鄂尔多斯盆地东缘临兴地区石炭-二叠系孢粉组合
魏文艳 庾永钊 杨雄涛 陈书伟 付饶 周永林
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 塘沽,300452
摘要:随着煤层气资源潜力评价工作的开展,在鄂尔多斯盆地临兴区块的多口探井中发现了丰富的石炭-二叠纪的孢粉化石,建立了四个孢粉组合,分别为(I):Cyclogranisporites-Denosporites-Florinites组合;(Ⅱ):Sinulatisporites -Gulisporites-Punctatisporites组合;(Ⅲ)Punctatisporites-Limitisporites- Punctatosporites组合;(Ⅳ)Vitreisporites-Pteruchipollenites-Vittatina组合,通过与国内石炭-二叠系孢粉组合特征的详细对比,认为组合I应属于太原组,组合Ⅱ属于山西组,组合Ⅲ属于下石盒子组,组合Ⅳ属于上石盒子组,为该区块石炭-二叠系地层划分与对比提供了可靠的依据。
关键词:临兴地区 太原组 山西组 石盒子组 孢粉
1.概况
临兴区块位于鄂尔多斯盆地东缘河东煤田中北部,西接陕北斜坡,东临吕梁隆起。构造位置上处于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带(图1)。近年来,随着煤层气资源潜力评价工作的开展,在区内钻遇了多口探井,揭示了晚古生代地层自上而下依次为:石千峰组、石盒子组、山西组、太原组和本溪组。在多口探井中发现了比较丰富的孢粉化石,经过大量的分析鉴定,总结了不同层段的化石组合特征,在太原组、山西组、上石盒子组、下石盒子组建立了四个孢粉组合,并对其组合特征及地层对比进行了讨论。
图1.研究区构造及地理位置图
Fig.1 Map showing the tectonid and geographin location of the research area
2.孢粉组合特征
2.1. 第I孢粉组合: Cyclogranisporites-Denosporites-Florinites组合
该组合蕨类孢子(82.4%-97.1%)占绝对优势,裸子类(2.9%-17.6%)少量见到。
蕨类孢子以无环三缝孢为主,化石个体较小,以Cyclogranisporites(12.1%-48.3%)、三角粒面孢属Granulatisporites(2.9%-8.8%)、 Microreticulatisporites(3.1%-18.3%)为主, 主要分子有Cyclogranisporites minus、Microreticulatisporites nobilis、Granulatisporites brachytus、Cyclogranisporites microgranus、Granulatisporites piroformis等,另外,常见Punctatisporites glabe 、Punctatisporites obliquus、 Verrucosisporites sinensis, Leiotriletes adnatus Triquitrites sinensis、Calamospora microrugosa等,Gulisporites sp.、Dictyophyllidites intercrassus、Convolutispora sp.等少量见到。
具环三缝孢类套环孢属Denosporites含量较高,主要类型有:Densosporites bilateralis、D. anulatus、D. triangularis等,另外,Crassispora kosankei 、Crassispora sp.、Lycospora pellucida、L.pusila、 Stenozonotriletes sp.、Reinschospora sp.等少量见到。
单缝孢类(12.1%-37.7%)在组合中也占有重要的位置,其中以Punctatosporites和Laevigatosporites为主,主要分子有Laevigatosporites minimus、L. vulgaris、Punctatosporites punctatus、p. minutus等,Columinisporites常见,主要分子有 Columinisporites maculatus、C. heyleri等, Perocanoidospora、Striolatospora、Reticuloidospora、Thymospora pseudothiessenii、Torispora laevigata等少量见到
裸子类以单气囊的Florinites(8.9%-20.5%)占优势,双气囊分子仅少量见到。主要分子有:Florinites florini、F. mediapudeus、F. junior、F. paralletus等。双气囊类少量见到Pityosporites、Pteruchipollenites、Limitisporites等。
2.2第Ⅱ孢粉组合:Sinulatisporites-Gulisporites-Punctatisporites组合
