四川省石棉縣孟獲城新近系-第四系昔格達組孢粉組合特征

白憲洲，王玉婷，文 龍，尹建華

四川省石棉縣孟獲城新近系-第四系昔格達組孢粉組合特征

白憲洲1，3，王玉婷1，3，文 龍1，3，尹建華2

（1.四川省地質調查院，成都 610081；2.四川省地質礦產勘查開發局一〇八地質隊，成都 610081；3.稀有稀土戰略資源評價與利用四川重點實驗室，成都 610081）

通過對四川石棉縣孟獲城新近系-第四系昔格達組的巖性組合、沉積構造及孢粉組合特征研究，得出其下部為含中細礫粗砂巖與粉砂質泥巖互層，中部為細礫巖夾煤線，上部為粘土巖夾煤線，沉積環境為河流—濱至淺湖。所有樣品中都含有大量的蕨類植物，蕨類孢粉中含量最多的是水龍骨科（）。木本針葉植物中含量最多的屬種為松屬（）、鐵杉（）。闊葉木本植物總體相對較少，含量最多的屬種為榆（）。草本植物含量較多的屬種為蒿屬（）、禾本科（Gramineae）等。可劃分為六個孢粉組合，其植被面貌及其植被反映的古氣候變化存在周期性變化，由溫暖濕潤的針闊葉混交林（第一孢粉組合）—寒冷濕潤的針葉林（第二、三孢粉組合）—溫暖濕潤的針闊葉混交林（第四孢粉組合）—寒冷濕潤的針葉林（第五、六孢粉組合）。為該區新近紀-第四紀環境演化研究提供基礎資料。

孟獲城；昔格達組；孢粉組合；古環境

昔格達組是袁復禮1958年命名于會理縣紅格鄉昔格達村的地層單位，原稱“昔格達層”。原義指屬山間盆地沉積的一套含褐煤的砂、泥（粘土）沉積物，時含礫巖(袁復禮，1958)。《四川省巖石地層》（1997）將其修訂為：“淺灰黃色細砂巖、粉砂巖及粘土巖不等厚韻律互層，含鈣質結核或條帶，底部常有不穩定的礫巖，含植物及孢粉化石，厚150～1000m，不整合覆于前震旦系至侏羅系不同層位之上，并為第四系松散沉積物局部不整合覆蓋”。該套地層主要出露于青藏高原東南緣金沙江干流及其支流谷（徐則民等，2011）。在石棉縣孟獲城一帶也有少量出露。因其特殊的大地構造位置及易于發生滑坡等工程特性而具有重要的基礎地質意義和工程意義。而因其沉積時代較新而與活動構造的演化又有著密不可分的聯系。昔格達組細粒沉積主要發育水平層理，橫向延伸穩定，主要為湖相沉積（徐則民等，2011；張翼西，2013；王書兵等，2006），這已是人們的共識，到目前為止，不同學者獲得的測年結果差異甚大，從429×104年到36×104年（徐則民等，2011），4.5～2.6MaB.P.（王書兵等，2006；蔣復初等，1999；陳智梁等，2004；姚海濤等，2007）。昔格達組地層測年結果存在很大的不確定性。

圖1 孟獲城地區地質簡圖及實測剖面位置圖

1.全新統沖洪積物；2.更新統沖洪積物；3.昔格達組；4.白果灣組；5.青白口紀蘇雄組；6.二長花崗巖；7.花崗閃長巖；8.閃長巖；9.輝石閃長巖；10.輝長巖；11.實測剖面位置；12.產狀

以往的昔格達地層研究主要集中在剖面巖性識別和年代測定方面，徐則民又從物源分析的角度提供了沉積物(巖)物源區位置、氣候條件、大地構造背景、母巖類型與組合特征、搬運距離及路徑等重要信息（陳智梁等，2004；徐則民，2011）。但從孢粉角度研究昔格達組，特別是對西昌北部孟獲城地區的昔格達組古環境演化的工作較少，因此本文基于甘孜州1∶25萬活動斷層普查項目和中國地質調查局龍門山-滇中成礦帶通安和寧蒗地區地質礦產調查項目四川1∶5萬孟獲城等6幅區域地質礦產調查子項目，對四川省石棉縣孟獲城一帶的昔格達組進行剖面實測和孢粉分析，并對其古環境演化進行了研究（圖1）。

