晚中生代时期中国东北地区岩石圈处于不均匀伸展作用阶段^[1-5]，火山活动较为频繁，区域性伸展拉张作用在前中生代基底薄弱地带形成一系列NE或NNE向断裂及大小不等的火山断陷盆地.黑宝山-罕达气盆地就是其中的晚中生代火山盆地之一，以发育早白垩世九峰山组含煤岩系为特征，是黑河地区最大的煤产地之一，但对九峰山组的形成时代及古生物特征很少有系统报道.

九峰山组分布于大兴安岭北段和小兴安岭西北坡，主要见于大杨树、罕达气、呼玛椅子圈、翻身屯，区域上岩性变化不大，以沉积碎屑岩为主，夹煤层，局部夹酸性火山碎屑岩及玄武岩.依据所含化石、含煤层及上、下地层关系，将时代置于早白垩世^[6-7].

笔者依托全国陆域及海区地质图件更新与共享项目，对该盆地中九峰山组岩石组合、古生物特征进行了系统总结，同时对九峰山组进行了同位素年代学研究.旨在研究九峰山组化石组合特征及其形成时代，为探讨其成煤时代及古环境和古气候提供新证据.

1 地质背景

黑宝山-罕达气盆地也称黑宝山-木耳气盆地^[8]，位于黑龙江省北部大兴安岭与小兴安岭结合部，著名的多宝山铜矿区东南侧，叠置在兴安地块与松嫩地块之间的古生代多宝山岛弧带上（图 1），为晚中生代形成的北东向断陷盆地.早白垩世地质演化历史时期，盆地发生强烈的火山活动及火山活动间歇期的陆源碎屑充填，盆地内发育有早白垩世光华组、九峰山组、甘河组及中新统孙吴组.在盆地南侧发育有中新世西山玄武岩.光华组主要为灰色、深灰色流纹岩、英安岩及其火山碎屑岩，不整合在前中生代地层之上.九峰山组在该盆地最发育，为火山-沉积含煤地层，出露于盆地的中东部，大部分埋藏于盆地内部，岩性为厚层-巨厚层状复成分凝灰质角砾岩、复成分砾岩、砂岩及沉（层）凝灰岩、流纹质凝灰岩，夹泥岩及煤层，与光华组整合接触.甘河组主要为灰紫色、灰绿色玄武岩、气孔-杏仁状玄武岩、安山玄武岩及其火山碎屑岩与九峰山组整合接触.孙吴组为河湖相碎屑沉积，主要由灰色、黄褐色、灰黄色弱胶结砂砾岩、砂岩夹灰绿色、灰色泥岩组成.在盆地南侧发育中-上新世西山玄武岩，主要为灰色、钢灰色、黑灰色气孔状及致密块状玄武岩.

九峰山组是由黑龙江省煤田地质勘探局109队李朝琛等1973年创建于内蒙古鄂伦春自治旗大杨树煤田^❶，指大杨树煤田的含煤地层.岩性以沉积岩和火山沉积岩为主夹火山碎屑岩及玄武岩，产植物化石，其划分标准为一套夹玄武岩的火山-沉积型含煤地层.与上覆甘河组火山岩及下伏光华组均整合接触.主要发育于大兴安岭东坡及小兴安岭西北坡，其主体部分在内蒙古大杨树盆地，另外在嫩江建边农场、呼玛椅子圈、黑河、孙吴等地也有一定的分布.

❶李朝琛，等.内蒙古大杨树煤田地质勘探报告. 1973.

2 九峰山组岩石地层特征

研究区九峰山组主要出露于黑宝山-罕达气盆地中、东段，总体呈北东向展布，在盆地边缘不整合覆于前中生代基底之上.地层总体走向与盆地走向、区域构造线方向基本一致，主要充填于黑宝山-罕达气盆地中东段的各个次级断陷之中，为一套河湖相含煤沉积，局部夹火山碎屑岩.在盆地的中段南侧及西南侧整合于光华组之上，被甘河组整合覆盖，在木耳气一带被孙吴组不整合覆盖.依据岩性组合及旋回特征划分为三段^❷.

❷黑龙江省地质调查研究总院.黑龙江1: 5万三矿沟幅、三峰山幅、一六九幅、多宝山铜矿幅、星火公社幅、一五三幅区域地质矿产调查. 2018.

九峰山组一段下部为浅灰、灰绿色夹紫红色厚层、巨厚层状复成分凝灰质角砾岩，夹薄层状凝灰质砂岩及沉凝灰岩、凝灰岩，属洪、冲积物的粗碎屑堆积，伴有火山活动；上部为浅灰、浅灰绿色厚层、巨厚层状复成分砾岩、凝灰质砾岩，灰绿色、少许浅紫红色凝灰岩及沉凝灰岩，夹凝灰质砂岩、含砾粗砂岩，局部见黑色、灰白色流纹质凝灰熔岩、凝灰岩，厚度50~300 m.为火山碎屑岩相和山麓相沉积.