该组合蕨类孢子仍占优势(73.1%-90.7%),裸子植物含量(9.3%-26.9%)明显增加。
蕨类孢子仍以无环三缝孢子为主,单缝类孢子次之(2.5%-39.0%),具环三缝孢子常见。无环三缝孢子Cyclogranisporites、Granulatisporites、Microreticulatisporites含量明显减
少,上一组合发育的一些属种延续到该组合,如:Granulatisporites brachytus、Cyclogranisporites microgranus、C. minutus等,取而代之的是光面的Punctatisporites的高含量,主要分子见有Punctatisporites palmipedites、P. obsus、P. incomptus、P. obliquus等,Gulisporites含量较丰富,主要分子有Gulisporites cochlearius,G. crassus,另外,Leiotriletes cyathidites、Verrucosisporites sinensis、V. denarii、V. verrucosus等常见。
具环三缝孢子类型较上一组合丰富,上一组合的分子Crassispora kosankei 、Crassispora latigranifer、Densosporites anulatus、D. triangularis仍延续到该组合,还出现了Sinulatisporites shanxiensis、S. sinensis等新的类型。
单缝类孢子中粒面单缝孢属Punctatosporites和光面单缝孢属Laevigatosporites常见,主要分子有Laevigatosporites minimus、L. vulgaris、Punctatosporites minutus等,具条纹的分子基本绝迹,Torispora securis、T. laevigata、Reticuloidospora、Thymospora等少量见到。
裸子类单囊类的费氏粉属Florinites仍常见,主要见有Florinites florini、F. junior等。双囊类见有较多的Limitisporites,还见有少量的Chordasporites rhombiformis、Sulcatisporites ovatus、Pteruchipollenites、Pityosporites、Platysaccus等,具肋纹分子开始出现,含量很低,主要分子有二肋粉属Lueckisporites、Gardenasporites等。
图2.主要孢粉属的百分含量图谱
Fig. Percentage diagram of main sporopollen genera
2.3第Ⅲ孢粉组合:Punctatisporites-Limitisporites- Punctatosporites组合
该组合蕨类孢子(47.5%-72.9%)仍占优势,裸子植物(52.5%-27.1%)含量继续增加。
蕨类孢子以无环三缝孢子占优势,单缝类孢子次之,有环三缝孢子少量见到。无环三缝孢子Verrucosisporites,Gulisporites、Cyclogranisporites、Granulatisporites仅少量见到,Leiotriletes、Punctatisporites含量仍较高,上一组合的主要属种在该组合基本上均可见到,主要见有Punctatisporites palmipedites、P. obliquus、P. incomptus、Leiotriletes adnatus、L. sphaerotriangularis、L. cyathidites等。
具环类含量明显减少,见有少量的Crassispora、Densosporites、Triquitrites等。
单缝类孢子含量较高,以粒面单缝孢属和光面单缝孢属为主,主要见有Punctatosporites 、P. minutus、 P. granifer、 P. punctatus、 L. vulgaris等,Torispora securis仍可见到。
裸子类花粉双气囊类花粉较上一组合含量明显增加, Limitisporites、Vesicasporites、葵Pteruchipollenites等均有较高的含量,主要分子有:Limitisporites rhombicorpus、Labiisporites minutus、Chordasporites rhombiformis。Vitreisporites、Anticapipollis开始常见,具肋纹分子开始少量见到,见有Protohaploxypinus、Lueckisporites、Gardenasporites等。Florinites仍有一定的含量,主要见有Florinites productus、F. mediapudeus、F. florin等。
2.4第Ⅳ孢粉组合: Vitreisporites-Pteruchipollenites-Vittatina组合
该组合开始以裸子植物花粉占优势(62.3%-88.7%),蕨类孢子(11.3%-37.7%)次之.
