重慶風沙埡地區長組有孔蟲動物群的初步研究

1興組地下層巖結構川東地區長興組是一個富有平度的碳酸鹽沉積層，與下伏龍潭組的陸鹽過渡有關。包括下伏龍潭組的碳灰巖和上伏飛仙關組的沿海碎屑和灰泥層，它們都是逐漸過渡的關系。重慶風琴地區的長興組厚約77m，可分為三個巖石段（圖1）：下段厚度約22m（該段第1.6層）。主要巖性為灰泥巖、泥條帶石灰巖和夾粘土層，粘土成分含量高，自上而下含量降低。頂部呈現出由希思組成的石雕層，通常由生物碎屑層組成。中等厚52.5m（7.12層）。它是長興群的主體。這是一組灰色、厚層狀巖石，由各種巖石透鏡層組成，含量高。雖然沒有豐富的海生無脊椎動物化石，但巖石群具有高度的異度。上段厚度約為2.2m（第13.14層），這是中層粘土石灰巖與粘土或粘土巖交織在一起的層，僅下含少量穗石。巖石含量單調，但局部層高度高。2巖石區主要沉積相川東地區長興組富產淺海碳酸鹽臺地相暖水無脊椎動物化石.其中以有孔蟲類、腕足動物長身貝類占絕對優勢,牙形石,腹足類、海百合莖及珊瑚化石次之,鈣藻亦可常見.但三葉蟲和頭足類比較少見.尤其有孔蟲動物化石(包括類)較為突出,在地層劃分對比和沉積環境分析中占有重要地位.很多學者對此作過很有價值的研究.筆者對采自重慶涼風埡兩條相距約km的長興組剖面中各層位的有孔蟲標本,逐層地進行了系統的磨片觀察,共制薄片300余片,鑒定出有孔蟲(含類)化石40多屬,170余種或亞種(含比較種和不定種),3000多個個體.表1列出該剖面中所獲得的主要有孔蟲化石資料,它與筆者同時研究的鄰區的一些剖面,如合川鹽井溪、廣安謝家槽、鄰水華云等剖面上所獲得的有孔蟲化石群面貌基本一致,代表了川東地區長興期碳酸鹽臺地相的有孔蟲動物群面貌.縱觀長興期該繁茂有孔蟲動物群的演化歷史,一方面與長興組之上、下地層中的有孔蟲動物群的發展緊密銜接,另一方面其自身的發展亦有明顯的階段性.根據該動物群中各類組合分子、占優勢殼體特征和動物群的豐度、分異度的變化,可將本區長興期有孔蟲動物群的演替發展劃分成四個階段(圖2、表1).第Ⅰ階段化石來源于剖面(圖1)第1～5層(有孔蟲的發展階段與層位的對應關系是大致的,因為各階段之間為連續過渡,并沒有一條截然的界線).吳家坪階在本地區主要為海陸過渡相的含煤沉積,有孔蟲化石單調貧乏.長興期初從東南方向侵入的海水,帶來了本區長興期有孔蟲動物群的早期成員,這就是該動物群發展的初始階段.吳家坪期曾繁盛于桂中、桂西、湘北及鄂西南和鄂西的一些重要分子,如Pseudoglandulina,Nocdosaria,Glomospira,Glomospirella。Ammodiscus等屬的某些個體比較小的種首先侵入本區,但在類別組成方面發生了改變.一些個體稍大的類型,如Pachyphloia,Palaeotextularia,Globivalvulina及Geinitzina的某些種是后來才遷入的(參照表1).總體來看,本階段主要是由吳家坪期延續下來,或者是在吳家坪期開始萌芽的一些類型的進一步發展.比較常見的代表屬是,Glomospira(G.regularis,G.sp.),Glomospirella(G.irregularis,(G.sp.),Nodosaria(N.cf.incelebrata),Pseudoglandulina.此外,Reichelinacf.media,Ammodiscussp.和Palaeofusulinasimplex等亦在局部層位上富集.這個時期的有孔蟲動物群中,以殼體小,結構簡單,殼壁薄而致密的類型為主,亦出現一些分布不穩定、個體較大的類型,如Padangia,Reichelina,Palaeofusulina.但本階段出現的這些種,都是屬內結構簡單者,其發展明顯受到限制,僅在少數層內富集.本階段,有孔蟲動物群的豐度、多樣性(屬和種數)和分異度值均不穩定,多數情況下偏低(圖2).第I階段大致相當于剖面第6～9層.這時有孔蟲動物群的發展已逐步進入繁盛階段.原有的類型開始繁盛,新的類型不斷產生并發展.從該動物群的整體結構來看,其發展逐步達到了穩定平衡狀態,還沒有出現明顯的“特化”現象,占優勢的仍是個體較小、結構較為簡單的類型(表1,圖3),如GlomosDireZla(G.liubciensis,G.spp.),Glomosfpira+為豐富;一為一般:為少見(G.Spp.),Ammodiscus(A.sp.),Nocdosari.a(N.spp.),其次是Reichelina,Multidiscus,Neodiscus,Pseudoglandulina,Geinitzina,Globivalvulina,Robuloides等的少數種.形態多呈球形或管狀,多為膠結殼,少數鈣質殼者也常有膠結顆粒.典型的復雜化類型在本階段末開始萌芽,如Pseaudocolaniellasp.,Palaeofusulinasinensis以及Reichelina的某些最后一圈放松較大的種等.本階段大個體有孔蟲類型逐步增多,最終形成大、小個體成員共同繁榮的景象(圖3).