鄂爾多斯盆地宜川地區(qū)二疊紀孢粉化石組合特征

高存山

(山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276600)

0 引言

鄂爾多斯盆地是中國大型的含油氣沉積盆地，集油氣、煤和鈾于一盆，能源及礦產(chǎn)資源豐富。盆地處于中國東西南北四大不同構(gòu)造域活動影響的復合部位，現(xiàn)今盆地北跨烏蘭格爾基巖凸起與河套盆地為鄰，南越渭北隆起帶與渭河盆地相望，東接晉西撓褶帶與呂梁隆起呼應，西經(jīng)沖斷構(gòu)造帶與六盤山、銀川盆地對峙，總體輪廓呈矩形，面積約25×104km2(圖1)。近年來，鄂爾多斯盆地上古生界天然氣勘探不斷取得突破，發(fā)現(xiàn)和探明了蘇里格、烏審旗及榆林3個大氣田，山西組和石盒子群是重要的天然氣產(chǎn)層[1]。

孢粉化石的研究與石油勘探具有十分密切的關系，是石油勘探不可缺少的手段之一。石油鉆探所取的巖心比較小，大化石往往不易發(fā)現(xiàn)，而孢粉化石個體微小，數(shù)量眾多，其種類和組合特征常用來判斷地層的沉積環(huán)境和地質(zhì)時代；同時原油中也可能含有孢粉化石，可以據(jù)其推斷石油運移的路徑，尋找新的油氣藏[2]。

1 鄂爾多斯盆地二疊紀沉積演化

早二疊世山西期，華北地塊整體抬升。海水從盆地東西兩側(cè)開始逐漸退出，對其控制和影響程度也趨于減弱。山西早期，海相沉積特征仍然明顯，由于潮汐作用的影響，發(fā)育殘余陸表海背景下的河控-潮控淺水辮狀河三角洲；山西晚期，伴隨區(qū)域構(gòu)造格局的變遷，海水進一步退卻，僅存在較小規(guī)模的間歇性海侵。伴隨次一級構(gòu)造活動的趨于穩(wěn)定以及前一階段的填平補齊，發(fā)育近海湖盆背景下的淺水曲流河三角洲。該時期隨著中央古隆起的進一步消亡變緩，盆地東西差異基本消失，而南北差異升降開始逐漸增強。

中二疊世下石盒子期，海水從盆地本部完全退出，進入了內(nèi)陸坳陷湖盆的全新演化階段。中央古隆起徹底消亡，盆地東西差異完全消失，而南北差異沉降和相帶分異不斷增強。早期以發(fā)育進積型——加積型淺水辮狀河三角洲為特征，而隨著后期物源區(qū)構(gòu)造活動的減弱以及坡降梯度的減小，形成退積型淺水曲流河三角洲；上石盒子期，盆地南北地形差異逐漸縮小，河流-三角洲沉積體系萎縮，湖泊向北擴展且面積增大；此后，晚二疊世石千峰期，華北地臺進一步加劇抬升，海水撤出大華北盆地，盆地沉積環(huán)境也完全轉(zhuǎn)化為大陸體制[3]。鄂爾多斯盆地蘇里格氣田是我國陸上產(chǎn)能最大的氣田，其主力產(chǎn)氣層——二疊紀石盒子群八段巖性致密，儲層的分布主要受沉積微相控制[4]。

圖1 研究區(qū)位置圖

2 延223井地層特征

延223井早古生代地層自下而上分為本溪組、太原組、山西組，下石盒子群、上石盒子群及石千峰組。山西組和石盒子群是研究的主要群組。其中，山西組又分為兩段(山2、山1段)，下石盒子群分為四段(盒8—盒5段)，上石盒子群也分為四段(盒4—盒1段)，化石樣品采集層位及產(chǎn)出巖性如表1所示。

表1 孢粉化石樣品采集深度及巖性

2.1 山西組

為灰色、深灰色、灰黑色泥巖、粉沙質(zhì)泥巖和煤層與灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰白色、淺灰色細—中砂巖呈不等厚互層，區(qū)域上局部夾灰色灰?guī)r薄層或透鏡體。含孢粉Gulisporitescochlearius，Laevigatosporitesminimus，Radiizonatessolaris，F(xiàn)lorinitesjunior，Verrucosisporitesdonarii，Cycadopitesprolongatus，Radiizonatessolaris等主要屬種，為早二疊世晚期，與下伏太原組呈整合接觸。

2.2 下石盒子群

為一套灰色—深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰白色含氣中砂巖、含礫中砂巖不等厚互層。頂部為一層紫紅色泥巖。深色泥巖中含孢粉Sinulatisporitesshanxiensis，S.sinensis，Piceaepollenitesprolixus，Cyclogranisporitesorbicularis，Leiotriletesconcavus，Piceaepollenitesporrectus，Verrucosisporitesdonarii等重要屬種，屬中二疊世早中期至晚二疊世，與下伏山西組呈整合接觸。

2.3 上石盒子群

為紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及灰色—深灰色泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層，間夾灰色薄層細砂巖，未見化石，與下伏下石盒子組為整合接觸，區(qū)域上局部呈假整合接觸，與上覆石千峰組亦為整合接觸。