蕨类孢子见有较多的Leiotriletes和Punctatosporites,主要分子有:Punctatosporites obsus、P. incomptus、Leiotriletes cyathidites 、L. sphaerotriangularis、L. adnatoides等,Cyclogranisporites、Granulatisporites、Gulisporites等少量见到,具环类见有Densosporites、Triquitrites sinensis、Knoxisporites hageni等。
单缝类孢子见有少量的Laevigatosporites、 Punctatosporites、Torispora等,主要分子有Punctatosporites minutus、 P. granifer、 Laevigatosporites minimus、Thymospora pseudothiessenii。
裸子类双气囊类含量丰富,Vitreisporites开始大量出现,在有的样品中含量可高达80%,主要分子为Vitreisporites parvus、V. pallidus、V. signatus等, Limitisporites、Vesicasporites、Pteruchipollenites等也常见,主要分子见有 Chordasporites rhombiformis、Vesicasporites antiquus、Pteruchipollenites reticorpus、Anticapipollis elongate、Anticapipollis tornatilis等, Alisporites sp. 、Labiisporites minutus、Platysaccus sp.等少量见到。
具肋纹分子开始繁盛,以Vittatina及Protohaploxypinus为主,主要分子为Vittatina multicostata 、V. fusiformis 、Protohaploxyp inus micros、P. latissimus,另外, Costapollenites、Lueckisporites、Gardenasporites等少量见到。Florinites个体较小,主要分子见有Florinites productus、F. mediapudeus等。
3、地层对比
3.1.第I孢粉组合: Cyclogranisporites-Denosporites-Florinites组合
本组合与陕西铜川(张子福等,1990)太原组的孢粉组合有很多相似之处,主要表现为(1)无环孢子都是以具粒、刺、网面为主,以Cyclogranisporites为最多,本组合含量为12.1%-48.3%,后者含量达到了17.6-32.6%;(2)具环孢子均占有重要的比例,两者的共同分子很多,主要有:Denosporites、Crassispora、Lycospora、Stenozonotriletes 、Reinschospora、Triquitrites等。不同的是本组合以Denosporites含量占优势,而后者以Lycospora占优势。(3)单缝类孢子均以Laevigatosporites最多,主要分子均为Laevigatosporites minimus、L. vulgaris。(4)裸子植物中Florinites含量高,本组合占到8.9%-20.5%,后者含量为10.1%-24%.双囊类花粉含量一般小于5%。
本组合与鄂尔多斯盆地北部(邓茨兰等,1983)太原组孢粉组合大致也可以对比,主要表现在:(1)无环三缝孢子均是以具粒、网、瘤面分子为主;(2)单缝类孢子在组合中均占有重要地位,前者含量为12.1%-37.7%,后者平均为20%;(3)具环类在组合中占主要地位,主要分子均见有Denosporites、Crassispora、Lycospora、Triquitrites;(4)裸子类以Florinites为主,双气囊花粉仅少量见到。不同的具环三缝类是前者以Denosporites为主,而后者以Lycospora为主,前者Punctatisporites和Gulisporites在组合中含量低,而后者含量较高。
本组合与山西保德(刘锋等,2007)太原组孢粉组合特征也可以对比,主要表现在:(1)无环三缝孢类两者均是以Cyclogranisporites、Microreticulatisporites为主;(2)单缝类孢子均以Laevigatosporites vulgaris为主,具条纹单缝类较多,都见到了Columinisporites heyleri、C. ovalis.
本组合与山东胜利油区(周和仪,1987)太原组大致也可以对比,主要表现在:(1)两者都是以具刺、粒、网面的无环三缝孢子占优势;(2)单缝孢子以Laevigatosporites、Punctatosporites为主,具条纹的分子常见;(3)具环类孢子Denosporites含量较高(4)裸子类以Florinites占优势,双气囊类含量不足10%。
本组合与太原西山(廖克光,1987)太原组在主要化石含量上有较多差异,但两者却有许多的共同分子,主要有:Cyclogranisporites minus、Leiotriletes adnatus、Triquitrites sinensis、Denosporites anulatus、Crassispora kosankei 、Laevigatosporites minimus、L. vulgaris、Punctatosporites punctatus、p. minutus 、Columinisporites heyleri、Thymospora pseudothiessenii等。本组合与内蒙古准格尔(王素娟,1982)太原组也有较多的共同分子,如:Columinisporites ovalis、Microreticulatisporites nobilis、Densosporites anulatus、Laevigatosporites vulgaris等。
