一、前言
塔里木盆地位于中国西北部新疆维吾尔自治区南部,面积超过56万 km2,以含丰富的油气资源而闻名(图1)。自1986年起至2000年连续三个国民经济和社会发展五年计划(“七五”计划到“九五”计划)期间,国家在塔里木盆地展开了大量以油气勘探与开发为目的的重点科技攻关项目,各相关学科领域的研究都取得了重大成果和进展,其中生物地层学方面的成果已集中体现在周志毅和陈丕基(1990)、Zhou和Chen(1992)、陈金华等(1996)、周志毅(2001)和张师本等(2004)等著作中。
塔里木盆地的中生代地层中含有多门类的生物化石,包括疑源类、轮藻、叶肢介、昆虫、介形类、植物大化石(以下简称植物)和孢子花粉(包括大孢子)等(卢辉楠、罗其鑫,1990;Zhou and Chen,1992;陈金华等,1996;周志毅,2001;张师本等,2004;Peng et al.,2018)。化石的综合研究对全盆地中生代生物地层序列的建立,以及实现盆地内各地域,特别是地表与井下地层之间的对比起着重要的作用(表1)。
图1 塔里木盆地,示中生代大孢子化石产地
Figure 1 Map of the Tarim Basin showing localities of the Mesozoic megaspores
1.库车河(Kuqa River);2.黑孜苇(Heiziwei);3.喀拉吉里岗(Karajiligang);4.杜瓦和杜瓦煤矿(Duwa and Duwa Coalmine);5.普鲁(Pulu);6.江格沙依和齐格勒克(Jianggeshay and Qigelek);7.羊塔6井(Yangta-6);8.英买2井和英买31井(Yingmai-2 and Yingmai-31);9.英买1井(Yingmai-1);10.东河1井(Donghe-1);11.哈1井(HA-1);12.乡1井(Xiang-1);13.轮南1井(Lunnan-1);14.轮南3井(Lunnan-3);15.轮南8井、轮南23井、轮南53井和轮南56井(Lunnan-8,Lunnan-23,Lunnan-53 and Lunnan-56);16.塔河1井(Tahe-1);17.羊屋1井(Yangwu-1);18.草湖1井(Caohu-1);19.普惠1井(Puhui-1);20.群克1井(Qunke-1);21.维马1井(Weima-1);22.满西1井(Manxi-1);23.满参1井(Mancan-1);24.塔中9井(Tazhong-9);25.塔中6井(Tazhong-6);26.塔中1井(Tazhong-1);27.塔中3井(Tazhong-3);28.塔中28井(Tazhong-28)
表1 塔里木盆地中生代岩石地层系统及生物地层序列
Table 1 Mesozoic lithostratigraphic framework and biostratigraphic sequences in the Tarim Basin
表2 塔里木盆地中生代大孢子研究沿革
Table 2 An overview of studies on Mesozoic megaspores of the Tarim Basin
在孢粉学方面,前人已有不少研究成果,但主要是关于小孢子化石的(江德昕等,1988;雍天寿等,1990;詹家祯,1991;刘兆生,1996,1999,2003;徐钰林等,1996;黎文本,2000b;李博秦等,2007;刘格升、魏玲,2007;Peng et al.,2018),少数涉及大孢子的成果一般都是简单的报道,如只综合叙述化石组合或只列出化石名单(表2),极少配以化石图影(杨基端、孙素英,1989;陈金华等,1996;曹正尧等,2001;黎文本等,2001;张智礼、曹立君,2001;张师本等,2004)。黎文本,本书作者之一,在1985年至2000年期间曾参与前述国家科技攻关研究项目的相关课题,先后十余次随课题组同仁赴塔里木盆地开展地质考察,在盆地周边的8个露头剖面和盆地中央塔克拉玛干沙漠覆盖区26个钻井剖面(图1)的中生代地层中采集了大量孢粉样品(包括岩块、岩心和岩屑共23件),开展大孢子化石的研究,初步成果已分散见于黎文本(1993,2000a)、陈金华等(1996)、黎文本等(2001)、曹正尧等(2001)及张师本等(2004)文献中,对盆地内中生代地层的划分与对比起着积极作用。本书是此前工作的继续和深入,重点放在大孢子化石的系统分类、属种的形态描述、各工作剖面中的化石记录及其分布、全盆地中生代大孢子地层序列的建立和完善。至于化石带/组合带的时代问题,因经多年来在地质学、古生物学等方面的综合研究,盆地内中生界各岩组的时代认定已有一个为各方接受的方案(张师本等,2004,287页,表6-4),本书一般不做过多讨论。
本研究材料的积累始于“七五”、“八五”和“九五”国家科技攻关计划项目[塔里木显生宙地层综合对比;塔里木盆地中、新生代地层划分和对比(85-101-01-02-06);塔里木盆地覆盖区中、新生代地层基准剖面的建立及其对比(96-111-01-01-09)],其间的课题初始设计、样品采集、地质和钻井资料收集等方面均得到了塔里木石油勘探开发指挥部的指导和大力支持。研究工作得以最终完成依赖于中国科学院战略性先导科技专项(B类)(中生代—新生代早期东新特提斯演化关键阶段的生物与环境演化,XDB26010206)、科技部基础性工作专项(2013FY113000)和国家自然科学基金(克拉通破坏与陆地生物演化,41688103)的经费支持。样品分析由黄凤宝、赵鼎、葛军、何翠玲、茅中飞完成;化石标本各种显微照片的摄制得到李懋、姜庆玲、茅永强、袁留平、樊晓奕、王春朝、方艳、汤晶晶和李鼎宇的悉心协助。笔者向上述人员的辛勤付出表示衷心感谢。还要感谢那些在二十多年前一起赴塔里木的山地、戈壁和大漠调查地质、采集化石、共享艰苦和欢乐的同仁们。周志炎院士和欧阳舒、王伟铭二位教授仔细审阅文稿并提出宝贵意见,谨致谢忱。