3 孢粉化石組合劃分及其地層意義

該文研究的孢粉樣品采自鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的延223井2024.32～2359.47m段，共采集孢粉樣30塊，處理30塊，其中只有8個樣品獲得了孢粉化石(Y3,Y7,Y11,Y14,Y17,Y26,Y30和Y34)，其余樣品中只含有少量的有機質(zhì)碎片，更未見可鑒定的孢粉化石。通過化石的詳細鑒定，共獲得孢粉化石27屬37種。根據(jù)孢粉化石的地史分布延限(圖2)和重要屬種的孢粉圖式(圖3)，可將其自下而上劃分為3個孢粉組合：Gulisporitescochlearius-Laevigatosporitesminimus，Sinulatisporites-Florinites，Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis。樣品中的孢粉組合面貌與華北其他地區(qū)進行對比研究，并沒有發(fā)現(xiàn)任何典型的太原組和本溪組的孢粉化石，基本可以確定這些樣品所代表的地層時代為早二疊世晚期(山西組)-晚二疊世(下石盒子群)。

圖2 鑒定的孢粉化石各屬種及其分布的時代延限圖及劃分的孢粉組合

圖3 重要孢粉屬種孢粉圖式

3.1 Gulisporites cochlearius -Laevigatosporitesminimus組合

樣品主要采自該井的17，26，30和34號樣品，井深范圍為2291.52～2358.91m，屬山西組。主要組成分子包括Schizaeoisporites，Radiizonatessolaris，Verrucosisporitesdonarii，Gulisporitescochlearius，F(xiàn)lorinitesjunior，Laevgatosporites，Punctatosporites等，組成結(jié)構(gòu)類型如圖4所示。

3.1.1 組合特征

(1)蕨類植物孢子在組合中占有絕對優(yōu)勢(93.7%)，花粉已有出現(xiàn)，但含量較少，僅占6.3%。

(2)蕨類孢子中，無環(huán)孢類占據(jù)優(yōu)勢(60.10%)，重要分子有Radiizonatessolaris，Verrucosisporitesdonarii，Schizaeoisporites等；有環(huán)孢子次之(18.30%)，代表性分子有Gulisporitescochlearius；單縫孢子相對較少(15.30%)，見Laevgatosporites，Punctatosporites。

(3)植物花粉數(shù)量雖少，但既有單囊粉Florinites，又有雙氣囊花粉Limitisporites的出現(xiàn)。

(4)在組合中出現(xiàn)或繁盛的屬種眾多，主要有Schizaeoisporitessp.，Patellisporitessp.，Laevigatosporitesminimus，Radiizonatessolaris，F(xiàn)lorinitesjunior，Verrucosisporitesdonarii，Cycadopitesprolongatus等。

(5)Gulisporitescochlearius在該組合高度繁盛。

圖4 組合中各類孢粉化石類型統(tǒng)計圖

3.1.2 區(qū)域?qū)Ρ?/p>

延223井的Gulisporitescochlearius-Laevigatosporitesminimus組合與華北其他地區(qū)(如山東藤縣、山西太原西山、寧武盆地、魯西新汶、冀中地區(qū)、濟寧等地)山西組的孢粉組合十分相似。主要表現(xiàn)在：

(1)蘇維等[5]在山東藤縣煤田山西組建立了GulisporitesCerevus-Sinulatisporitesshanxiensis孢粉組合；在濟陽凹陷二疊紀山西組建立了孢粉組合，孢粉組合特征是以蕨類孢子在孢粉組合中占主要地位，裸子植物趨于繁盛的中期華夏植物群特征[6-10]。

兩種組合特征與該區(qū)組合的基本特征十分相似：①蕨類植物孢子在組合中占有絕對優(yōu)勢，花粉含量較少，但已有出現(xiàn)；②蕨類孢子中，無環(huán)孢類占據(jù)優(yōu)勢，下部地層出現(xiàn)的一些屬種在該層位繼續(xù)出現(xiàn)，有環(huán)孢子含量較下部層位有增加的趨勢，單縫孢子也占有一定的比例，Laevgatosporites，Punctatosporites兩屬在單縫孢中占主導地位；③下伏太原組的一些延續(xù)分子繼續(xù)在該組中出現(xiàn)，但是它們也只是屬于機會分子；④裸子植物花粉Limitisporites也開始出現(xiàn)。

但二者之間也有不同，山東藤縣煤田山西組的孢粉組合中已發(fā)現(xiàn)有Sinulatisporites一屬的出現(xiàn)，該屬在該區(qū)延223井在山西組孢粉組合中并未發(fā)現(xiàn)，而是作為下石盒子群盒8段孢粉組合的命名分子，說明該屬出現(xiàn)于山西組沉積期，繁盛于下石盒子群沉積期。

