东北地区二叠纪植物群及其地质意义

【作者】 孙跃武； 史骁； 李想； 郎嘉彬； 郑月娟； 张德军； 张艳；

【机构】 东北亚生物演化与环境(吉林大学)教育部重点实验室； 吉林大学古生物学与地层学研究中心； 吉林大学地球科学学院； 中国地质调查局沈阳地质调查中心； 吉林省誉华公路工程有限公司；

【摘要】 二叠纪不仅是地球由冰室气候向温室气候转变的重要时期,同时也是古亚洲洋闭合和中亚造山带持续活动的关键地质时期。晚石炭世(宾夕法尼亚亚纪)冈瓦纳大陆活跃的冰川活动到早二叠世(乌拉尔世)萨克马尔期停止;全球冰室气候到中二叠世(瓜达卢普世)沃德期结束,到开匹敦期转变为温室气候,而到晚二叠世(乐平世)全球温室效应进一步加剧。晚二叠世最晚期剧烈的气候变化可能是二叠纪末生物大灭绝事件的主因。早石炭世(密西西比亚纪)末期,古亚洲洋成为泛大洋的一部分,最终在二叠纪晚期关闭。中亚造山带在西邻东欧克拉通,北接安加拉克拉通,南部与塔里木—华北—朝鲜克拉通。古生代末期中亚造山带东部的东北地区包括华北克拉通和佳(佳木斯)—蒙(蒙古)地块。二叠纪末期佳蒙地块与华北克拉通沿索伦—西拉木伦河缝合线拼合。华北克拉通二叠纪沉积以陆相含煤地层为主,包含大量华夏植物群分子。而华北板块北缘,二叠纪发育一套海陆交互相地层。海相层中含有与华南地区面貌相近特提斯型?类化石。在非海相层中,早—中二叠世产出与华北克拉通内部相似的丰富的华夏植物群分子;晚二叠世,产出华夏型—安加拉型混生植物群化石。佳蒙地块早—中二叠世非海相地层中主要产出安加拉型植物化石,晚二叠世,则混入华夏植物群分子;海相地层中产出的珊瑚、腕足、?类和牙形石化石部分为北方型生物,另有部分为热带、亚热带特提斯型物种。晚二叠世混生植物群的出现显示佳蒙地块与华北克拉通的拼合发生在晚二叠世早期。通过大量实际资料的分析,将我国东北地区二叠纪植物群自南而北划分为两大植物区系,即华夏北华北亚区植物区和安加拉植物区。其中,华北华夏植物区包括北华北亚区和新划分的华北北缘亚区。北华北亚区在东北地区主要发育于东北南部地区,即传统的华北地台区,指的是赤峰-开源断裂以南,如辽西地区、辽东太子河地区、吉南浑江地区;这里发育典型的北华北型二叠纪植物群,涵盖了太原组上部、山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组5个植物组合(沈光隆,1995)。华北北缘亚区为新划分的区系,位于西拉木伦河-延吉缝合带和华北地台北缘断裂带之间,自西向东包括内蒙古赤峰市克什克腾旗于家北沟地区、敖汉旗白家店-酒局子地区、吉林延边汪清-开山屯地区;这一地区的陆相地层夹在海相层中,自下而上包括酒局子组、和盛组、于家北沟组、开山屯组(铁营子组)4个植物组合,这一亚区的二叠纪植物群主体属于华夏植物群,但在晚二叠世混生有安加拉植物群分子。东北地区的安加拉植物区分布在西拉木伦河-延吉缝合带以北地区,这一地区的二叠纪植物群自下而上包括珍子山组(宝力高庙组上部)、大河深组(塔头河组)、土门岭组、杨家沟组、青沟子组(三角山组)、林西组(红山组)6个植物组合。特征是以安加拉植物群为主体,晚二叠世混生有华夏植物群分子。东北地区二叠纪植物群的性质变化清晰地表明,直到晚二叠世华夏植物群和安加拉植物群才开始互相交流,从植物地理学角度,佳蒙地块和华北板块才开始碰撞。此外,这一地区的二叠纪植物群不但记录了晚二叠世的华北的干旱气候事件,而且也记录了中-晚二叠世之交的植物危机;对理解东北地区板块运动过程和全球气候变化具有重要意义。更多还原