3.2第Ⅱ孢粉组合:Sinulatisporites-Gulisporites-Punctatisporites组合
我国各地的山西组地层一个共同的特征就是单缝孢子在组合中占优势,而在本组合单缝孢子的含量优势,远没有那么明显,仍是以无环三缝孢子为占优势,这可能与油田探井的取样位置有关系。虽然,单缝类孢子含量较低,但该组合也明显的体现了山西组的孢粉组合特征:
(1)与上一组合相比,本组合具粒面、刺、瘤面三缝类孢子含量明显降低,双气囊类花粉含量明显增加,这是各地石炭纪与二叠纪早期一个主要的特征。如:在太原西山(廖克光,1987)太原组双气类含量小于2%,山西组则为3%-15.6%,具粒面、刺面三缝类孢子含量太原组约为20%,山西组则约为10%;内蒙古准格尔旗(王素娟,1982)太原组双气囊类占0.9%-3.3%,山西组则占2%-40.8%,具粒面、网、瘤面三缝类孢子太原组占0.9-15.3%,山西组占1.4-9.6%;山东藤县(苏维等,2006)具粒面分子太原组约占20%,至山西组约为15%,双囊类太原组小于1%,山西组平均3.67%。华北地区的河北开平(高联达,1984)、内蒙清水河(高联达,1984)、山东济宁(蒋汉朝,1999)、莱芜(冯进萍,1995)等地的山西组, 都是以具粒面、刺面、网面无环三缝孢子含量减少,一些新类型的双囊粉在类型和数量上有所增多为其显著特征。
(2)Reinschospora、 Columinisporites、Perocanoidospora等石炭系分子的消失和Sinulatisporites shanxiensis、S. sinensis等分子的出现,该特征与山西宁武(高联达,1984)、鄂尔多斯盆地北部(邓茨兰等,1983)、河北唐山南部(杨学英,1994)、鲁西南地区(张增奇等,2016)、山东济宁(蒋汉朝等,1999)、内蒙古准格尔旗窑沟(王素娟,1982)等地的山西组相似。Sinulatisporites在各地的山西组地层中普遍存在,而在太原组地层很少见到,特别是山东聊城(宋香锁,2009)、山东济宁(蒋汉朝等,1999)、山东新汶(李超等,1998)、徐州地区(徐晓琴等,2004)等地区S. sinensis均是山西组孢粉组合的特征分子。
(3)Gulisporites高含量的出现,Gulisporites在河北开平煤田、山西宁武(高联达,1984)、安徽砀山(陆彦邦等,1984)、鄂尔多斯盆地北部(邓茨兰,1983)、河北唐山南部(杨学英,1994)、内蒙古准格尔煤田(贾高隆,1994)、山东济宁(蒋汉朝等,1999)、山东新汶煤田(李超等,1998)等地的山西组地层均出现高含量与该组合特征相似。
(4)双囊类型开始较多出现,但含量仍不高,具肋纹分子仅零星出现,与下石盒子组双囊类繁盛的特征也有明显的区别。
3.3第Ⅲ孢粉组合:Punctatisporites-Limitisporites- Punctatosporites组合
本组合无环三缝孢子开始以光面为主,具粒、刺、瘤面的分子占据次要位置,单缝孢类仍有较高的含量,双囊类花粉开始较多出现,同时出现了一些新的类型,上一组合含量很低的Limitisporites、Vesicasporites、Pteruchipollenites等在本组合都有较多的出现,具肋纹分子开始少量见到。该特征与山东莱芜(冯进萍等,1995)、聊城(宋香锁,2009)、藤县(苏维等,2006)等地的下石盒子组地层可以很好的对比,都是以光面三缝孢类为主,单缝孢类仍有较高的含量,双囊类明显增加为特征。
该特征与鲁西南地区(张增奇等,2016)的下石盒子组可以较好的对比:(1)无环三缝孢类均是以Punctatisporites和Leiotriletes为主,共同分子有Punctatisporites palmipedites、P. obliquus、P. incomptus、 Leiotriletes cyathidites、L. adnatus;(2)单缝孢类仍占有重要的位置;(3)双囊粉的丰度和分异度较上一组合均有明显提高,Vesicasporites、Limitisporites在组合中有较高的含量,上石盒子组常见或繁盛的Pteruchipollenites、Vitreisporites、Anticapipollis开始较多出现。
该组合与鄂尔多斯南部(耿国仓,1987)的下石盒子组基本可以对比,无环三缝孢子都是以Punctatosporites为主,单缝类含量较高,双囊类含量增加为特征,不同的是后者组合中Sinulatisporites和Gulisporites仍具有较高的含量,而本组合Sinulatisporites基本消失,Gulisporites也明显减少。
本组合与山西宁武(高联达,1984)下石盒子组地层也可以对比,两者都是以山西组的Sinulatisporites消失,双囊类的Limitisporites、Vesicasporites、Pteruchipollenites、Anticapipollis较发育为特征。
3.4.第Ⅳ孢粉组合:Vitreisporites-Pteruchipollenites-Vittatina组合
