准噶尔盆地北缘谢家阶底界一推荐界线层型及其生物一年代地层和环境演变意义

摘要

新疆准噶尔盆地北缘铁尔斯哈巴合地层剖面构造简单并含有丰富的晚渐新世及早中新世哺乳动物化石.其中铁尔斯哈巴合组及索索泉组沉积基本连续,两组界线位于剖面米距33 m处.依据该剖面中8个层位和相邻的XJ99005剖面中18个层位上采集的化石以及它们的上下关系和生物组合性质,划分出5个哺乳动物组合带,其中两个位于铁尔斯哈巴合组中(铁-Ⅰ,Ⅱ带),3个在索索泉组下部(索-Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ带).从剖面的铁尔斯哈巴合组、索索泉组和哈拉玛盖组中以0.5 m的间距采集了348组古地磁样品,获得的磁性剖面包含了16个正向带和16个反向带(事件),其中包含了相当于地磁极时间表中C7n～C5E段的完整磁极带.铁-Ⅰ～Ⅱ带与塔本布鲁克哺乳动物群相近,为中国已知位置最西、构成门类和数量最多的一个晚渐新世哺乳动物组合.索-Ⅰ带应为中国目前所知的最晚渐新世的哺乳动物带.早中新世索-Ⅱ带与谢家动物群和蒙古中部渐新世-中新世过渡带D带可以对比.早中新世索-Ⅲ带相当于过去使用的"索索泉动物群",时代大致与乌尔图动物群相当.根据地磁极时间校正,铁尔斯哈巴合剖面中铁尔斯哈巴合组和索索泉组跨越了从24.5 Ma(地磁极时带C7n.2n)到18 Ma(地磁极时带C5Dr.2r)大约6.5 Ma的时间,岩体平均沉积速率大约为2.5 cm/千年.剖面中5个生物组合带的时间跨度大致分别为:铁-Ⅰ带:24.4～24.15 Ma;铁-Ⅱ带:23.2～23.1 Ma;索-Ⅰ带接近但还未到达渐新世/中新世界线的23.03 Ma;索-Ⅱ带:21.9～21.7Ma;索-Ⅲ带:21.68～21.15 Ma.我们推荐将铁尔斯哈巴合剖面作为中国区域年代地层单位谢家阶(期)底界界线层型的一个候选剖面.与谢家阶底界相对应的界线暂定在剖面由底向上40.25 m处,对应于地磁极时带C6Cn.2n底界.该界线位于索索泉组内部,索-Ⅰ和索-Ⅱ带之间.根据定义,该界线也分别对应于阿基坦阶、中新统以及新近系的底界,年龄为23.03 Ma.文章还讨论了下列问题:1)索索泉组的绝大部分应当和谢家阶以及山旺阶地层对比,仅其底部含有索-Ⅰ带化石组合的部分可与塔本布鲁克阶地层对比.2)在进行生物地层对比时尽量使用不同的索索泉组哺乳动物组合带,传统的"索索泉动物群"仅大体相当于索-Ⅲ带.3)许多过去认为的渐新世哺乳动物分子的生存时代实际上延伸到了早中新世,仅以这些分子的存在,不能说明一个动物群及其地层的确切年代.4)塔本布鲁克动物群及相关的期、阶名为有效名称,具有合法性;该阶底界有待确立.5)如果山旺阶底界(谢家阶顶界)位于地磁极时带C6An.1r底,年代为20.43 Ma,相应的界线应位于铁尔斯哈巴合剖面89.25 m处,因此,铁尔斯哈巴合剖面中有可能产生谢家阶的单位层型,该阶的地质时间跨度为2.6 Ma.6)5个生物带都是以兔形类、啮齿类以及食虫类等小哺乳动物为主要分子,而且同门类的属种间具有相当近的演化关系,说明这个地区从晚渐新世到早中新世的一段时期中,动物群性质没有明显变化,总体上反映了一个从早渐新世以来就比较干旱的环境;渐新世和中新世动物群成分在种一级上仍有明显差异;而相当于谢家动物群的索-Ⅱ带则带有明显的过渡性质.7)从索索泉组的岩性、分布的地理部位以及与甘肃秦安剖面相近的时代和动物群等来看,不排除含有风成沉积物的可能.