Question

巴里坤盐湖生物地层学

Answer 1

20世纪80年代初，新疆地质局水文地质队在巴里坤盐湖东部进行了钻探，并对距地表278.38～316.14m处孢粉组合做过研究。80年代末，化工部陕西化工地质队在该盐湖施工了两个较深的钻孔，即CKO24，CK2401，作者带领的科研组曾对这两个钻孔的孢粉和介形类做了研究。

一、巴里坤盐湖含盐系地层

根据在盐湖四周及盐湖内所施钻孔资料，编制盐湖地层综合柱状图（图7-2）。现将盐湖地层叙述如下（由新到老）：

图7-2 巴里坤盐湖地层综合柱状图及浅部芒硝矿层柱状图

1.白至无色芒硝矿层。厚数十厘米至3.09m。主要矿物成分为芒硝，次要矿物成分为无水芒硝和石盐。芒硝呈半自形和他形晶。无水芒硝多呈斜方双锥自形晶。矿石呈致密块状。含卤虫卵及卤虫粪粒化石。

2.黑色含芒硝淤泥。厚20～30cm，个别地段可达5m。该层富含水，具硫化氢臭味，含丰富的有机质。含卤虫卵及卤虫粪粒化石。该层顶部经¹⁴C测定，年龄为4200±90a B.P.。

3.含少量芒硝之灰—灰绿色粘土。厚2～13m。上部含少量芒硝，下部含石膏。芒硝呈他形粒状，大小数毫米。石膏呈自形板柱状或他形粒状，大小数毫米至数厘米。含孢粉，含卤虫卵及卤虫粪粒化石。

全新统和上更新统在此分界。以上地层为全新统，以下地层则为上更新统。

4.白至无色芒硝矿层。厚数厘米至数十厘米，一般20～30cm，含少量粘土。芒硝晶体呈他形粒状，大小数毫米。含卤虫粪粒化石。

5.灰—深灰色粘土。厚度为2～3m。含少量芒硝。含孢粉。该层¹⁴C测定年龄为30400±460a B.P.。

6.白—无色芒硝矿层。厚度为20～40cm，含少量粘土。含卤虫粪粒化石。

7.灰色粘土与灰黄色粘土互层。厚1～3m。含少量芒硝和石膏。常见黄白色文石纹层及团块。在该层上部可见草莓状黄铁矿。富含植物残屑和黑色植物种子以及孢粉。该层测定¹⁴C年龄为38400±1100a B.P.。

8.白—无色芒硝矿层。厚20～30cm。含卤虫粪粒化石。

9.灰色粘土与灰黄色粘土互层。厚1～3m。含少量芒硝和石膏。含卤虫粪粒化石。

10.深灰—黄灰色粉砂质粘土和粘土质粉砂。厚度为3.01m。含介形类化石。

11.灰—黄灰色粘土。厚度为10.09m。其间夹黄绿色粘土薄层。粘土薄层中富含白色纹层。白色纹层主要组成矿物为文石、菱镁矿、伊利石、绿泥石等，偶见粉砂薄层。含植物碎屑和介形类化石。

12.灰色粘土与黄灰色粘土互层。厚度为15.3m。普遍含少量半水石膏。半水石膏呈半自形至他形粒状。外貌与石膏很难区分，大小为 0.5～2mm。该层常见白色以文石、方解石、石膏为主组成的毫米级纹层。含孢粉。

13.灰绿色粉砂质粘土。厚2.15m。

14.灰绿色粘土与褐灰色粘土互层。厚4.95m。夹粘土质粉砂薄层，局部含以文石方解石为主的白色纹层。

15.含砾粗砂。厚1.4m。砾石含量10%～30%，大小多为2～4mm的细砾石。砂粒呈次棱角至次圆状，分选性差，砂粒成分以石英为主，次为长石及岩浆岩碎屑。局部为砾泥质砂。