(2)高聯(lián)達等[11-12]在山西寧武劃分的山西組孢粉組合(第一孢子組合)的特征為：①二疊紀早期太原組的一些屬種繼續(xù)出現(xiàn)在山西組中，主要有Crassispora，Verrucosisporites，Thymospora，Laevigatospotites，Punctatosporites，Spinosporites，Secarisporites，Calamospora，Raistrickia，Convolutispora，Cyclogra-nisporites，F(xiàn)lorinites等；②下部組合一些特有屬種消失或基本消失，主要有Triquitrites，Reinschospora，Ahrensisporites，Lycospora，Densosporites，Striatosporites等；③出現(xiàn)一些華夏植物群特有屬，如：Sinulatisporites，Strammatosporites，Perocanoidospora，Vesiculatisporites；④單縫孢類的一些屬種含量顯著增加，有Torisporaverrucosa，Thymosporathiessenii，T.pseudothiessenii，Spinosporitesspinosus，S.peppersi，Laevigatosporitesvulgaris，L.minimus，Punctatosporitesgranifer，P.rotundus等；⑤裸子植物花粉中以單氣囊花粉Florinites為主，雙氣囊花粉主要有Limitisporites，Alisporites，Vesicaspora等有關屬種；⑥Gulisporites一屬及其相關種處于高度繁榮時期，主要有G.cochlearius，G.cerevus，G.laevigatus?？梢?，寧武地區(qū)山西組的孢粉組合特征與該組合極其相似，該組合發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)屬種均可在其第一孢子組合中發(fā)現(xiàn)。尤其值得指出的是，該組合中從未見到寧武地區(qū)太原組所發(fā)育的任何典型屬種(如Tripartites，Ahrensisporites等)，說明該組合與寧武地區(qū)太原組的孢粉組合截然不同。

(3)鄭國光等[13]在冀中地區(qū)山西組建立了Laevigatosporitesvularis-Gulisporitesdiscersus-Gulisporitescochlearius孢粉組合。該組合和該區(qū)山西組的孢粉組合也具有很多的共性，主要表現(xiàn)在：蕨類植物的孢子數(shù)量占有絕對優(yōu)勢，花粉次之；Gulisporites一屬在組合中都高度繁盛；花粉中主要以Florinites占有絕對優(yōu)勢，雙囊花粉含量少。二者整體面貌的一致性，說明它們之間完全可以對比。

(4)甘肅平?jīng)龅貐^(qū)山西組孢粉組合[14]具有以下特征：①蕨類孢子占優(yōu)勢(81.4%)，其中無環(huán)三縫孢子占54.8%，具環(huán)三縫孢占12.6%，單縫孢占14.0%；②裸子植物花粉為18.6%，其中單囊粉類8.5%，雙囊粉類9.2%，銀杏蘇鐵類0.9%；③Leiotriletes(10.8%)，Punctatisporites(8.2%)，Gulisporites(10.1%)，Laevigatosporites(9.5%)，F(xiàn)lorinites(8.5%)，Pityosporites(7.6%)構(gòu)成這個組合主要成員屬；④Lycospora，Densosporites，Thymospora等含量很少。可見，除該組合中無環(huán)三縫孢含量稍高及個別屬種在該區(qū)未見外，2個組合的面貌基本相似，一些具有代表性的屬種在2個組合中均有出現(xiàn)。

(5)河南周口坳陷山西組的Gulisporites-Sinulatisporites孢粉組合[19]與研究區(qū)山西組的孢粉組合相比，二者都是以單氣囊粉、單縫孢含量較高為特征，太原組繁盛的一些屬種(如Densosporites，Lycospora，Thymospora，Stenozonotriletes等)在這2個組合中都未出現(xiàn)或數(shù)量稀少，它們具有一些共有的重要屬種(Laevigatosporitesminmus，F(xiàn)lorinites，Cycadopitesprolongatus，Gulisporites等)?？梢?，二者的組合面貌基本相似，大致可以對比。

綜上所述，延223井的Gulisporitescochlearius-Laevigatosporitesminimus組合與華北其他地區(qū)相比，發(fā)育了大量的典型山西組的特征分子，如：Gulisporitescochlearius，Cycadopitesprolongatus，Schizaeoisporitessp.，Phidiaesporitessp.，Radiizonatessolaris等，因此基本可以判定延223井的山西組與山西寧武及華北其他地區(qū)山西組基本相當，其時代應為早二疊世晚期至中二疊世早期。

3.2 Sinulatisporites-Florinites組合

該組合的化石樣品主要采自延223井的11號和14號樣品，井深范圍2247.33～2249.81m，屬下石盒子群盒8段。該組合的主要組成分子包括Sinulatisporitessinensis，S.shanxiensis，Piceaepollenitesprolixus，P.porrectus，Potonieisporitesnovicus，Balteusisporatextura，Luekeisporitessejunctus，Lophotriletesmosaicus，Cyclogranisporitesorbecularis等，孢粉組合的組成結(jié)構(gòu)類型如圖5所示。

圖5 組合中各類孢粉化石類型統(tǒng)計圖

3.2.1 組合特征

(1)蕨類孢子仍占據(jù)優(yōu)勢地位，含量可高達80%以上；花粉數(shù)量較下部組合明顯增加，含量最高可達15%，花粉的豐度和分異度更加豐富。

(2)蕨類孢子中，無環(huán)孢子仍占據(jù)絕大部分，含量平均可達51%，最高含量達到77%以上，重要分子有Lophotriletesmosaicus，Cyclogranisporitesorbecularis等；有環(huán)孢子含量較第一組合明顯增加，平均含量可達20%，重要分子有Sinulatisporitessinensis，S.shanxiensis；單縫孢也明顯增加，平均含量達到18%左右，該組合中見有Piceaepollenitesprolixus，P.porrectus。

