侏罗系—白垩系界线时期菊石生物地层特征

作者&投稿:师屈 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
侏罗系—白垩系双壳类生物地层特征~

雏蛤(Buchia)是一个世界性广布的双壳类属,主要存在于晚侏罗世至早白垩世地层 中。它生活周期短,演化迅速、形态奇特,在它生活时期的绝大部分区域,由于菊石属种 单一,因此,往往用雏蛤进行地层划分和对比。晚侏罗世和早白垩世的双壳类雏蛤在北美 和俄罗斯西伯利亚的侏罗系—白垩系地层研究中起着不可或缺的作用。在加拿大西部卑诗 省Jeletzky(1984)利用双壳类雏蛤(Buchia)化石建立了雏蛤的地方性带,用Buchia unschensis与B. volgensis带的界线来识别加拿大北方地区的侏罗系—白垩系界线。
不少学者曾对我国侏罗纪海相双壳类生物地层进行过探讨,如文世宣(1988),Wang et al.(1988)曾建立6个组合;陈金华等(1987,1992,1997)前后建立过早侏罗世和 晚侏罗世6个组合;阴家润、殷鸿福、杨遵仪等(1988,1990)将青藏高原北部侏罗系 双壳类划分为9个组合;沙金庚(沙金庚,1992;Sha et al.,1993,1994)建立过黑龙江 东部东安镇组下部2个组合。孙东立等(2000)总结出11个组合,其中Buchia fischeriana-Buchia unschensis组合见于黑龙江东部饶河东安镇组下部,Buchia fischeriana类 群可能也见于绥滨东荣组顶部。这一组合的时代常被确定为靠近侏罗系—白垩系界线附 近,在西伯利亚北部和格陵兰东部,两指引种的延伸带均为上伏尔加(Volgian)阶— Berriasian阶底部,大致与菊石Craspedites taimyrensis,Chetaites chetae和C.sibiricus带相当。以大量地方性种为代表的B.gucuoensis-B.shuomoensis组合(休莫组和古措一组苟宗海,1994,1997)大致可与此组合对比。藏北冈底斯—念青唐古拉—喀喇昆仑—横断山区晚 侏罗世晚期,班公错-怒江小洋盆(缝合带)闭合造成海退,那里迄今未发现Tithonian 期海相双壳类,而雪山组下部或索瓦组顶部则含有Kimmeridgian阶的Entolium comeolum- Myopholas multicostata组合。
西藏白垩纪双壳类生物的研究取得了一定进展,文世宣(1999)研究了青藏高原白垩 纪双壳类生物地理,认为雅鲁藏布江缝合带为白垩纪双壳类地理分布的主要控制界线。早白 垩世期间,雅鲁藏布江缝合带以南的喜马拉雅地区的双壳类Retroceramus,Nototrigrnia,Maccoyella,Eyrena等与澳大利亚、南极、东非、南美等原冈瓦纳古陆各部分的相似,缝合 带以北的Gervillaria,Caestocorbula,Myopholas和Trigonioides等,则是限于特提斯北缘及亚 洲大陆东部的分子。到晚白垩世随着印度次大陆的向北漂移,特提斯洋缩小,两类型双壳类 逐渐混合。至马斯特里赫特(Maastrichtian)期,喜马拉雅地区终于出现了在暖水的特提斯 地区早就出现了的礁相固着蛤Bournonia,Praeradiolite,Biradiolites等。
前人对侏罗系—白垩系界线时期的双壳类雏蛤(Buchia)化石进行了一定程度的研 究。黑龙江东部出露有相关的海相地层,Sha et al.(1994)对晚侏罗世和早白垩世的雏 蛤化石做了研究,为进一步的分类和生物古地理研究打下了基础。沙金庚(1985,1991,1992)研究了黑龙江省饶河县东安镇西部东安镇组最高层位为Buchia pacifica层,确定为 下白垩统雏蛤组合。陈金华(1992)研究黑龙江省绥滨地区晚侏罗世雏蛤带时,最高层 位为Buchiafischeriana,确定为上白垩统雏蛤组合。万晓樵等(2000)在界线附近发现了 较连续的该双壳类化石层位,为界线确定提供了直接证据。Li et al.(1988)最先对西藏 南部上侏罗统和下白垩统的雏蛤做了研究,但由于化石采集层位的局限,没能明确 Berriasian期的化石特征。特提斯喜马拉雅地区上侏罗统至下白垩统,经苟宗海(1990,1994,1997)研究显示,最高层位为Buchia piochii-Buchia gucuoensis雏蛤组合(产于休莫 组上部),但未见喜马拉雅地区下白垩统雏蛤的研究报道。夏遵义等(2005)研究了1999 年中国地质大学阴家润教授和西藏地质局等人实测的藏南喜马拉雅地区聂拉木至古措地区 的6个剖面(拉弄拉剖面、古措剖面、布氏蛤剖面、普热剖面、三牛沟剖面、扎顿剖面)的雏蛤后,发现该地区除前人发现的晚侏罗世雏蛤外,也含有早白垩世的雏蛤属种Buchia subokensis,产于三牛沟剖面。这6个剖面可识别出4个雏蛤组合,首次记述了该区层位最 高的雏蛤组合。同时,新发现的Buchia subokensis雏蛤生物组合为藏南存在下白垩统提供 了新的生物证据。

