义马植物群性质和古地理区属问题

4451 古植物地理区属

侏罗纪时期,在世界范围内植物界以裸子植物中的苏铁类、松柏类和银杏类为主,真蕨类仍很重要。自中侏罗世开始,欧亚大陆地势分异和气候分带现象再次加强,从而又出现了横跨欧亚的植物区：(1)是以苏铁类为主的南欧、中南亚和东南亚热带植物区；(2)以松柏类为特征的北极斯匹次卑尔根地区；(3)西伯利亚温凉植物区,以松柏类和银杏类为主。周志炎（1995）在总结中国侏罗纪植物群时指出,古地磁资料（Opdyke et al,1986等）表明,侏罗纪时扬子地块（或华南地块）已经与华北地块合并,晚三叠世以来已存在的植物分区格局仍然明显保持着。尤其早侏罗世早期,南北两大区系中共同的分子极少,在植物群性质和组成成分上也仍有较大的区别。以此划分为南方植物区和北方植物区。

图487 徐氏张北足印Changpeipus xuiana Lü et al（据徐莉等,2007）

侏罗纪南方植物区生长湿热亚热植物群,称为Dictyophyllum-Clathropteris植物群。又称为滨海植物群（斯行健,1956；斯行健等,1960,1962；周志炎,1984）。

侏罗纪北方植物区的范围,包括新疆、青海、甘肃和秦岭及大别山以北广大地区,基本上属于西伯利亚区的范畴。斯行健等（1962）称之为Coniopteris-Phoenicopsis植物群,由于北方区早、中侏罗世广泛分布的含煤地层中所含Coniopteris、Phoenicopsis等特别丰富,其植物组成成分最具代表性,并且在地质时代总体上新于Dictyophyllum-Clathropteris植物群,Coniopteris-Phoenicopsis植物群一名也被广义地用来代表我国这一时期的植物群（斯行健等,1962；周志炎等,1980）。周志炎（1984）称本区为内陆植物区或大陆植物区。

欧洲-亚洲大陆的侏罗纪植物群划分为西伯利亚区植物地理区和欧洲-中国植物地理区。西伯利亚区早、中侏罗世植物群的基本核心是由乔木类型为代表的银杏类、茨康叶类、松柏类及低矮的草本蕨类所组成,银杏类占优势地位的为Ginkgo,Baiera,Sphenobaiera；茨康叶类基本上是以Phoenicopsis和Czekanowskia为代表。显然义马组植物群总的特点与这一地区的植物群面貌接近（曾勇等,1995）,属于西伯利亚温带区。

按照当今的研究意见,义马生物群中的大化石植物应属中国侏罗纪北方植物区的Coniopteris -Phoenicopsis植物群分布区,归入西伯利亚大区的范围内,多数人的意见是一致的。中国北方植物区位于西伯利亚区南部,义马古植物群是南部区中更靠近南部边缘的地区。对于中生代沉积盆地大多以分割的形式存在这一特征而言,义马盆地也有其自己的特点,似乎有自己的独立性,即以义马银杏为代表的银杏类植物的地方属种居多,已形成“义马银杏植物群”。

4452 古植物群性质

以属为单位来认识植物群性质也许更加切合实际,因为种的识别往往以人为的认识产生不同的定名结果,如真蕨类和苏铁类的形态种名十分多。经统计义马组中有如下植物属（形态属＋自然属）共计约36个属,其中苔藓类：Thallites,1个属；楔叶类：Neocalamites,Equisetites,Radicites,Gemi-nofolium,共3个属；真蕨类（含分类未明）：Todites,Eboracia,Coniopteris,Cladophlebis,Klukiopsis,计5个属；苏铁类：Nilssonia,Baenia,2个属；本内苏铁：Nilssoniopteris,1个属；松柏类（含分类未明）7个属：Sewardiodendron,Parastorgaardia,Schizolepis,Steobilites,Podozamites,Protocupressi-noxylon,Lindleycladus；银杏类共18个属：其中银杏目Ginkgo,Ginkgoites,Baiera,Yimaia,Spe-nobaiera,Stenorachis,Karkenia,Eretmophyllum,Thallites,RhaphidopterisArctobaiera,Pseudotorella,12个属；茨康目：Phoenicopsis,Tianshia,Tharrisia,Czekanowskia,Vittifoliolum,5个属；分类未明：Carpolithus,1个属。

以上统计银杏类共计18个属,松柏类7个属,真蕨类5个属,楔叶类木贼科3个属,苏铁类2个属,本内苏铁1个属。显然,义马生物群中的植物是以银杏类、松柏类为主的,特别是银杏类占各类植物属总数36个属的50％,松柏类占近20％,两种高地植物占了70％,可见银杏类和松柏类是义马植物群的主体。总体称为“义马银杏植物群”（周志炎,1995）是客观的。“银杏植物群”始盛于义马组的第二岩性段,第三岩性段达到极度繁盛期；而第一岩性段的古植物主体是木贼科的Equise-tites,Neocalamites,Coniopteris和Klukiopsis等这些低地原生的较原始的植物。