1 地質背景及剖面列述

研究區地層屬華南地層大區揚子地層區中的康定地層分區。區內基底巖系大面積出露，蘇雄組火山巖發育，古生代以海相沉積為主，中生代為斷陷盆地沉積。主要包括中元古界、青白口-南華系、震旦系、寒武-白堊系、新近系-第四系（白憲洲等，2017，2019）。昔格達組主要分布于孟獲城、馬木勒妥、巴苦等地，面積5.92km2。總體表現為一套弱固結的礫石層、粗砂層，間夾粘土層，局部含有泥炭層。未見底，頂部被第四系沖洪積物超覆（圖1）。在孟獲城、小營盤一帶厚58.5m。總體表現為灰色、青灰色粗-中礫石層、中-細礫石層、細砂層、含中細礫粗砂層夾灰、青灰色粉砂質泥巖（粘土巖）、泥質粉砂層，灰黑色、灰褐色泥褐煤層。

圖2 孟獲城昔格達組實測剖面圖及孢粉采樣位置

1.第四系全新統沖洪積；2.昔格達組；3.含巨礫粗礫石層；4.含巨礫中礫石層；5.粗-中礫石層；6.中-細礫石層；7.細礫石層；8.含中-細礫粗砂層；9.含細礫粗砂層；10.含中礫石細砂層；11.細砂巖；12.泥質粉砂巖；13.粉砂質泥巖；14.煤線

1.1 剖面列述

該剖面位于石棉縣孟獲城地區的河谷東側，經緯度坐標：102°18′42″E，28°55′04″N。剖面全長63m，測制方向向東。剖面露頭條件較好，未見底，上與第四系沖洪積物呈角度不整合接觸。剖面主要控制了昔格達組的巖性組合（圖2）。

分層描述如下：

上覆地層：第四系沖洪積（Qhpal）

～～～～～～角度不整合～～～～～～

（未見底）

1.2 巖性組合及分段特征

本剖面總厚度大于58.50m。巖性總體上表現為灰色、青灰色粗-中礫石層、中-細礫石層、細砂層、含中細礫粗砂層夾灰、青灰色粉砂質泥巖（粘土巖）、泥質粉砂層，灰黑色、灰褐色泥褐煤層。其中，礫石層中礫石多呈次圓狀、次棱角狀、扁平狀、無分選性，大小混雜，礫間為粘土、砂質充填，具基底式結構，弱固結或未固結。而粉砂質泥巖（粘土巖）、泥質粉砂層、泥褐煤層，含礫粗-細砂層多呈半固結，固結程度相對礫巖好（圖3）。

疊瓦狀構造（1層）碳化植物化石（2層）含礫石細砂層中平行層理（4層） 褐煤煤線（8層）泥質褐煤層（16層）細礫巖夾泥褐煤（31層）

1.3 基本層序特征

基本層序主要有以下幾種：下部表現為含中細礫粗砂巖與粉砂質泥巖互層（圖4A），單個層序厚度在2～3m。中部表現為細礫巖夾煤線（圖4B），單個層序厚度在3～4m。上部表現為粘土巖夾煤線（圖4C），單個層序厚度在1～2m。沉積環境為河流—濱至淺湖。

前人對區域研究表明：昔格達組可分為上、下兩部：下部為角礫和粗砂層，角礫為棱角狀巖屑，礫徑一般為厘米級，成分為變質巖和深成巖，無分選性，由砂泥質雜基支撐，排列顯成層性并略向河谷傾斜，厚約30m；上部以薄層狀粘土和粉砂互層為主，偶夾粗砂細礫層及鐵質薄層，水平層理或紋層，厚約411m。上、下部之間為角度不整合（陳智梁等，2004）。從本剖面的巖性組合來看，本區的昔格達組應為上部。據前人研究，西昌昔格達組形成于現今河流體系出現之后,其沉積環境應為安寧河局部下陷形成的斷陷湖盆,其沉積物來源具有很強的局地性（徐則民等，2011）。