(3)花粉是以雙囊粉含量的明顯增加和種類更加豐富為特點。單囊粉Florinites平均含量不到1%，最高也就是達到2%左右；雙囊粉Luekeisporitessejunctus和Limitisporitesrhombicorpus含量達到6%。

(4)蕨類植物中的有環(huán)孢子中，Gulisporitescochlearius在該組合中已經(jīng)消失，Sinulatisporites屬占有重要地位，新出現(xiàn)2種S.shanxiensis和S.sinensis。

3.2.2 區(qū)域?qū)Ρ?/p>

延223井的Sinulatisporites-Florinites組合與華北其他地區(qū)(如山東北部、冀中坳陷、河南周口坳陷、太原西山煤田、山西寧武以及內(nèi)蒙清水河煤田等)下石盒子群的孢粉組合基本相似，主要表現(xiàn)在：

(1)山東北部地區(qū)的下石盒子群孢粉含量非常豐富，據(jù)周和儀等[15]在該區(qū)建立了下石盒子群Gulisporites-Florinites孢粉組合，其特征是：①蕨類孢子占優(yōu)勢(86.9%)，花粉次之(平均13.1%)；②孢子中具環(huán)孢主要為厚環(huán)孢屬(1.3%)，石松綱鱗木孢含量明顯衰退，平均含量僅為0.06%；③Laevigatosporites和Gulisporites平均含量分別為19.4%和12.5%，另外還見有少量的Verrucosisporites，Thymospora分子；④Gulisporites和Punctatisporites兩屬在組合中占有重要地位；⑤花粉中單囊粉Florinites更為發(fā)展，平均可達12%；另外還見到Platysaccus和Pityosporites的分子。

可見，上述組合與延22井所建立的Sinulatisporites-Florinites組合有以下共同的特征：①蕨類孢子占據(jù)明顯優(yōu)勢，平均含量可達80%以上；裸子植物花粉次之。②蕨類孢子中以無環(huán)三縫孢為主，具環(huán)三縫孢也占有一定的地位，是以Crucissacites為主，具環(huán)孢子Gulisporites延223地區(qū)該部分已經(jīng)消失，在山東北部地區(qū)含量也是明顯減少。③裸子植物花粉中，雙囊粉數(shù)量較第一組合都明顯增加。二者基本面貌上的一致性，說明它們之間完全可以進行對比。

(2)鄭國光等[13]在冀中坳陷建立了下石盒子群Sinulatisporites-Gulisporites孢粉組合，具有以下特征:①蕨類孢子也占有較明顯的優(yōu)勢，花粉含量次之；②在蕨類孢子中，無環(huán)三縫孢含量明顯高于有環(huán)三縫孢含量，具環(huán)三縫孢Sinulatisporites在組合占有重要的位置，含量較高，具環(huán)三縫孢類的Lycospora和Crassispora等屬雖有出現(xiàn)，但含量均較低，Gulisporites在組合中明顯衰退或滅絕；③花粉中仍以單囊粉Florinites占居花粉量的首位，雙囊粉的含量有明顯的增加，其中還可見有Platysaccus，Limitisporites等屬的出現(xiàn)?？梢姡街雄晗菹率凶尤旱逆叻劢M合特征與該組合極其相似，說明該區(qū)孢粉化石所屬的地層層位的時期與冀中坳陷下石盒子群的孢粉組合基本都屬于同時期。

(3)根據(jù)廖克光[16-17]對太原西山煤田(古交礦區(qū))石炭-二疊孢粉研究，自下而上劃分為4個組合帶，第4個組合帶就是下石盒子群組合帶Vesiculatisporites-Punctatisporites帶。該組合帶與延223井Sinulatisporites-Florinites孢粉組合具有以下共同特征：①仍然都是以蕨類植物的孢子為主，無環(huán)三縫孢的含量明顯高于具環(huán)三縫孢；②裸子植物花粉中的雙囊粉和本體具肋紋的花粉在組合中雖不占顯著地位，但其與下伏的孢粉組合相比都有了進一步的增加，如Limitisporites，Lueckeisporites等，單囊粉Florinites在組合中地位較上一組合含量和分異度都是明顯減少；③Sinulatisporites屬在組合中占有重要的地位，在組合中的百分含量明顯增加。除上述共同點外，兩地的組合也存在一些不同之處：在該區(qū)組合中始現(xiàn)的Patellisporites，在太原西山下石盒子群并沒有出現(xiàn)；在該區(qū)組合中已經(jīng)消失了的Gulisporitescochlearius，在太原西山仍有出現(xiàn)。但是總體比較兩地孢粉組合的面貌，可以發(fā)現(xiàn)這2個組合是可以進行對比的。

(4)該區(qū)的孢粉化石組合還可以與高聯(lián)達等[11]在山西寧武劃分的下石盒子群孢粉化石組合進行對比，兩地區(qū)出現(xiàn)了一些共同屬種，其中一些代表了典型的下石盒子群沉積特征，如：Florinitesjunior，Sinulatisporitesshanxiensis，F(xiàn)lorinitesmediapudens，Sinulatisporitessinensis，Alisporitessp.，Patellisporitessp.，Balteusisporatextura等。