该组合与上几个组合相比,最鲜明的特征就是组合以裸子植物占优势,蕨类孢子退居次要位置。裸子类开通粉属(13.2-62.4)在组合占据了优势地位,同时出现较多的Limitisporites、聚囊粉属Vesicasporites、葵鳞羊齿粉属Pteruchipollenites,具肋条分子开始常见。双囊类显著增加,本体具肋条的分子普遍发育,是我国山东各地、山西各地、鄂尔多斯北部(邓茨兰,1983)、河北开平(高联达,1984)、太原西山(廖克光,1987)等地上石盒子组孢粉组合的共有特征。
该组合特征与山西宁武(高联达,1984)上石盒子组特征相似,两者都是以裸子植物的双气囊和具肋纹花粉为主,双气囊类是以Vitreisporites,具肋纹的以Lueckeisporites, Vittatina为主,不同的是后者见有华夏植物群特有的Macrotorispora,而本组合未见。
本组合与太原西山的上石盒子组孢粉组合也可以对比,组合中都是以双气囊类含量丰富,具肋纹分子种类明显增加为特征,但是后者组合中见有较多的Patellisporites和Clavisporis,而本组合未见到。
本组合与鲁西南地区(张增奇,2016)的上石盒子组大致可以对比,虽然后者仍是以蕨类孢子占优势,但两者有许多的共同分子,如:Punctatisporites obliquus、Leiotriletes cyathidites、L. adnatoides、Punctatosporites minutus、Laevigatosporites minimus,Vesicasporites antiquus、Vitreisporites parvus、V. pallidus、Pteruchipollenites reticorpus、Anticapipollis elongate。
本组合与山东北部(周和仪,1987)上石盒子组也有较多的特征分子,如:Vitreisporites pallidus、Anticapipollis elongate、Chordasporites rhombiformis、Vittatina multicostata、Pteruchipollenites reticorpus、Corisaccites quadratoides等。
4.结论
临兴地区石炭系-二叠系地层发育丰富的孢粉化石,本次建立了四个孢粉组合,分别为太原组Cyclogranisporites-Denosporites-Florinites组合,山西组Sinulatisporites-Gulisporites-Punctatisporites组合,下石盒子组Punctatisporites-Limitisporites-Punctatosporites组合,上石盒子组Vitreisporites-Pteruchipollenites-Vittatina组合。
参考文献:
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苏维,黄有龙,王明镇等.山东滕县煤田石炭—二叠纪孢粉组合[J].微体古生物学报,2006(23).
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杨学英.河北唐山南部早二叠世孢粉组合及油气意义[J].石油实验地质,1994(16).
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廖克光.山西北部石炭二叠系孢粉组合.太原西山含煤地层沉积环境[M].北京:煤炭工业出版社,1987.
CARBONIFEROUS-PERMIAN SPOROPOLLEN ASSEMBLAGES FROM LINXING AREA,SHANXI PROVINCE
WET Wenyan YU Yongzhao YANG Xingtao CHEN Shuwei FU Rao ZHOU Yonglin
Drilling & Production Co. of Subsidiary of CNOOC Enegy Technology &Services Ltd.,Tianjin 300452
Abstract: with the the potential resources evaluation of the deep coalbed methane,there are abundant Carboniferous-Permian spores and pollen have been discovered in exploration well from Linxing area,four sporopollen assemblages can be identified as follow: (I):Cyclogranisporites -Denosporites-Florinites assemblage;(Ⅱ):Sinulatisporites- Gulisporites- Punctatisporites assemblage;(Ⅲ)Punctatisporites - Limitisporites- Punctatosporites assemblage;(Ⅳ)Vitreisporites- Pteruchipollenites-Vittatina assemblage;Correlation of the assemblages with those in nearby regions and other areas indicates that the assemblages I are belong to Taiyuan Formation, assemblage Ⅱ are belong to Shanxi Formation, assemblage Ⅲ are belong to Lower Shihezi Formation , assemblage Ⅳare belong to Upper Shihezi Formation .
