Vitreisporites signatus, 本体具肋纹Lueckeisporites virrkiae、Taeniaesporites sp.、Protohaploxypinus sp., 以及Corisaccites alutus和Cordiatina sp.。

含铝土矿的大竹园组以蕨类植物孢子Calamospora出现频率最高、含特有分子Gulisporites及裸子植物花粉Florinites频现为主要特征, 与刘平和廖友常(2012)在大竹园组中发现的孢粉面貌总体相近, 仅在属种上存在一些差异。在刘平和廖友常(2012)的研究成果中, 具光面、点面、柱面、小瘤、细刺、锥刺等无环三缝孢占孢粉组合总量的60%~70%以上, 而且出现了较多角部加厚带耳环的三缝孢分子, 如厚聚角三缝孢和异孔三缝孢等, 约占孢粉总量的20%左右; 花粉和单缝孢较少。

笔者在大竹园组中发现的孢粉化石与山西和山东北部山西组、下石盒子组的孢粉组合(高联达, 1984, 1997; 高联达和王素娟, 1984)可以对比, 具体表现在:晚石炭世开始出现的蕨类植物孢子Gulisporites和Calamospora, 裸子植物花粉中单气囊类花粉Florinites, Potonieisporites和Divarisaccites等属在大竹园组和山西组上部频繁出现; 两组均出现二叠纪典型分子Hamiapollenites和Protohaploxypinus等。因此初步确定, 该孢粉组合的地质时代属早二叠世, 即含铝土矿层的大竹园组形成的时代不会早于石炭纪, 亦不会晚于中二叠世栖霞期。鉴于本组获得的孢粉数据较少及其与上、下地层的接触关系, 因此笔者认为在未发现更为确切肯定的化石之前, 大竹园组的地质时代暂时归为早二叠世紫松期— 隆林期, 相当于Asselian期— Artinskian期。

3.2.1 与国内有关孢粉组合比较

对中国早二叠世早期孢粉的研究主要集中在华北地区(高联达和王素娟, 1984; 王明镇等, 2003), 华南地区该层位的孢粉仅在湖南石门青峰地区发现(湛建国, 1979)。湖南石门青峰地区下二叠统马鞍山组已描述的10属 13种(包括未定种)孢粉中, Gulisporites cf. topides Playford 与务正道地区梁山组中的Gulisporites cochlaerius Imgrund十分相似, 因此两者的地质时代基本相当。高联达等(1989)对贵州凯里地区下二叠统梁山组孢粉进行研究, 发现孢粉化石共计43属58种(包括疑源类Acritarch 2种)。刘平和廖友常(2012)对黔中、渝南地区梁山组孢粉进行研究, 共鉴定出65个孢粉属种, 其中花粉为27种。无论是在孢粉组成上, 还是在孢粉含量变化上, 研究区梁山组的孢粉组合与贵州凯里地区、黔中— 渝中地区十分相似, 完全可以对比。

黔北务正道矿区发现的孢粉主要属种亦广泛出现在华北地区二叠系山西组和下石盒子组中, 山西组特有分子Sinulatisporites sinensis Gao在研究区梁山组中出现。Gulisporites cochlaerius是Imgrund(1960)在研究中国北方开平煤田时建立的新属和属型种, 仅发现于华夏植物区内, 在开平煤田见于下二叠统下部3~7及9煤层。Gulisporites cochlaerius在华北和西北地区开始出现于上石炭统太原组, 但含量极少、一般为1%~3%, 而在山西组中含量丰富, 达10%~20%, 有的样品中更多, 而下石盒子组中迅速减少, 直至完全消失。研究区出现的Gulisporites cochlaerius含量在3.0%~6.1%之间, 十分典型, 与华北地区山西组完全可以比较。

Torispora securis和T. verrucosa在4块样品中均有出现, 前者是广布于欧美植物区的种, 在西欧开始出现于晚石炭世维斯发阶C段(Clayton et al., 1977; Mclean et al., 2013), 在北美伊利诺斯煤田发现于Abbott组(相当维斯发阶C段)(Peppers, 1996), 在华北首次出现于本溪组下部, 但直到上二叠统均可出现; 后者仅见于华北地区下二叠统山西组。Thymospora pseudothiessenii和T. thiessenii在西欧开始出现在维斯发阶C段, 在北美伊利诺斯煤田的出现层位与西欧相同, 而在中国开始出现的层位为本溪组, 最发育的层位为太原组和山西组, 早二叠世晚期逐渐消亡。