綜上所述，延223井Sinulatisporites-Florinites組合與華北其他地區(qū)對比，亦發(fā)現(xiàn)較多代表下石盒子群組合特征的孢子化石，如：Patellisporitessp.，Sinulatisporitessinensis，Sinulatisporitesshanxiensis，Balteusisporatextura等。Sinulatisporites屬可視為二疊紀中期華夏植物區(qū)北方亞區(qū)華北生態(tài)區(qū)的特有屬，它也是劃分組合的重要依據(jù)。組合中花粉數(shù)量上和分異度上的變化也是劃分組合的重要依據(jù)。因此可以基本判定延223井下石盒子群盒8段基本上相當于華北各地區(qū)的下石盒子群，其時代上屬于中二疊世中期。

3.3 Lueckeisporites permianus-Platysaccus radialis組合

化石樣品采自該井3號和7號樣，井深范圍為2202.98～2204.45m，屬于下石盒子群的盒7段，主要組成分子包括Limitisporitescf.monstruosus，Lueckeisporitespermianus，Limitisporitesrhombicorpus，Lueckeisporitesvirkkiae，Lueckeisporitessejunctus，Verrucosisporitesdonarii，Platysaccusradialis，Calamosporahartungiana等，孢粉組合的組成結(jié)構(gòu)類型如圖6所示。

3.3.1 組合特征

(1)組合中仍以孢子占有優(yōu)勢，但是兩者的數(shù)量已經(jīng)比較接近，孢子平均含量降到50%左右；而花粉的數(shù)量較上一組合明顯上升，平均含量可達44%左右，花粉的分異度明顯增加。

(2)孢子組合中，以無環(huán)孢子占據(jù)優(yōu)勢地位，主要見有的屬種有Cyclogranisporitesorbicularis，Leiotriletesconcavus，Piceaepollenitesporrectus，Verrucosisporitesdonarii等；具環(huán)孢屬該組合少見。

(3)裸子植物花粉中，F(xiàn)lorinites一屬的豐度和分異度明顯降低，雙囊粉含量明顯增加，最高含量可達30%以上，分異度也明顯增加，尤其以Limitisporites和Lueckeisporites兩屬的明顯增加為特征，主要見有的屬種有Limitisporitesrhombicorpus，L.monstruosus，L.lepidus，Lueckeisporitespermianus，L.virkkiae，L.sejunctus，Platysaccusradialis等。

(4)該組合區(qū)別于上一組合的主要特征是：Sinulatisporites在該組合中的消失和Limitisporites和Lueckeisporites兩屬明顯增加。

3.3.2 區(qū)域?qū)Ρ?/p>

延223井的Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis組合與華北其他地區(qū)(如山西寧武、河南周口坳陷、河北冀中坳陷等)上石盒子群的孢粉組合十分相似，主要表現(xiàn)在：

(1)山西寧武第四、五孢粉組合[11]，也就是山西寧武地區(qū)的上石盒子群中下層中的孢粉組合，是以二疊紀早期的許多特征屬種的消失或含量的大為減少，然而裸子植物花粉的數(shù)量和分異度是大為增加為特征，其中雙囊粉和具肋粉占有重要的地位，花粉含量大(40%～50%)，個體較小的Vitresporites，具肋粉Lueckeisporites，Vittatina和單囊粉中的Cordaitina可作為該組合的特征屬，華夏植物群特有的Macrotorispora屬開始繁盛。延223井Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis組合與上述組合的基本面貌是非常相似的，在2個地區(qū)的組合中出現(xiàn)一些比較具有代表性的特殊的屬種，如：Lueckeisporitespermianus，Acanthotriletessuperbus，Lueckeisporitesvirkkiae，Platysaccusradialis，Corisaccitessp.，Lueckeisporitessejunctus，Limitisporitesrhombicorpus，Verrucosisporitesdonarii等。Vittatina和單囊粉中的Cordaitina在該組合中未見，但是根據(jù)2個孢粉組合的整體面貌對比，并不影響兩地組合的對比，兩者在基本面貌上是非常相似的，完全可以進行對比。

(2)吳建莊等[19]在河南周口坳陷上石盒子群建立了Torispora-Triquitrites組合，以蕨類植物孢子占優(yōu)勢，裸子植物花粉仍是處于次要的地位；蕨類植物孢子的單縫孢類的Torispora，Macrotorispora具有較高的含量，有環(huán)三縫孢類的Triquitrites分異度較高(達15種)，含量也較高(13.3%)；其他具環(huán)類含量明顯減少；裸子植物花粉以雙氣囊花粉為主，同時見有一些具肋花粉。上述化石組合與Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis組合具有以下共同特征：蕨類植物孢子仍是占有優(yōu)勢，花粉次之，但是花粉的數(shù)量和分異度有明顯的增加；裸子植物花粉中，雙囊粉和具肋粉的含量都是明顯增加，仍然可見有單囊粉Florinites出現(xiàn)；兩地組合出現(xiàn)一些共同的分子，如Leiotriletesconcavus，F(xiàn)lorinites，Verrucosisporitesdonarii，Lueckeisporitesvirkkiae，L.permianus，Limitisporitesrhombicorpus等。除以上共同點外，兩地組合也有一些不同之處，該區(qū)組合中蕨類孢子比較單一，未見有單縫孢類Torispora，Macrotorispora等屬，也沒有發(fā)現(xiàn)較高分異度的Triquitrites屬。但是并不影響兩地孢粉組合進行對比。