西藏南部海相侏罗系、白垩系分布广泛,是目前国内已知唯一可以进行侏罗系—白垩 系界线生物地层研究的地区。已经知道,连续的海相侏罗系和白垩系沉积地层剖面主要是 在江孜、浪卡子和聂拉木等地区。前人对该区侏罗纪、白垩纪菊石所做的研究工作主要 有:海登(Hayden,1903 ),杜维叶(Douville,1916 ),赵金科(1976),张启华 (1983),刘桂芳(1983;1988a,b),刘桂芳和王思恩(1987),万晓樵(1985,1989),徐钰林等(1989),孙冬立等(2000),Yin et al.(2004)等。但是,前人在这些地区采 集的化石标本均缺乏严格的层位控制,就界线地层的研究而言,首先需要化石标本能够提 供菊石化石带的识别基础,其次是化石分类学研究要有生物地理区系的概念。遗憾的是,到目前为止,有关西藏喜马拉雅地区的侏罗系—白垩系界线地层的讨论均难以满足上述要 求(刘桂芳,1988;徐钰林等,1989)。
西藏南部侏罗纪—白垩纪古地理特征按照构造区划和动物群特点属于西南太平洋生物 地理分区。它和西特提斯欧洲地区的动物群有一定的联系,也和环太平洋的日本、东太平 洋的安第斯、墨西哥的动物群存在着生物群扩散和交流的证据。已发现有西南太平洋区特 有的地方性属和多样性的动物群,如Haplophylloceras,Blanordiceras,Himalayaites,Corognoceras,Spiticeras,Subthermannia,Substeueroceras及Virgatosphinctes。它们之中,分 别有一些种和东太平洋区、北方西伯利亚区可以比较和对比。
在喜马拉雅地层区,上侏罗统和下白垩统为整合接触,大体都以暗色细碎屑岩为主,富含菊石化石,这对侏罗系—白垩系界线的研究是一个非常有利的条件。
喜马拉雅特提斯沉积南带白垩纪菊石研究较早。印度人海登(Hayden,1903)对岗 巴地区白垩系作了较为详细的调查,对白垩纪地层进行了划分。杜维叶(Douville)在 1916年发表了海登所采集的白垩纪菊石化石。赵金科(1976)通过对由中国科学院西藏 综合考察队及有关单位所采集的菊石的研究认为,这些菊石主要属Valanginian期和Albian 期,少数属Cenomanian期。张启华(1983)研究了岗巴地区Campanian期菊石化石。但 对西藏喜马拉雅区侏罗系—白垩系界线附近的菊石群特征做过较多研究的当属刘桂芳。聂 拉木地区侏罗系—白垩系界线剖面最早是由刘桂芳(1988)报道的,她认为该区古措剖 面是东亚地区已知最好的侏罗系—白垩系连续海相沉积剖面,并在“古措一组”中发现 大量菊石,鉴定出菊石带化石分子Berriasella jacobi及该属的其他20余种。与B.jacobi共 生的还有Spiticeras negreli,S. robustus和Hapliphylloceras strigile等重要类型。古措二组连续 沉积于古措一组之上,无明显岩性变化,但因其中产有欧洲Berriasian阶底部的Grandis带 化石,故将其与古措一组分开,并暂作为白垩系的底部,与侏罗系分界。刘桂芳通过当时 的对比,将B.jacobi带归于Tithonian阶的顶部。根据最新的国际地层划分标准,含B. jacobi 菊石带的“古措一组”应属于白垩系最底部的Berriasian阶,其下砂岩层是侏罗系—白垩系 的分界位置。徐钰林等(1989)曾对西藏地区侏罗纪、白垩纪菊石动物群作了阶段性的总 结。2000年,孙冬立等系统总结了前人的研究工作,认为我国喜马拉雅侏罗系—白垩系菊 石动物群面貌基本与欧洲的近似,与邻近的东南亚、印度尼西亚、西亚和北非也具有较一致 的特点。并建立了一些可与特提斯区系标准菊石带对比的生物带和组合,即Tithonian阶的 Aulacosphinctoides-Gymnodiscoceras组合,Aulacosphinctes-Virgatosphinctes 组合和Berriasella jacobi-Blanfordiceras acuticosta-Himalayites组合;Berriasian阶底部的Berriasella grandis组合。
Yin et al.(2004)研究了侏罗系顶部门卡墩组页岩中丰富的菊石化石,将其划分为5 个Tithonian期化石组合,由老到新依次是:Virgatosphinctes-Aulacosphinctoides组合; Uhligites-Aulocosphinctes组合;Haplophylloceras pinque组合;Blanfordiceras wallichi组合和 Haplophylloceras strigile-Corongoceras-Himalayites组合。在门卡墩组与古措组之间的砂岩中 仅见到菊石Corongoceras sp.。古措组的主体是一套黄绿色页岩和粉砂岩,含有较多钙质和 泥质结核,菊石化石较丰富,属于Spiticeras组合,出现有白垩纪的典型分子,如 Cuyaniceras和Sarasinella。侏罗纪Tithonian期的代表化石在古措组已完全消失。同时,对 聂拉木古措地区的菊石研究工作进行了总结,并提出了自己的观点,认为赵金科 (1976)、张启华等(1983)、刘桂芳(1988a,b)认定的早白垩世的Berriasella属的所有 种应为Blanfordiceras,且大多数应为Blanfordiceras wallichi,而Howarth(1998)研究也门 (Yemen)南部Wadi Hajar地区晚侏罗世和早白垩世菊石动物群时,认为Blanfordiceras的 年代是Tithonian晚期,聂拉木地区没有白垩纪Berriasian阶的菊石证据。另外,他们对 Tithonian期—Berriasian期喜马拉雅地区的菊石生物带的研究中,提出以Haplophylloceras strigile-Himalayites-Corongoceras和Spiticeras组合带,作为划分侏罗系—白垩系界线的标准,并和其他地区的Tithonian期—Berriasian期的菊石生物进行了对比。
在本研究过程中,曾先后多次到研究区采集菊石化石样品,并且邀请俄罗斯科学院古 生物研究所资深科学家Vasily V.Mitta博士共同参与野外和实验室工作。但是,由于各种 条件制约,所采集的样品中,得到的菊石标本并不理想。在对有限的菊石标本鉴定过程 中,得到阴家润教授的倾力支持和帮助,顺利完成种属的鉴定和时代的划分。尽管数量有 限,但还是具有重要的比较和辅助价值。