Coniopteris,Phoenicopsis是自始至终生长繁盛于义马植物群中的植物,因此义马植物群归属于早、中侏罗世中国北方Coniopteris-Phoenicopsis植物群是合理的。

但是,义马植物群中的苏铁类数量多,广泛出现,又有本内苏铁出现,具有亚热带区的分子如海金沙科Klukiopsis主要分布于热带的欧洲-中国区（邓胜徽等,1999）；同时又有较多的松柏类具有北方区靠北部植物区的特点。以义马银杏为代表的银杏类植物的地方性属种居多,形成了“义马银杏植物群”,可见具有明显的地方性特点,同时,义马植物群似乎也具有中国南北方植物群的过渡性特征。

4453 动物群性质和古生物地理区问题

义马组中的动物化石包括爬行动物恐龙足印代表的恐龙类、鳖类和水生脊椎动物鱼类；无脊椎动物有双壳类、腹足类Amnicola、叶肢介、介形虫（康明等,1982）。除了双壳类外,有些如叶肢介和介形虫没有鉴定名单。现仅能以双壳类为代表来讨论动物群的性质和地理分区。

双壳类出现在义马组的底部层位（第一段）,已经陈金华等（1997）研究属珠蚌类,有2个属7个种：Margaritifera cfisarensis,Unio cfuralensis,Umiquanensis,Ucflacaogouensis,Ucfjirgalitica,UspA,UspB（Ucfmanasiensis）,认为时代为早侏罗世。

陈金华等（1997）认为中国早侏罗世华南华北有两个双壳类生物地理区,即华南区和华北区,其界限大致位于中天山—祁连山—秦岭—大别山一线。义马地区位于此线以北,应属华北区。但是,义马组及其相当层位之上,存在着一个源自华南的Eolamprotula-Psilunio珠蚌类生物群（河南济源的马凹组,另有头屯河组、七克台组、恰克马克组、王家山组上部）这个生物群是在古气候条件转变,生物群扩散的情况下形成的,由于它不仅广布于华南区,而且也出现于华北区,故对华南-华北有关层位的对比,具有重要意义。河南的马凹组存在Eolamprotula cremeri-Psilunio globitriangularis组合,在华南为Bajocian期,那么假整合之下的义马组（或杨树庄组）时代应当更早（估计Toarcian期—Aalenian期）。

综上所述,笔者认为按照出现在义马组底部层位二（3）煤段的双壳类珠蚌组合反映的生物地理区,对全球而言,应属于西伯利亚区的大范围内,即位于侏罗纪中国珠蚌类华北生物区的南缘。就河南地区性而言（济源,义马等地）义马双壳动物群也有生物桥的作用,也存在华北、华南生物群过渡性的特征。

在义马组第四段产出Yanohoconcna hengshiensis,Ferganoconcha curta,Sibireconcha yusheensis,Shenxiconcha triangulata,Pseudocardinia angulata（曾勇等,1995）,是位于第一岩性段Unio组合之上层位的,较晚出现在义马组的双壳类组合,也属于华北区（归于西伯利亚暖湿带）。称Ferganoconcha双壳类动物组合,主要分子还有Pseudocardinia,Yananoconcha等,与华北地区中侏罗世早期常见的双壳类面貌一致,其代表的地质时代属中侏罗世。该组合与产于马凹组的双壳类的关系,有待进一步研究确定。

地层古生物研究者关于义马组地质时代的归属意见有如下几种（表44）。

表44 义马组的地质时代意见统计表

调查评价工作中笔者认真地观察了义马北露天剖面,综合分析以前的研究成果,认为义马组的地质时代应为早侏罗世晚期（土阿辛期—阿林期）—中侏罗世早期（巴柔期—巴通期,即（Toarcian—Aalenian）—（Bajocian—Bathonian）,义马组是一个穿时的岩石地层单位。其主要根据是：

1）基于对义马组第一岩性段的认识。笔者认为二（3）煤段（第一段）的组成应由砾岩（含砾砂、泥岩、砂岩,原称底砾岩）和二（3）煤层共同组成。是一组河床-河漫滩-滨河洼地泥炭沼泽环境下的沉积特征,是同时异相的产物,应属于同一时期。