(3)鄭國光等[13]在河北冀中坳陷建立了上石盒子群孢粉組合，周和儀等[15]在山東北部建立了上石盒子群孢粉組合，與延223井Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis組合進行對比，認為具有以下共同特征：①蕨類植物的孢子在該段的組合中仍占有稍微的優(yōu)勢；花粉的數(shù)量和分異度顯著增加；②在這些組合中都發(fā)現(xiàn)有一些共有的屬種，主要是有：Lueckeisporitespermianus，Acanthotriletessuperbus，Lueckeisporitesvirkkiae，Platysaccusradialis，Corisaccitessp.，Lueckeisporitessejunctus；③花粉中單囊粉Florinites一屬的數(shù)量都明顯減少；雙囊粉的數(shù)量和分異度都明顯增加；具肋粉數(shù)量也顯著增加；④在該層位的組合中，Sinulatisporites的消失和顯著減少，都是劃分其組合的重要特征?？梢?，3個組合具有較高的特征相似度，基本面貌是一致的，說明3個組合可以在橫向上進行對比。

綜上所述，Sinulatisporites的消失和Lueckeisporites和Limitisporites等屬的含量和分異度明顯的增加，是劃分該組合的重要依據(jù)，該區(qū)下石盒子群盒7段Lueckeisporitespermianus-Platysaccusradialis孢粉組合可以與華北其他地區(qū)劃分的上石盒子群的孢粉組合進行橫向上對比，判定組合的地質(zhì)時期大致為中二疊世晚期至晚二疊世。

4 古植被恢復及古氣候特征

晚古生代的植物群從全球來說，自晚石炭世開始有了較明顯的地理分區(qū)和氣候分帶，到晚二疊世更加明顯。當時，北半球有北大西洋古大陸和安哥拉古大陸，南半球有岡瓦納古大陸。根據(jù)大植物化石可分為4個區(qū)：貢瓦納植物區(qū)、安哥拉植物區(qū)、歐美植物區(qū)及華夏植物區(qū)。我國除東北北部、內(nèi)蒙北部、甘肅西部和新疆塔里木盆地以北地帶屬于安哥拉植物群分布區(qū)外，其余大部分都屬于華夏植物區(qū)。華夏植物群的成分是以石松類、楔葉類、真蕨類、種子蕨類、科達類等為主體的喜濕熱植物，指示熱帶氣候條件，類似現(xiàn)代的熱帶雨林氣候條件[20]。

世界許多古植物學家對化石植物孢子(或花粉)囊中的原位孢子積累了大量資料，參考現(xiàn)代孢子花粉形態(tài)研究成果，將二疊紀部分分散孢子花粉的大多數(shù)屬的植物親緣關系大致推測如下：

蕨類植物孢子

Radiizonates：真蕨類

Leiotriletes：主要為真蕨類——群囊蕨目及真蕨目里白科，部分為種子蕨類

Acanthotriletes：真蕨類，部分為原蕨類

Verrucosisporites：真蕨(群囊蕨目+蓮座蕨目)，少量種子蕨，部分石松綱

Lophotriletes：部分原蕨類，某些為真蕨綱群囊蕨目

Cyclogranisporites：真蕨綱(蓮座蕨目+真蕨目紫萁科)，種子蕨

Sinulatisporites：真蕨或種子蕨

Densosporites：石松綱(草本)

Gulisporites：主要產(chǎn)自真蕨類

Laevigatosporites：楔葉類

Calamospora：楔葉類

裸子植物花粉

Potonieisporites：瓦楔杉類，小部分科達綱

Florinites：大部分為科達綱

Limitisporites：松柏類

Lueckisporites：松柏類

Platysaccus：松柏類

4.1 古植被的恢復

晚古生代的孢粉植物群可劃分為以下幾個演化階段：

(1)早二疊世中晚期，孢粉植物群的特征為真蕨類比較繁盛，種子蕨和楔葉類開始進一步發(fā)展。

延223井山西組的孢粉組合中占據(jù)優(yōu)勢地位的是蕨類孢子，以真蕨類為主，主要組成分子包括真蕨類Verrucosisporitesdonarii(5.6%)，Phidiaesporitessp.(12.7%)，Balteusisporatextura(8.5%)，Gulisporitescochlearius(18.3%)，Radiizonatessolaris(19.7%)等，其中Radiizonates屬是華北地區(qū)山西組和下石盒子群孢粉組合的組合代表分子，可見真蕨類在該組合中占有極高的地位。種子蕨類的Cycadopitesprolongatus在該組合中的含量達到了18.3%，說明種子蕨在當時處于比較繁盛的時期。

代表石松綱的分子在本組合中及其少見，僅有個別分子零星的出現(xiàn)，其含量相對較低，說明石松綱在這個時期發(fā)生明顯的衰退，代表了一個時期的終結(jié)。裸子植物苛達綱的單囊粉Florinites屬在該組合中的含量只有4.2%，說明在該組合中該屬的地位受到削弱。該組合中一些松柏類屬種開始出現(xiàn)，但是含量較低。從上述研究可以看出，該組合以真蕨類為主，占總數(shù)的74.3%，楔葉類含量占2.8%，種子蕨類在該組合中的含量較高18.3%，科達類占4.2%，可見這一以真蕨類為主的植物群中石松綱明顯衰退，種子蕨比較豐富，楔葉類開始發(fā)展，科達類仍占有一定的地位，個別松柏類的分子開始出現(xiàn)。故認為該組合的植被類型屬于比較典型的華夏植物群。

