检索历史 清除

摘要华北地台南部的豫西地区，晚古生代含煤地层具有“北型南相”特征，石炭—二叠纪海相地层和海泛层发育，热带—亚热带暖湿气候环境下生长众多的华夏植物典型分子，构成著名的禹州植物群。石炭—二叠纪时期，地球上又一次经历了冈瓦纳极地冰川事件，并在早二叠世早期达到盛冰期，是研究显生宙植被与冰室气候相互作用的重要时期。华北地区连续的石炭—二叠纪地层序列及其中丰富的植物化石，以及其处于冰期向暖期转化的重要时间节点，为研究地质历史时期生物对气候的影响提供了重要的窗口。<br>　　本文主要针对采自河南省禹州市神垕镇马垌剖面山西组二1煤组的300余块植物化石进行研究。二1煤组植物群由20属41种组成，名单如下：石松纲（Lycopsida）1属1种：Lepidostrobussp.；楔叶纲（Sphenopsida）4属6种：SphenophyllumemarginatumBrongn.，S.minor(Sterz.)GuetZhi，S.verticillatum(Schloth.)Brongn.，BowmanitesfusiformisWang，MesocalamitescistiformisStur，AsterophyllitesrobustusXie；瓢叶目（Noeggerathiales）1属4种：Tingiacarbonica(Schenk)Halle，T.?gerardiiStockm.etMath，T.partitaHalle，T.spiniformisWang；真蕨纲和种子蕨纲（FilicesetPteridospermopsida）7属20种：SphenopterisfirmataSze，S.nystroemiiHalle，S.tenuisSchenk，PecopterisanderssoniiHalle，P.candolleanaBrongn.，P.cyathea(Schloth.)Brongn.，P.heteropinna(YabeetShim.)，P.lativenosaHalle，P.marginataGuetZhi，P.moneyiZeill.，P.(Asterotheca)noriniiHalle，P.(Asterotheca)orientalis(Schenk)Pot.，P.taiyuanensisHalle，CladophlebisnystroemiiHalle，AlethopterisascendensHalle，EmplectopteristriangularisHalle，Callipteridiumkoraiense(Tok.)Kaw.，TaeniopteristingiiHalle，T.tongshanensisStockm.etMath.，T.yernauxiiStockm.etMath.；苏铁纲（Cycadopsida）1属2种：PterophyllumcutelliformeSze，P.daihoenseKaw.；科达纲（Cordaitopsida）2属3种：Cordaitesprincipalis(Germ.)Gein.，C.schenkiiHalle，Cordaianthusvolkmannii(Ett.)Zeill.；裸子植物种子（Seminagymnospermarum）4属5种：CornucarpuspatulusHalle，Acanthocarpussp.，SamaropsisdeltataWang，S.wongiiStockm.etMath.，CarpolithustaxiformisStockm.etMath.。<br>　　该植物群以真蕨纲和种子蕨纲繁盛为特征，楔叶纲、瓢叶目、科达纲、苏铁纲及石松纲植物亦有一定的数量；出现典型分子三角织羊齿EmplectopteristriangularisHalle以及其他华夏植物群标志性特征分子，如TingiapartitaHalle,TaeniopterisyernauxiiStockm.etMath.,PecopterismarginataGuetZhi,Pecopteris(Asterotheca)orientalisHalle等，表明其属于华夏植物群中期组合；通过下伏太原组顶部海相灰岩中牙形刺化石Sweetognathuswhitei的存在，确定上覆含煤地层的时代始于早二叠世亚丁斯克期；结合与国内相关植物群的对比，将山西组的地质时代确定为亚丁斯克—空谷期早期。<br>　　山西组二1煤组中发育的大量植物化石记录了北半球热带–亚热带暖湿气候背景下繁茂的滨海三角洲植被景观。大占砂岩之上的山西组上部植物化石组合与本植物群进行对比有了较大的发展，主要表现在种子蕨类、大羽羊齿、苏铁类的兴起，楔叶类进化以及鳞木类的恢复。鳞木类由仅有1属1种发展到5属8种，鳞木类的繁盛说明潮湿的滨海沼泽广布。楔叶类由4属6种发展到4属13种，其中Lobatannularia的出现说明植物的光利用率大大提高；楔叶属植物有了较大的发展，共有9种；轮叶属也有1种出现。真蕨和种子蕨类有12属24种，对比当前植物群的7属20种，属更繁多，出现了如Qasimia，Zhongzhoupteris，Cathaysiopteris，Protoblechnum，Odontopteris，Emplectopteridium，Progigantonoclea等；栉羊齿类有所变化。同时，种子蕨类、大羽羊齿类中网状叶脉的发育，也同样说明光合效率的提高。此外，苏铁类CathsysiocycasrectanervisYang，ProcycasdensinervioidesZhangetMo的兴起也是对环境改变的响应。总体来看，山西组上部植物更为进化，所反映的古气候较山西组下部二1煤组时潮湿温暖，滨海沼泽更加广泛，光合作用也更加有效。<br>　　通过对植物群性质、时代的研究以及和同期植物群的对比，本文首次将该植物群的发育与全球气候变化及海平面升降相联系：当气候由冰室气候转变为暖室气候、海平面上升时，植物群演替加快，光合效率增加引起O2剧增及CO2剧降，地球迎来了空谷期中、晚期的又一次降温。