16.灰色粉砂质粘土。厚8.6m。夹粉砂及粘土薄层。

17.灰色粘土。厚1.6m。夹粉砂薄层。

18.灰至灰黑色粉细砂夹粉砂质粘土。厚度为9.09m。砂子粒度向下逐渐变粗。下部含粗砂和细砾石约10%。含介形类化石。

19.灰绿色粘土与粉砂质粘土互层。厚4.47m。夹黑色炭质粘土微层。

20.灰—灰褐色粉砂及粘土质粉砂。厚1.23m。夹粘土薄层。

21.浅褐灰色棕灰色粘土。厚4.36m。该层底部含少量细砾石。

二、孢粉

孢粉赋存于距地表11～42m处，尤以10～15m和32～42m两段最为丰富，共鉴定统计孢粉CK024孔为1471粒，CK2401孔为1844粒（由张淑霞鉴定）。其中，CK024孔木本花粉542粒，占36.8%，灌木及草本花粉900粒，占61.2%，蕨类孢子29粒，占2%；CK2401孔木本花粉625粒，占33.9%，灌木及草本花粉1157粒，占62.7%，蕨类孢子62粒，占3.4%。从以上数据可以看出，两个钻孔孢粉种类及所占百分比非常一致。

孢粉分别隶属于40个植物种属，木本花粉主要类型有松属（Pinuspollenites）、桦属（Betulaepollenites）、栎属（Quercoidites）等，灌木及草本花粉主要类型有麻黄属（Ephedripites）、蒿属（Artemisia）、藜属（Chenopodipollis）、菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）等，蕨类植物孢子主要有水龙骨科（Polypodieceae）、卷柏科（Selaginelle）等。

图7-3和图7-4分别为CK2401钻孔孢粉式和CK024钻孔介形类及孢粉式。

图7-3 巴里坤盐湖CK2401钻孔孢粉式

图7-4 巴里坤盐湖CK024钻孔介形类及孢粉式

综观孢粉分析结果，具有以下特点：

1）全部孢粉类型属晚更新世以来的种属。孢粉类型较贫乏，但是，剖面下部孢粉种类相对较多。

2）从各类孢粉数量及比例看，以灌木麻黄及草本藜蒿含量最高，可达孢粉总数的62.7%；其次为乔木花粉，达36.7%；蕨类孢子最少，仅占1.7%～3.4%。

3）在灌木、草本植物花粉中，灌木麻黄花粉含量为21.5%～26.2%，草本植物花粉蒿属占22.7%～27.5%，藜属占23.9%～27.5%。可以看出，藜、蒿和麻黄占有几乎近等的百分比例。

4）从剖面中可以看出，喜湿的莎草、香蒲、石竹等草本花粉在24m以下才有少量产出，这表明，此时气候较潮湿温暖。

从孢粉种类上看，既有乔木植物，又有灌木及草本植物，且以后者为多。在灌木及草本植物中，耐干、嗜盐和生命力强的麻黄、藜、蒿等占优势。这反映了本区当时的植被为疏树荒漠草原类型。气候和地貌的景观是：盆地内气候比较干旱，夏热冬寒、雨少。在盐渍土地上，喜干、耐旱的藜、蒿、麻黄等灌木及草本植物大量繁生，盆地四周的山区则生长着云杉、松及桦等乔木植物。

从图7-3和图7-4中可以看出，距地表30余米以下木本植物花粉比其上要相对多些，而灌木及草本植物花粉正好相反。这表明，距今四万年以前的气候要潮湿些，之后，气候变得越来越干旱炎热。

三、介形类

该盐湖第四纪介形类的属种（系由关绍曾教授鉴定）比较少，以喜盐属种为多，主要有：胖真星介Eucypris inflata（Sars）（图版7-4a，b），真星介（未定种）Eucypris sp.（图版7-5a，b），布氏土星介Ilyocypris bradyi Sars（图版7-6a，b，c，d），隆起土星介Ilyocypris gibba（Ramdohr）（图版7-7），变曲湖花介Limnocythere flexa Negadaev（图版7-8a，b，c），变异湖花介Limnocythere vara Liepin（图版7-9a，b，c），华美湖花介Limnocythere ornata Mandelstam et Kazmina（图版7-10a，b），疑湖花介Limnocythere dubiosaDaday（图版7-11a，b，c，d），近岸正星介Cyprideis littoralis（Brady）（图版7-12a，b，c，d，e，f，g，h），玻璃介（未定种）Candona sp.，小玻璃介（未定种）Candoniellasp.。其中，保存最多的是Limnocythere vara和Ilyocypris bradyi Sars。前者出现于俄罗斯西伯利亚等地的中晚更新世，其他种多从第四纪初期就开始出现。