該區(qū)孢粉化石所反映的植物群面貌，與華北各地早二疊世晚期建立的植物化石組合Emplectopteristriangularis-Lobatanaulariasinesis-Emplectopterisalatum(其組合中一些重要的屬種均為華北地區(qū)早二疊世晚期植物群中的重要分子)反映的植物群面貌基本是一致的，以真蕨類和種子蕨類十分繁盛，楔葉類也比較發(fā)達為特征。

(2)中二疊世中期，孢粉組合植物群的特征為真蕨類和種子蕨仍舊繁盛，楔葉類有進一步發(fā)展，松柏類的含量和分異度都明顯增加。

延223井下石盒子群盒8段的孢粉組合中占據(jù)優(yōu)勢地位的仍是蕨類孢子，以真蕨類為主，其主要組成分子包括：Lophotriletesmosaicus(1.7%)，Cyclogranisporitesorbicularis(3.4%)，Sinulatisporitessinensis和Sinulatisporitesshanxiensis(25.9%)，Phidiaesporitessp.(5.2%)，Balteusisporatextura(10.3%)等，可以看出該組合中的真蕨類基本上是繼承了上一組合山西組的基本面貌，主要的差別就是Gulisporites一屬的消失，代之Sinulatisporites含量和分異度增加。種子蕨類更加豐富，Sinulatisporites和Cyclogranisporites屬中部分推測也可能是種子蕨類。偶見石松綱的分子Densoisporitesholospongia，含量極少，已經(jīng)明顯處于衰落的狀態(tài)?？七_綱的Florinites較上一組合含量減少，開始明顯衰退，瓦楔杉類Potonieisporites在該區(qū)首次出現(xiàn)。

裸子植物中的松柏類花粉在該組合中的含量和分異度都明顯增加，像Piceaepollenitesprolixus，Piceaepollenitesporrectus，Limitisporitesrhombicorpus，具肋紋的Lueckeisporitesvirkkiae在該區(qū)首次出現(xiàn)，可以看出松柏類開始發(fā)展。Sinulatisporites屬可視為二疊紀中期華夏植物區(qū)北方亞區(qū)華北生態(tài)區(qū)的特有屬，雖在二疊世早期曾一度繁盛，但在中二疊世晚期上石盒子群即迅速衰落，再未發(fā)現(xiàn)其化石記錄。因此，根據(jù)該屬的形態(tài)、構(gòu)造特征及時空分布，可作為華北地區(qū)二疊紀系劃分和對比的重要依據(jù)[18]。綜上所述，該期孢粉植物群繼承了上一孢粉植物群的基本面貌，仍以真蕨類為主，種子蕨更加繁盛，松柏類進一步發(fā)展，表明華夏植物群的面貌正在逐漸走向成熟。

根據(jù)前人在該區(qū)所建立的大化石植物群組合，重要屬種Lobatannulariacf.ensifolia,Sphenopteristennis,Sgothanii,Pecopteriscf.anderssonii,Callipteridiumkoraiense等在該區(qū)比較常見，多為華北各地區(qū)中二疊世早中期重要的和常見的化石。植物群的特征是以真蕨類、種子蕨和楔葉類高度發(fā)展的植物群，基本為早二疊世晚期的延續(xù)和發(fā)展。與上述孢粉植物群所反映的植物群面貌非常相似。

(3)中二疊世晚期至晚二疊世，真蕨類主要是以蓮座蕨目為主，種子蕨繼續(xù)發(fā)展，楔葉類依舊繁盛，松柏類的含量和分異度更加豐富。延223井下石盒子群盒7段孢粉組合中出現(xiàn)的真蕨類或者種子蕨類的主要屬種有Leiotriletesconcavus，Lornatus，Acanthotriletessuperbus，Verrucosisporitesdonarii，Lophotriletesmosaicus，Cyclogranisporitesorbicularis等。Leiotriletesconcavus，Lornatus，Verrucosisporitesdonarii和Cyclogranisporitesorbicularis多產(chǎn)于真厥類中的蓮座蕨目，說明蓮座蕨目已經(jīng)是真蕨類植物中的主要類群，反應了當時植物群的基本面貌特征。

產(chǎn)自于楔葉類的Calamosporahartungiana和Laevigatosporitesminimus，在該組合中占有相當?shù)臄?shù)量，表明楔葉類在當時也是相對比較繁盛的。產(chǎn)于科達類的Florinites一屬在該組合零星出現(xiàn)。

裸子植物花粉雙囊少肋的Lueckeisporites和雙囊具單裂的Limitisporites豐度和分異度的增加是本組合建組的重要特征，二者在組合中的平均含量可達20.8%，出現(xiàn)的主要屬種有Limitisporitescf.monstruosus，Lrhombicorpus，Llepidus，Lueckeisporitespermianus，Lvirkkiae，Lsejunctus。開始出現(xiàn)一些新的類型，例如松柏類的孢粉雙囊無肋的Platysaccusradialis在該區(qū)組合中首次出現(xiàn)，但是數(shù)量相對不多?？梢钥闯?，松柏類在當時已經(jīng)處于發(fā)展階段，大有取代真蕨類和種子蕨之勢。