海相白垩系的底界经过1973年里昂国际会议的投票表决,确认以Berriasella jacobi作为 最老的白垩系的底部菊石带。但是,由于侏罗系—白垩系之交的地层在许多地区有着不同的 地方阶名(例如,Portlandian,Volgian,Rjasannian,Tithonian,Berriasian等)。所以要确定 一条能够适合上述不同地理区系的统一的侏罗系—白垩系界线似乎是非常困难的。北方海区 动物群以西南欧地区为代表,它们之间的生物地理区系的差异导致不能对界线地层的讨论更 加深入。例如,Berriasella是南欧环地中海地区的属,它的分布除了在西班牙、法国、意大 利、克里米亚和高加索等地之外,鲜见于中、南欧以外的地区。南美的墨西哥、智利等地的 侏罗系—白垩系界线地层生物群的研究近年来获得较大的进展,在那里有典型的地方性属 Substeueroceras作为最年轻的侏罗纪菊石化石带(Riccardi,1992;Howarth,1995)。

晚侏罗世和早白垩世期间,按照菊石动物群可以划分出北方大区和特提斯大区 (Hallam,1992)。北方海区的范围大致包括加拿大北部和美国阿拉斯加地区,欧洲英国北 部地区,格陵兰岛,俄罗斯的远东西伯利亚和日本北部。特提斯范围广大,按照东特提斯 洋的南北两岸可以识别出南岸为冈瓦纳特提斯,北岸称之为华夏特提斯。传统上认为,北 方海区属于冷温型气候带,特提斯海区为暖温型气候带。在此生物地理区格局下,还可以 进一步识别出东太平洋生物地理分区(以北美东海岸和南美东海岸为主);埃塞俄比亚地 理分区(以印度的卡奇地区、马达加斯加、西印度的斯匹提地区为代表)。Enay(1998)认为,以印度尼西亚、澳大利亚和东喜马拉雅地区等地构成的西南太平洋生物地理分区在 性质上可以和北方海区类比,表现出以地方性动物群为主,属种单调、生物分异度低,但 是个别种群数量丰富。实际上,侏罗系—白垩系之交在全球的许多地区都存在这种情况,不同的地区产出不同的地方性生物群,难以进行全球性对比。在Tithonian早期,苏拉- 新圭亚那生物省和印度-马达加斯加生物省的菊石动物群开始融合,两省之间的区分变得 模糊。Uhligites的各个种几乎遍布苏拉-新圭亚那、西印度卡奇、斯匹提、中国阿里地 区、尼泊尔和聂拉木地区。早Tithonian后期的Aulacosp hinctoides-Virgatosp hinctesdensep licatus组合和Berriasian期的Haplophylloceras-Blanfordiceras组合也都一直持续着这一特点。其结果是,特提斯喜马拉雅地区在Tithonian—Berriasian期的菊石动物群既难以和西特提 斯地中海类型动物群比较,又难以和北方海区类型动物群比较(阴家润等,2000)。



白垩纪的介绍急需,谢谢
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