第Ⅲ階段相當于剖面第10～12層:有孔蟲動物群仍然十分繁盛,但面貌煥然一新.取代小個體占優勢的是個體較大、結構復雜的長興期典型分子.代表屬是Palaeofusulina和Colaniella;Nodosaria,Reichelina,Robuloides,Pseudoglandulina,Geinitzina,Pachyphloia和Padangia等屬某些個體較大的種也十分豐富.其總體特征是,種類繁多而分異度高,大小個體混雜且普遍殼體偏大、堅固,呈紡錘形,錐狀,包卷狀等.本階段是長興期有孔蟲動物群發展的鼎盛時期,大量發育鈣質殼,極少見有膠結殼,殼體結構強烈復雜化.由此來看,從第Ⅱ到第Ⅲ階段,本地較長一段時期處于比較穩定的淺海環境,有利于這些底棲有孔蟲的充分發育和繁榮.但也導致一些類型朝個體增大.結構復雜化方向發展,例如Colaniella,Pseadocolanielia,Pachyphloia,Padangia,Palaeofusulina某些種.但“過分”復雜化乃是特化,一旦環境發生改變,這些在穩定正常條件下繁榮的類群立即就處于劣勢.第Ⅳ階段化石產于剖面第13～14層.是該有孔蟲動物群經歷大發展后開始大衰退的時期.曾盛極一時的許多個體大、結構復雜的“典型”類型,逐步絕滅.相應地一些個體較小的分子又趨繁盛,如Reichelinasimplex,R.cribroseptata,R.tenuissima,R,changxingensis,Robuloicdesacutus以及Nodosaria,Geinitzina,Pseaudoglandulina的少數種在某些層位上富集,其它如Palaeofusulina,Nankinella,Pachyphloia等僅有少量代表.本階段總體特征是,化石個體微小、殼體形態特異、構造簡單化者占優勢,個體豐富但單調,已失去長興期生物群的典型特征.在這整個階段中,有孔蟲不斷減少,直至二疊-三疊系界線之上,僅有極少數個體微小的分子殘留.早三疊世早期有孔蟲貧乏,早三疊世晚期又出現新的有孔蟲繁盛類群.此外,由圖2可以看出,每條曲線在第I階段(海侵)和第Ⅳ階段(海退)都有明顯的波動,常出現峰值.導致這種現象的原因可能有兩個方面:其一,海水的進和退是逐漸的,并且是階段級進式的.在一個大的海侵(或海退)過程中,包含有一些短暫的停頓或小的海退(或海侵).這種波動環境是導致生物群不穩定的重要原因.其二,無論是海侵或海退,生物所生存的環境條件都在不斷發生改變,從而亦不斷打破生物的暫時生態平衡.為了生存,生物體必須發生改變,適應新的環境(可能是特化適應).由于各種生物的適應能力不同,最先“適應”的類型迅速大發展,于是就出現了豐度高峰值和分異度低峰值.隨著環境條件的進一步改變,它們的暫時“適應”馬上又起反作用,導致豐度低峰值.但“新”的“適應”類型又在產生,就在這種新舊適應類群的交替過程中,出現了分異度相對較高(高峰值)的時期.因此,分異度的峰值與豐度的峰值位置有所不同.只有當環境條件相對穩定(如第I～Ⅲ階段)時,生物的發展才可能出現相對穩定,各種曲線亦相對變化平緩.可見,有孔蟲的生存和發展與其生活環境有十分密切的關系.有孔蟲動物群的豐度、分異度及其類別組成是其生活環境的良好標志.總體來看,本區長興期有孔蟲動物群的發展,經歷了一個完整的發生、發展、繁榮到衰亡的過程.自始至終,沉積環境是其最明顯的外界控制因素.波動的環境有利于有孔蟲的進化發展和演替,穩定的環境有利于有孔蟲的繁榮.“高級”復雜的大個體對環境要求比較嚴格,易于變化,演化較快;結構簡單的“低級”小個體,隨環境變化適應力強,延續時限長.二疊紀末生物的絕滅雖然迅速,卻仍有一個過程.3沉積相與沉積相涼風埡剖面的長興組,以生物碎屑灰巖、燧石灰巖為主.根據鏡下的巖石和化石特征的綜合分析,自下而上可區分出5個微相類型(圖3).微相1:有孔蟲粗枝藻顆粒灰巖.分布于長興組底部(相當于剖面第1～3層).以顆粒為主,灰泥較少,部分變為泥狀結構.砂級化石顆粒居多,可見棘皮類、腕足類、類、蠕孔藻類,化石多呈半自形一他形,微體化石自形一半自形,蠕孔藻十分豐富.少見泥晶化現象,屬于單粒度支架型.為受限制的潮下淺水高能灘型沉積.微相2:完整化石粒泥灰巖.相當于剖面第4～6層.灰泥為基底,菱鐵礦富集,富含有機質.化石中約60%為保存完整的類,其它為小個體有孔蟲,偶見腕足類碎片,可見泥晶化現象,雙粒度單模式.為處于浪基面略下的靜水沉積.微相3:生物碎屑粒泥灰巖,剖面的第7～9層.灰泥為主,碳酸鹽顆粒常見.化石自形一半自形,種類較為豐富,部分化石有過搬運磨蝕.主要化石見腕足類、介形蟲、類、珊瑚,非有孔蟲、蠕孔藻等,可見泥晶化現象,雙粒度雙模式.形成于浪基面附近,微相4:含生物碎屑泥晶灰巖.產于剖面第10～12層,巖石、化石特征基本相同于微相3,但灰泥含量增多,高能區的藻類消失.表明水動力條件較前一時期弱一些.微相5:生物碎屑(磨蝕)泥晶灰巖.位于長興組頂部(13～14層).以灰泥為主,化石顆粒較為破碎,且多經磨蝕,可見類、非有孔蟲,腕足類等.有泥晶化現象,多粒度基底型