研究区单气囊类花粉Florinites含量丰富, 该属在西欧和北美开始见于下石炭统最上部的纳谬尔阶, 繁盛于上石炭统维斯发阶和斯蒂发阶, 下二叠统极少。但中国情况有所不同, 科达纲植物在早期华夏植物群中占有重要位置, 而Florinites也呈现出繁荣。华北地区上石炭统太原组中Florinites含量为5%~10%; 山西组中含量为30.0%~35.0%, 有的还更多; 下石盒子组下部该属含量下降, 占15.0%左右。研究区梁山组中Florinites含量丰富, 为10.0%~14.0%, 应是该属最繁盛时代。

综上所述, 黔北务正道矿区梁山组的孢粉组合不仅可与华南的贵州凯里和都匀的梁山组及湖南石门青峰马鞍山组孢粉组合对比, 而且也可与高联达(1997)建立的华北地区山西组和下石盒子组比较, 其时代为早二叠世隆林期, 亦即Kungurian期。

3.2.2 与国外有关孢子花粉组合比较

自石炭纪以来, 地球上逐渐形成欧美植物群、安加拉植物群和冈瓦纳植物群。在晚石炭世和早二叠世, 北美、北非、欧洲、前苏联的高加索、中亚和亚洲的一部分均属于欧美植物群。中国和东亚地区仅在早石炭世和晚石炭世早期属于欧美植物群, 晚石炭世晚期开始形成华夏植物群。

在早二叠世初期, 西欧地区古松柏类植物(Lebachia, Ernestiodendron)和种子蕨植物(Callipteris)数量增加, 而石炭纪十分繁盛的石松类植物大为减少。Doubinger(1974)对法国中部诺林煤田石炭系— 二叠系St Etienne典型剖面的研究证明:在晚石炭世晚期斯蒂发阶C期, 以Thymospora, Punctatosporites和Spinosporites占优势; 斯蒂发阶D期, 则以平滑单裂缝孢子Laevigatosporites占优势(50%), 单气囊类花粉占总量的40%~50%; 下二叠统下部Autunian阶下部具气囊的花粉占80%, 其中单气囊类占70%, 以Potonieisporites最丰富, 其次为Florinites和Wilsonia, 并将此带称为Potonieisporites组合带; Autunian阶上部开始出现具肋纹的Vittatina, 占20%, 具气囊的花粉仍有巨大优势, 含量大于70%, 该带被称为Vittatina组合带。Bauroz和Doubinger(1966)认为, 二叠纪开始出现的孢粉的巨大变化是气候影响所致。

在北美, 代表早二叠纪早期海相沉积的称狼营组(Wolfcamp), 而代表非海相沉积的称Dunkard群, 前者以产 类化石为特征, 后者产有与西欧相同的Callpteris。Tschudy和Kosanke(1966)从得克萨斯州下二叠统狼营组中发现了丰富的孢粉, 主要属有:Alisporites, Complexisporites, Endosporites, Florinites, Hamiapollenites, Nuskoisporites, Pityosporites, Platysaccus, Potonieisporites, Schizaeoporites, Striatites, Sportersporites, Sulcatisporites, Vesicaspora, Vestigisporites, Vittatina和Wilsonites等, 其中的一些属和种在黔北务正道地区下二叠统梁山组出现。Gupta(1977)研究了美国弗吉尼亚和西弗吉尼亚宾夕法尼亚亚系和二叠系Dunkard群的古植物和孢粉, 认为Dunkard群中大部分孢粉为石炭系分子, 有所差异的是具气囊的花粉含量增加。前苏联和南半球由于植物群不同, 很难进行直接比较。

综上所述, 黔北务正道铝土矿区早二叠世孢粉组合与北美剖面发现的孢粉组合有某些相似之处, 但差异是主要的, 这是由于古植物地理分区不同、造成植物的组成成分差异所致。务正道地区下二叠统梁山组发现的孢粉化石较丰富, 在华南和西南地区早二叠世孢子花粉组合中具有代表性, 该孢粉组合亦基本上可与华北地区二叠系山西组和下石盒子组孢粉组合比较, 亦可与西欧下二叠统Autunian阶孢粉组合比较。