把巴里坤盐湖第四纪含盐系中产出的介形类属种与现代水体中的属种进行对比，可以此来了解该湖含盐系中介形类的生存环境及其意义。

Limnocythere是一喜盐湖相生物。现生存的L.dubiosa是一咸水类型。在青海、西藏的盐湖及前苏联咸海、伊塞克湖均有发现，其生存的盐湖盐度分别为12.4‰，23.50g/L。

Cyprides是一个主要生活在咸水中的广盐性的喜盐类型。通常认为其是由海生介形类演化来的。C.litloralis在青海盐湖，在前苏联里海、咸海、伊塞克湖，在荷兰东北部的海围低地等地的盐湖和咸水及北非半咸水湖中均有发现。水体盐度从1.5‰～80‰均有生存。

Eucypris inflata（Sars）在欧亚、非洲的咸水湖中都能找到。它的耐盐度极高，有时在高达110‰的含盐水中生存，但一般生活于2.8‰～106‰盐度的水体中。

Ilyocypris属是一淡水喜热类型。在淡水或半咸水的河流或湖泊中生活。I.bradyi的适盐范围为0.5‰～4.5‰，一般生活于盐度为1‰的水体中；I.gibba（Ramdohr）的适盐范围为0.35‰～0.875‰。

Candona，Candoniella属中的大多数生活在淡水中，只有少数种生活于咸水中，个别广盐性种既能在淡水中生活，也能在含盐度高的水体中生活。

根据介形类壳瓣百分数编制了CK024介形类属种分布曲线图。从图7-4中可以看出，CK024孔岩层沉积时水体盐度的变化情况如下：

82.48～80.6m为咸水沉积；

79.9～71.00m为淡至半咸水沉积；

69.87～64.00m为咸水沉积；

61.85～47.56m为淡水沉积；

46.26～29.90为淡至咸水沉积。

从图7-3可以看出，CK2401孔的盐度变化情况如下：

57.00～46.95m为半咸水沉积；

42.30～21.45m为咸水沉积；

17.70～16.60m为半咸水沉积；

16.06～3.63m为咸水沉积。

结合两个钻孔中的盐类沉积，可以看出，巴里坤盐湖之下90～30m间，湖水至少经历了5次由淡化至咸化之过程。

由于盐湖盆地构造发育的不均一性，故两个钻孔孢粉和介形类分析还不能代表整个的演化历程。例如，在盐湖的西南部，湖下12～20m处钻探揭示赋存3层芒硝矿。这表明，在距今约4万～3万年前，巴里坤湖局部地区已变为盐湖，且有硫酸钠矿层之沉积。

四、两虫化石

孢粉和介形类化石很少在盐层里发现，它们仅在盐度较小的盐层顶底板中赋存，或远离盐矿层之沉积物中赋存。与此相反，两虫化石即卤虫化石和卤蝇幼虫化石以及它们的排泄物粪粒化石则赋存于盐层中，故从生物地层学意义来讲，其更具有重要意义。关于两虫化石及其粪粒化石详见本章之第六节和第七节。

五、巴里坤盐湖演化历史

根据孢粉、介形类和两虫化石及其粪粒化石以及盐层等综合考虑，可将已揭露的90.65m含盐系地层划分为7个沉积阶段：①90.65～80.6m为淡至半咸水沉积阶段；②80.6～52m为半咸水—咸水沉积阶段；③52～37m为咸水沉积阶段；④37～20m为淡—半咸水—咸水沉积阶段；⑤20～12m为卤水沉积阶段；⑥12～3m为咸水—卤水沉积阶段；⑦3～0m为卤水沉积阶段。其中，后3个阶段为盐湖形成和演化阶段。盐湖形成时期约为40000a B.P.，一直延续至今，气候为干燥凉温趋暖；前4个阶段是盐湖形成前的半咸水—咸水湖演化阶段。