綜上所述，該段時期主要是以真蕨類蓮座蕨目和種子蕨相對占優(yōu)勢，裸子植物松柏類開始大發(fā)展時期，反應了典型的晚期華夏植物群的特點。

4.2 古氣候特征

鄂爾多斯盆地宜川地區(qū)二疊紀植物群的基本面貌與華北各地華夏植物群北方亞區(qū)的植物群面貌十分相似，也經(jīng)歷了由發(fā)生、發(fā)展到繁盛、再到衰退的過程。植物群面貌的變化必然與氣候條件的變化相伴隨。

早二疊世晚期至中二疊世早期，華夏式的真蕨類與種子蕨類等植物得到了更大發(fā)展，達到了全盛階段。植物種類更為繁多，植物群更加茂盛。主要以高大喬木為主的植物占優(yōu)勢地位，喜溫暖潮濕的沼澤植物蘆木以及楔葉類也占一定比例，后者很可能是生活在森林中的沼澤濕地內(nèi)，時而浸泡在水中，時而露出水面。這一植物群為華夏式植物更為發(fā)展的早二疊世晚期中期華夏植物群，代表了更為典型的熱帶雨林環(huán)境。

中二疊世中期，經(jīng)對該區(qū)、魯西和華北各地二疊系含有Sinulatisporites一屬的孢粉研究，發(fā)現(xiàn)組合中均以喜溫濕、生長于森林和沼澤環(huán)境的真蕨和種子蕨植物孢子占優(yōu)勢，其次是節(jié)蕨綱的楔葉和蘆木類的孢子；裸子植物松柏綱開始發(fā)脹。這樣的孢粉組合所反映的植物群面貌，真蕨類和種子蕨很發(fā)育，耐旱的松柏類開始出現(xiàn)，高大的喬木類仍占有優(yōu)勢，又有矮小的草本，它們都是生長在森林沼澤環(huán)境的植物類型。高大蕨類植物和泥炭沼澤的存在，說明該區(qū)當時處于熱帶—亞熱帶濕潤氣候。

中二疊世晚期至晚二疊世的植物群面貌較上一組合有較大的變化，首先是植物群的繁茂程度有所變差，喜潮濕的沼澤造煤植物(如鱗木類)大為減少，耐干旱的松柏類明顯增加，說明該時期氣候開始變干。喜溫暖、潮濕的大羽羊齒類植物得到了較大發(fā)展，但仍不如我國南方發(fā)育。大型真蕨類蓮座蕨目植物均為高大的喬木，在本區(qū)仍占相對的優(yōu)勢。

5 結(jié)論

通過對3個孢粉組合組成結(jié)構(gòu)的研究，與華北其他地區(qū)山西組孢粉組合進行對比，得到以下認識：

(1)延223井的3個孢粉組合的總體面貌分別與山西寧武及山東藤縣等地二疊紀山西組、下石盒子群和上石盒子群的孢粉組合大致相當，說明這3個組合的時代分別為早二疊世晚期至中二疊世早期(組合Ⅰ)、中二疊世中期(組合Ⅱ)及中二疊世晚期至晚二疊世(組合Ⅲ)。

(2)延223井3個孢粉組合相比，各孢粉組合中的主要成分自下而上有一些明顯的變化，蕨類植物孢子含量和分異度向上減少，花粉的含量和分異度向上明顯增加，而具環(huán)孢類和單縫孢類隨變化不明顯，但基本上也具有向上增加的趨勢。

(3)鄂爾多斯盆地宜川地區(qū)二疊紀植物群的基本面貌與華北各地華夏植物群北方亞區(qū)十分相似，也經(jīng)歷了由發(fā)生、發(fā)展到繁盛，再到衰退的過程。早二疊世中晚期，其真蕨類仍比較繁盛，種子蕨和楔葉類開始進一步發(fā)展的孢粉植物群。中二疊世早期孢粉植物群基本上是繼承了上一孢粉植物群的基本面貌，除種子蕨更加繁盛，松柏類進一步發(fā)展外，與早二疊世晚期相比，華夏植物群的特有屬種更加豐富多彩。中二疊世晚期是以真蕨類蓮座蕨目和種子蕨占相對優(yōu)勢，裸子植物松柏類開始大發(fā)展的時期。

(4)通過研究區(qū)所建立的孢粉組合，推測了相應時期的古植被類型，并與前人在相同地質(zhì)時期所建立的大植物化石帶進行了對比，分析了各地質(zhì)時期植被的興起、發(fā)展、繁盛以及衰退絕滅的歷史過程，從而將研究區(qū)孢子花粉與宏觀植被進行對比歸類，對研究區(qū)晚古生代的古植被面貌有了更直觀了解。結(jié)果表明，研究區(qū)二疊紀植物群屬于典型的華夏植物群，反映了一種溫暖潮濕的熱帶雨林氣候，二疊紀晚期隨著松柏類植物所占比例的增加，氣候有變干旱的趨勢。