2）在第一岩性段中已发现的古生物化石提供的信息倾向于地质时代应属早侏罗世。

陈金华等（1997）研究了产于该段的珠蚌类化石2个属7个种,并对中国早、中侏罗世珠蚌类的生物区系特征进行了分析,认为河南马凹组的Eolamprotula cremeri—Psilunio globitriangularis组合在华南归于Bajocian期（巴柔期）,而假整合之下的义马组的时代应当为更早（估计Toarcian—Aalenian期）。陈金华等的结论与瓦赫拉梅耶夫（1990,中译本）的结论相吻合,即无论在西伯利亚区或者在欧洲-中国区,早侏罗世晚期（Toarcian期早期）普遍存在一个气候变热、变干旱的阶段,其标志是此阶段出现大量喜热和适应干旱环境的植物,以及Classopollis孢粉含量的突然升高。在地层岩性上,此层位是侏罗纪煤系中首次出现红层和杂色层的位置。依此认为陕甘宁富县组的红、杂色层则可能为这一干旱期到来的标志。即这一干旱期到来之前华北广大范围,煤系地层的时代均应为早侏罗世。

杨世蓉（1994）在义马3308井深度为62795～6285m的粗砂砾岩层的泥质砾岩（第一段）中获得孢粉化石（见前述名单）,认为孢粉组合中三叠纪许多常见的裸子植物花粉,双气花粉如Taeniaesporites,Protohaploxypinus,Arotrisporites消失,侏罗纪的一套组合较发育,而且与上覆义马组含煤地层的孢粉组合连续过渡。砾岩段以蕨类孢子为主（占孢粉总数629％）,裸子植物花粉次之（占孢粉总数的37％）,其中常见的类型为Classopollis。以此认为该孢粉组合的地质时代为早侏罗世。

Classopollis的常见和上述的Classopollis含量的突然升高现象（陈金华等,1997）在义马组第一段中是一致的。

3）植物化石在该段中最常见的是Equisetites,保存有大量的根、茎、节间盘,是一些较原始的植物,也反映了地质时代偏早的特征；Neocalamites carrerei最早见于晚三叠世,在我国及欧亚等地区多见于晚三叠世—早侏罗世,部分学者（瓦赫拉梅耶夫,1988）认为它是早侏罗世的代表属种。该种在第一段和义马组中、下部三角洲段也是常见的。同时,邓胜徽等（1999）认为,可靠的海金沙科发现于侏罗纪早期地层中,因为侏罗似克鲁克蕨有可能是最原始的海金沙类型之一。邓亦认为地质时代是早侏罗世（邓胜徽等,2003）。周志炎等（2001）研究产于三角洲段（本书二段）属于茨康目的Tharrisia Zhou et al时,论述了该属产于中国的3个新种（组合）,其中Tdinosaurensis产于格陵兰、瑞典及中国西北、陕北的早侏罗世地层中；Tspectabilis产于东北早侏罗世北票组下部层位；Tlata Zhou et al是产于义马组三角洲段（本书第二段）上部的新种。因此周志炎等（2001）指出,Tharri-sia的3个种应当是同时出现的,即可能属于早侏罗世。

以上研究成果提示,义马组的第一段、第二段的地质时代应属于早侏罗世晚期,（Toarcian—Aalenian）期,陈金华等（1997）把Aalenian归入早侏罗世。

4）对于义马组的地质时代,以下研究者的意见：康明等（1984）曾将“底砾岩层”暂置于早侏罗世,其上二（3）煤—粘土岩（页片状）的地层时代置于中侏罗世早期（Aalenian—Bajocian）；张璐瑾（1965）依据孢粉（不含砾岩层）认为义马组地质时代为早、中侏罗世；王从风（1983）依孢粉（不含底砾岩）认为时代为早—中侏罗世；周志炎等（1988～2002）依植物化石认为时代归于中侏罗世；但也指出有待进一步证实；曾勇等（1995）,认为义马组的地质时代（不含底砾岩）为中侏罗世早期（巴柔期Bajocian—巴通期早期Bithonian）。

通过以上分析,现在来讨论义马组的地质时代似乎比较清楚一些。第一岩性段（二（3）煤段）的时代应为早侏罗世晚期（土阿辛期Toarcian—阿林期Aalenian）较合理。第三岩性段（二（1）—二（2）煤段）和以上地层（第四段、第五段）,时代可能为中侏罗世（巴柔期Bajocian—巴通期Bathonian）；中、下部三角洲相的第二段（浅色砂岩段）趋于早—中侏罗世的过渡期（Aalenian—Bajocian）。要在义马组中明确划分早、中侏罗世的界线是困难的。因此认为,义马组是一个从早侏罗世晚期（土阿辛期Toarcian）至中侏罗世早期（巴通期Bathonian）的穿时的岩石地层体,也许更为合理。

同时可以认为,二（3）煤层形成于早侏罗世晚期,而二（1）—二（2）煤层及一煤组,形成于中侏罗世早期应是明确的。