在书稿付印前, David J. Batten教授,本书作者之一,因病于2019年2月14日离开了我们。他对本专著的完成贡献良多,谨此表达我们深切的谢意与怀念。
二、地质背景和地层概况
塔里木盆地是一个形成于晚二叠世的陆相盆地,这一时期塔里木地块与北面的伊宁和准噶尔地块相碰撞导致区域抬升和特提斯海从盆地西部退出(陈金华,1990)。此后海水对盆地的影响非常有限,一般仅是延续时间较短暂的局部海侵。相对较显著的海侵发生于早三叠世和晚白垩世—古近纪,前者影响范围包括盆地中部一个狭长的地带(黎文本、何承全,1996),后者则局限于盆地西部(唐天福等,1989)。因此,塔里木盆地的中生界是一系列以陆相为主的沉积物。
中生界在塔里木盆地发育广泛,在盆地周缘地区多有很好的出露。总体上,中生界在塔里木盆地的中、北部发育更为完整和连续,在西、南部地层多有缺失,连续性较差。
在盆地北部,库车河剖面(位于库车县城以北约50 km处)的中生代地层沿库车河两岸自老而新由北向南展布,出露良好,除缺失上白垩统外,层系发育几乎完整,可作为盆地中、北部的代表剖面,兹描述于下①。
上覆地层古近系(E)
库姆格列木群(E1-2km) 下部为灰色石灰岩、泥灰岩、砾状灰岩和棕色泥岩;中部为灰棕色砂砾岩、细砾岩夹棕色泥岩和石膏;上部为棕色泥岩夹砂岩和团块状石膏 466.19 m
不整合
白垩系(K)
下白垩统(K1)
巴什基奇克组(K1bs) 棕色砾岩、红色砂岩,夹红褐色泥岩 214.87 m
不整合
卡普沙良群(K1kp)
巴西改组(K1b) 棕色细粒砂岩夹棕色泥岩 180.63 m
舒善河组(K1s) 灰色、灰紫色、紫红色泥岩和泥质粉砂岩互层,中上部为蓝灰色、杂色薄层状泥质粉砂岩。在拜城县铁列克镇剖面(又称:卡普沙良河剖面),本组产组成相当丰富的孢粉组合,主要的属有 Cicatricosisporites、Schizaeoisporites、Lygodiumsporites、Converrucosisporites、Pilosisporites、Impardecispora、Classopollis和Dicheiropollis等(黎文本,2000b)1056.47 m
亚格列木组(K1y) 棕色块状砾岩夹棕色泥岩73.17 m
不整合
侏罗系(J)
上侏罗统(J3)
喀拉扎组(J3k) 深褐色和棕色砂砾岩20.07 m
齐古组(J3q) 深褐色和棕色泥岩夹砂岩。下部夹紫色泥灰岩薄层。化石有:双壳类 Pseudocardinia ovalis;轮藻 Aclistochara abshirica、A. minima和A. sublaevis;介形类 Darwinula sarytirmenensis、D. magna、D. impudica、D. giganimpudica、D. subimpudica、D. lufengensis、D. paracontracta、Timiriasevia menglaensis、T. parva和T. mackerrowi(曹正尧等,2001)238.11 m
中侏罗统(J2)
恰克马克组(J2q) 鲜绿色、黄绿色泥岩、粉砂岩和细粒砂岩,夹薄层泥灰岩。化石有:双壳类 Pseudocardinia lanceolata(曹正尧等,2001);轮藻 Aclistochara sublaevis和A. abshirica(曹正尧等,2001);叶肢介 Euestheria singkiangensis、E. manzhuangensis和Triglypta sp.(曹正尧等,2001);介形类 Darwinula impudica和Timiriasevia mackerrowi(曹正尧等,2001);植物 Coniopteris sp.(曹正尧等,2001);孢粉 Cyathidites-Classopollis组合(刘兆生,2003) 191.00 m
克孜勒努尔组(J2k) 底部为黄灰色砂砾岩、砾岩;下部为灰色、深灰色泥岩、碳质泥岩、页岩与黄灰色粉砂岩互层,夹煤层;中、上部为黄灰色砂岩和灰绿色泥岩互层,夹有薄煤层。化石有:双壳类 Pseudocardinia ovalis和Qiyangia sp.(曹正尧等,2001);介形类 Darwinula sp.(曹正尧等,2001);植物 Cladophlebis magnifica、C. sp.、Coniopteris hymenophylloides、C. burejensis、Czekanowskia cf. setacea、Desmiophyllum sp.、Equisetites cf. lateralis、Ginkgoites lepidus、Neocalamites sp.、Phoenicopsis angustifolia和Pityophyllum longifolium(曹正尧等,2001);孢粉 Cyathidites-Neoraistrickia-Disacciatrileti组合(刘兆生,2003);大孢子 Minerisporites volucris-Erlansonisporites exquisitus组合带 927.76 m
下侏罗统(J1)
阳霞组(J1y) 绿灰色泥岩和黄灰色砂岩互层,夹砾岩及薄煤层。化石有:植物 Cladophlebis suluktensis、Coniopt
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