Key words: Linxing area Taiyuan Formation Shanxi Formation Lower Shihezi Formation Upper Shihezi Formation Sporopollen
图版说明
(所有化石放大倍数均为400倍,化石薄片保存于中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司中海油实验中心渤海实验中心地质室)
图版1
1.Microreticulatisporites nobilis ( Wicher) Knox , 1950
2、3. Cyclogranisporites minutus Bharadwaj,1957
4、Waltzispora sp.
5. Acanthotriletes sp.
6. Granulatisporites piroformis Loose, 1934
7. Torispora laevigata Bharadwaj,1957
8. Laevigatosporites minimus ( Wilson and Coe, 1940) Schopf, Wilson and Bentall, 1944
9.Torispora securis ( Balme) Alpern, Doubinger and Horst, 1965
10. Lycospora pellucida (Wicher) Schopf,Wilson and Bentall,1944
11、Stenozonotriletes sp.
12、Granulatisporites brachytus Zhou,1987
13、Lunzisporites sp.
14、Triquitrites sinensis Ouyang 1962
15. Laevigatosporites vulgaris ( Ibrahim, 1934) Alpern et Doubinger, 1973
16. Columinisporites heyleri ( Doubinger),1976
17. Punctatosporites punctatus(Kosanke) Potonie and Kremp,1966
18. Dictyophyllidites intercrassus Ouyang & Li,1980
19. Densosporites bilateralis Liao,1987
20. Leiotriletes cyathidites Zhou, 1980
21. Punctatisporites Palmipedites Ouyang,1982
22.Densosporites triangularis(Loose,1934) Smith and Butterworth,1967
23. Gulisporites cochlearius Imgrund,1960
24. Crassispora kosanki ( Potonie et Kremp, 1954) Bharadwaj, 1957
25. Densosporites anulatus (Loose,1934) Smith and Butterworth,1967
26.Sinulatisporites sinensis Gao,1984
27.Cyclogranisporites microgranus Bharadwaj,1957
28.Verrucosisporites sinensis Imgrund,1952
29. Knoxisporites hageni Potonie and Kremp, 1955,
30.Sinulatisporites shanxiensis Gao,1984
31.Reinschospora sp.
32. Punctatisporties obesus (Loose) Potonie and Kremp, 1955
33. Calamospora microrugosa( Ibrahim,1932) Schopf,Wilson and Bentall,1944
34.Striatosporites sp.
35. Columinisporites ovalis peppers,1970
36. Crassispora latigranifer ( Loose) Zhou, 1980
图版2
1. Vitreisporites sp.
2. Vitreisporites pallidus ( Reiss) Nilsson, 1958
3. Vitreisporites parvus Zhou, 1980
4. Vittatina multicostata Zhou,1980
5. Vittatina fusiformis (Zhou) Liao, 1987
6. Vittatina sp.
7.12. Protohaploxyp inusmicros Hart, 1964
8. Vesicasporites antiquus Gao, 1984
9. 16. Protohaploxypinus latissimus (Luber and Valts) Samoilovich,1953
10. Labiisporites minutus Gao,1984,
11. Alisporites sp.
13. Chordasporites rhombiformis Zhou,1980
14.Platysaccus sp.
15. Sulcatisporites ovatus(Balme and Hennelly) Balme,1970
17. Florinites productus zhou,1980
18、19.Limitisporites rhombicorpus Zhou,1980.
20.Limitisporites sp.
21. Anticapipollis tornatilis (Chen) Ouyang,1979
22. Vesicasporites sp.
23 .Florinites florini Imgrund,1960
24. Anticapipollis elongate Zhou,1980
25.Florinites junior Imgrund,1960
26.Florinites ovalis Bharadwaj,1957
27. Florinites mediapudeus (loose) Potonie and Kremp, 1955
28. Corisaccites quadratoides Zhou, 1980