2 樣品分析過程

所有的孢粉樣品的室內分析處理，在中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室顯微結構分室進行，采用常規酸堿法處理及重液浮選法富集。對孢粉的統計、鑒定工作在Olympus BX50生物顯微鏡下完成。其具體實驗流程如下：①樣品100g（干重），對新生代樣品加入石松孢子片一粒（內含石松孢子275 000）放入1 000mL塑料燒杯；②樣品要統一編號，要記錄下樣品號與對應的燒杯編號；③加入120mL濃鹽酸（一瓶500Ml HCL加四個樣品），加酸后用玻璃棒充分攪拌，以便反應充分，放置反應10個小時左右，再在每個樣品加30mL HCL，再攪拌后靜置5個小時；④加滿水，充分攪拌后靜置4～5小時后把上層清液倒掉，然后再加滿水；⑤重復步驟4～5次，直至中性，最后一次把水倒掉后加入HF（水要盡量剩的少）；⑥每個樣品加HF90-100mL（500mL的HF可以加5～6個樣品），加酸后充分攪拌，注意：玻璃棒再攪完HF后要馬上清洗干凈，以免腐蝕玻璃，靜置10個小時左右，加水攪拌后靜置；⑦重復步驟4～5次，最后一次把水倒掉后不再加水，靜置4～5個小時，然后再將燒杯內剩余的水倒掉；⑧轉入大離心管進行離心，大離心管的編號要與燒杯號一一對應，離心10分鐘后將上清液倒掉，將大離心管倒置與干凈的試驗臺上12小時（注意：最后大離心管中的固體樣品不能超過管長的三分之一，樣品過多時，同一樣品可同時分裝2～3個大離心管，管號一致）；⑨將大試管中樣品用玻璃棒攪勻后，加入重液（鋅75g，碘化鉀645g，氫碘酸655mL，配重液時都加兩倍的量進行配制）充分攪拌均勻后放入離心機內離心20分鐘，然后將上層液體倒入裝有5%的冰醋酸溶液的玻璃小燒杯中靜置12小時；⑩將上部清液倒入容器中以便回收重液，將燒杯底部渾濁的液體倒入10mL離心管中離心10分鐘（編號與大離心管相同），重復這個步驟，樣品不夠加入少量清水補足，直至離心后試管內液體呈中性即可。?在顯微鏡下鑒定、計數。

圖4 孟獲城地區昔格達組基本層序圖

3 孢粉記錄

3.1 孢粉分析結果

本次孢粉分析結果見表1。由表1可見：所有樣品中都含有大量的蕨類植物，其中含量較多的是PM104-32bf1、PM104-29bf1、PM104-31bf1和PM104-2bf1，蕨類孢粉中含量最多的是水龍骨科（）。對于木本針葉植物，含量較多的樣品為PM104-4bf1、PM104-22bf1、PM104-20bf1。木本針葉植物中含量最多的屬種為松屬（）、鐵杉（）。對于闊葉木本植物，總體相對較少，其中含量較多的樣品為PM104-17bf1、PM104-16bf1，含量最多的屬種為榆（）。草本植物含量較多的樣品為PM104-2bf1、PM104-11bf1、PM104-17bf1，其中含量較多的屬種為蒿屬（）、禾本科（Gramineae）等，典型孢粉圖版見圖5。

表1 PM104孢粉屬種名稱及百分含量統計表

圖5 典型孢粉圖版（圖中線條比例尺代表20μm）

3.2 孢粉組合特征

據該剖面各樣品所含孢粉含量和組成成分的變化，可以劃分為六個孢粉組合（圖6），具體如下：

第一孢粉組合：可稱為水龍骨（）（松）（櫟）組合，代表的樣品有：PM104-2bf1。

該組合以木本植物花粉占優勢，其中針葉樹種有松屬、云杉、羅漢松和鐵杉；闊葉樹種以常綠櫟、落葉櫟、槭為主，楓香、椴樹和楓楊等經常見及；其它還見有胡桃、榆、桑、漆樹等屬花粉。蕨類植物孢子含量位居第二，以水龍骨科的光面類和瘤面類為主，其它還見有卷柏、里白、海金砂、紫萁等。草本植物花粉含量較低，以水生草本植物占優勢，其中以香蒲、莎草、狐尾藻為主。陸生草本植物花粉含量較少，出現有禾本科、十字花科等。藻類植物孢子僅見有環紋藻一屬，苔蘚類同樣僅見有水蘚一屬。

從該孢粉帶組合面貌看，其植被類型應以闊葉、針葉林為主，林下灌草叢生，蕨類植物繁盛的一種混交林，水域分布較廣，所反映的氣候應為溫暖潮濕的氣候。

第二孢粉組合：可稱為（松屬）-（鐵杉屬）孢粉組合，代表的樣品有：PM104-4bf1。

該樣品所含孢粉組合特征顯著，類型單一，以木本植物中針葉類雙氣囊類花粉占絕對優勢，含量達80%以上，以松屬、云杉屬、雪松屬、冷杉屬為主；其次是單氣囊類的鐵杉屬；個別見有水龍骨科孢子，其它類型時有出現。由此可以看出當前孢粉組合所反映的植被類型屬暗針葉林，氣候較寒冷，屬于冷濕氣候期。

第三孢粉組合：可稱為水龍骨科（）（松）組合，代表的樣品有：PM104-7bf1、PM104-8bf1、PM104-11bf1、PM104-13bf1。

該孢粉組合與第一孢粉組合存在可比性，二者均以木本針葉類松屬花粉和蕨類水龍骨科的孢子占優勢。組合中蕨類植物孢子含量最高，類型較多，個別樣品占據絕對優勢，以水龍骨科孢子為主。木本植物花粉中針葉類植物花粉中以松屬花粉為主，其次是鐵杉；闊葉類花粉含量低于針葉類，以闊葉類的櫟屬花粉含量較高為特征；偶見有陸生和水生草本植物花粉，但含量均較低。

圖6 孟獲城昔格達組孢粉變化趨勢圖

從孢粉組合面貌分析，認為該組合代表一種溫濕氣候條件下針葉為主的森林植被，林下蕨類植物繁盛。

第四孢粉組合：可稱為水龍骨科（）（鐵杉）Ulmaceae（榆科）組合，代表的樣品有：PM104-14bf1、PM104-16bf1和PM104-17bf1。

上述三塊樣品的孢粉組成與前述的三個組合不同之處表現在：①組合中出現較多的木本闊葉類喜溫植物花粉，如榆科、胡桃科和樺科以及殼斗科；②木本針葉類植物花粉含量在組合中仍占優勢，但組成類型發生改變，由松屬占主導地位轉變為以鐵杉屬占優勢；③蕨類植物孢子中為發生顯著變化，仍以水龍骨科為主，其它三縫孢類時有出現；④草本植物花粉較少，偶有出現。

由此判斷，當前孢粉組合代表的孢粉植物群說明當時氣候仍保持在溫濕狀態，但植被類型轉化為針闊葉混交林，林下蕨類植物極為繁盛。可以推斷該時期沉積地貌發生變化，海拔高度減低。

第五孢粉組合：可稱為云杉（）松屬（）高含量組合，代表的樣品有：PM104-20bf1和PM104-22bf1。

本孢粉組合特征與第二孢粉組合基本面貌相近，均以喜寒的暗針葉林植物花粉為主，只是當前孢粉組合較第二孢粉組合出現更多的云杉屬植物花粉。現生云杉植物多分布在北溫帶海拔2000m的高山或亞高山地帶，是一種典型的寒冷植物。本組合該植物含量超過廣溫性的松屬，說明該沉積時期當時的氣溫較第二孢粉組合代表的時期更冷，屬于寒冷氣候。

第六孢粉組合：可稱為水龍骨科（e）（松）組合組合，代表的樣品有：PM104-29bf1、PM104-33bf1和PM104-38bf1。

該組合在孢粉組成成分、各類型含量變化與第三孢粉組合極為相近，故在此不再贅述，各孢粉成分百分含量詳見表1。

4 討論與結論

本次研究通過對石棉縣孟獲城地區新近系-第四系昔格達組進行實測和孢粉組合特征進行研究，雖然沒有獲得該地層的形成年代數據，但通過與區域上對比，該區出露的地層應為區域上昔格達組的中上部，這個時期，其植被面貌及其植被反映的古氣候變化存在周期性變化，即由溫暖濕潤的針闊葉混交林（第一孢粉組合）—寒冷濕潤的針葉林（第二、三孢粉組合）—溫暖濕潤的針闊葉混交林（第四孢粉組合）—寒冷濕潤的針葉林（第五、六孢粉組合），也就是說，本區的古環境經歷了溫暖濕潤—寒冷濕潤—溫暖濕潤—寒冷濕潤的氣候變化特征。張翼西曾對西昌地區的孢粉組合特征進行過研究，得出了山地荒漠帶、荒漠帶、亞高山針葉林帶、典型荒漠帶四個帶(張翼西，2013)之環境演化特征，與本次研究結論基本一致。

對青藏高原新構造運動和隆升過程的研究表明，更新世以來，青藏高原發生強烈和快速隆升，主要表現在鮮水河斷裂、小江斷裂、安寧河斷裂、紅河斷裂和則木河斷裂的強烈走滑作用，以及這些斷裂所圍限的川滇菱形地塊向SSE方向運動，并造成大面積升降運動和差異性斷裂運動。攀西地區昔格達湖盆形成和演化發生于上新世-早更新世，正處于青藏高原快速隆升與邊緣盆地的沉降階段，本區的昔格達組沉積可能發生于橫斷事件（3.9～3.4Ma）和元謀事件（1.1～0.8Ma）之間（張岳橋等，2004；2016）。本區的孢粉總體表現為高寒特征，暗示此時高原已有一定程度的隆升。

致謝：匿名評審專家對論文的修改提出寶貴建議，在此表示感謝!

袁復禮．1958，中國西南區第四紀地質的一些資料[J]．中國第四紀研究．2(1)：130-140．

徐則民，劉文連，黃潤秋，張國海．2011，西昌昔格達組物質組成及源區分析[J]．第四紀研究．31(02)：378-396．

張翼西．2013，四川攀西地區上新世—早更新世昔格達原型湖盆性質研究[D]．中國地質大學（北京）．

徐則民，劉文連．2011，昔格達組地層研究中需要注意的若干關鍵問題[J]．地學前緣．18(05)：256-270．

王書兵，趙志中，喬彥松，蔣復初．2006，瀘定昔格達組時代認定與古環境[J]．第四紀研究．(02)：257-264．

蔣復初，吳錫浩，肖華國，趙志中．1999，四川瀘定昔格達組時代及其新構造意義[J]．地質學報．(01)：1-6．

陳智梁，孫志明，L. H. Royden，張選陽．2004，四川瀘定昔格達組的堰塞湖成因及其意義[J]．第四紀研究．(06)：614-620．

姚海濤，趙志中，喬彥松，李朝柱，王書兵，王燕．2007，四川冕寧昔格達組磁性地層學初步研究及意義[J]．第四紀研究．(01)：74-84．

徐則民．2011，金沙江寨子村滑坡壩堰塞湖沉積及其對昔格達組地層成因的啟示[J]．地質論評．57(5)：675-686．

白憲洲，文龍，王玉婷，伏國通．2017，四川省西昌盆地上三疊統白果灣組地球化學特征及其意義[J]．中國地質調查．4(02)：51-58．

白憲洲，文龍，王玉婷，馬繼躍，巴金，鄢圣武．2019，四川盆地西南緣下三疊統銅街子組-雷口坡組地球化學特征及其古環境意義[J]．四川地質學報39(03)：387-393．

張岳橋，楊農，孟暉，陳文．2004，四川攀西地區晚新生代構造變形歷史與隆升過程初步研究[J]．中國地質．(01)：23-33．

張岳橋，李海龍．2016，青藏高原東部晚新生代重大構造事件與擠出造山構造體系[J]．中國地質．43(6)：1829-1852．

Sporopollen Assemblage of the Neogene-Quaternary Xigeda Formation in Menghuocheng, Shimian County, Sichuan Province

BAI Xian-zhou1,3WANG Yu-Ting1,3WEN Long1,3YIN Jian-hua2

(1-Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081; 2-The108th Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230；3. Valuation and Utilization of Startegic Rare Metals and Rare Earth Resource Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610081)

The Neogene-Quaternary Xigeda Formation in Menghuocheng, Shimian County, Sichuan Province consists ofinterbeds of medium-fine gravelly coarse sandstones and silty mudstones in the lower, fine conglomerate intercalated with coal seam in the middle and clayrock intercalated with coal seam in the upper. The sedimentary environment is river-shore to shallow lake. All of the samples contain large amounts of fern with the largest amount of. Woody conifers are predominated byand. Main broad-leaved woody plant is. The major herbaceous plants areand so on. There are 6 sporopollen assemblages whichreflect a warm and humid climate (assemblage 1), cold and wet climate (assemblages 2 and 3), warm and humid climate (assemblage 4) and cold and wet climate (assemblages 5 and 6), respectively.

Xigeda Formation; sporopollen assemblage; paleoclimate; Menghuocheng

P534.63；P52

A

1006-0995（2021）04-0536-08

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.002

2021-03-17

甘孜州1∶25萬活動斷層普查項目和中國地質調查局龍門山-滇中成礦帶通安和寧蒗地區地質礦產調查項目四川1∶5萬孟獲城等6幅區域地質礦產調查子項目（編號：121201010000150016-04）共同資助

白憲洲（1975— ）男，河北棗強人，博士，高級工程師，從事區域地質調查和地球化學研究工作