九峰山组二段由下粗上细的正粒序3个小旋回组成，每个旋回岩性大体为：下部为（凝灰质）砾岩或含砾（凝灰质）粗砂岩，中部为粗砂岩、中细砂岩，上部为泥岩、粉砂质泥岩夹煤层，含丰富的植物及孢粉化石，厚一般35~250 m，为浅-滨湖相、河流相、三角洲相、冲积扇相及泥炭沼泽相的含煤碎屑沉积.局部泥岩发育细水平层理，反映局部水动力条件稳定. 3个正粒序小旋回反映了3次主沉降事件.含有Rufordia-Onychiopsis植物群中期组合植物化石及孢粉Piceaepollenites-Appendicisporites-Cicatricosisporites组合.

九峰山组三段以灰白-浅灰色砂岩、凝灰质砂岩、含砾凝灰质砂岩为主，含植物化石碎片，厚50~200 m，为浅湖相、河流相的冲积物沉积，伴有火山活动.下部以夹有层位稳定的砂泥岩频繁互层为特征，反映地壳运动频繁；上部以厚层状白色砂岩为特征，反映稳定的沉积环境.

3 生物地层特征

研究区九峰山组一段产植物茎干化石及碎片，二段煤层顶底板及泥岩中发育植物及孢粉化石，偶见叶肢介化石碎片，三段含有少量的植物化石.据已有资料^❸对九峰山组植物及孢粉化石特征阐述如下.

❸黑龙江省地质矿产局第二地质调查所. 1: 5万多宝山铜矿幅、一五三幅、木耳气煤矿、罕达气幅、五道沟幅、地营子幅、桦树排子幅、猪肚子河幅区域地质调查报告. 1986.

3.1 植物化石组合特征

九峰山组植物化石主要产于二段煤层的顶底板及泥岩中，主要属种有：Pityostrobus sp.，P. cf. dunkeri，Pityocladus sp.，P. cf. zhalainoerensis Zhang，Pityophyllum sp.，Podozamites sp.，P. lanceolatus（L et H），Elatocladus cf. manchuricus，Elatides sp.，Pagiophyllum sp.，Pterop-hyllum sp.，Zamites sp.，Phoenicopsis sp.，Ginkgoites sp.，Czekanowskia rigida Heer，Sphenobaiera sp.，Coniopteris sp.，C. burejensis（Zalesky），Cladophlebis cf. acuta Font-aine，共15属19种.其中裸子植物松柏类7属10种，即：Pityostrobus sp.，P. cf. dunkeri，Pityocladus sp.，P. cf. zhalainoerensis，Pityophyllum sp.，Podozamites sp.，P. lanceolatus（L et H），Elatocladus cf. manchuricus，Elatides sp.，Pagiophyllum sp.；苏铁类2属Pterophyllum sp.，Zamites sp.；银杏类4属：Phoenicopsis sp.，Ginkgoites sp.，Czekanowskia rigida Heer，Sphenobaiera sp.；蕨类2属3种：Coniopteris sp.，C. burejensis（Zalesky），Cladophlebis cf. acuta等.该植物群组成以松柏类为主，多为线状叶、针状叶和鳞片状叶类型.其次为银杏类和茨康类，多为线状叶类型.真蕨类和苏铁类有一定的含量.未见被子植物.其中，Pityostrobus. cf. dunkeri产于黑龙江鸡西下白垩统城子河组，Pityocladus cf. zhalainoerensis产于龙江盆地下白垩统龙江组，Elatocladus cf. manchuricus见于北票泉巨涌下白垩统孙家湾组、阜新组、义县组，Podozamites lanceolatus主要见于辽宁昌图下白垩统义县组、沙河子组、北票地区下侏罗统北票组，Czekanowskia rigida产于辽西下白垩统义县组、九佛堂组、阜新组，Cladophlebis acuta产于吉林和龙下白垩统长财组，C. burejensis产于辽宁中侏罗统海房沟组，下白垩统阜新组、沙河子组、义县组，黑龙江鸡西下白垩统城子河组等^[9-10].上述植物化石成分匀属于Ruffordia-Onychiopsis植物群范畴，多产于东北地区的早白垩世地层中^[11].

3.2 孢粉化石组合特征

孢粉化石主要产于二、三段中的泥岩及粉砂岩中.裸子植物花粉有：Piceaepollenites sp.，P. exilioides，Pinuspollenites sp.，P. divulgatus，Cycadopites sp.，Classopollis annulatus，Abietineaepollenites，Cedripites，Parrisaccites，Parcisporites，Psophosphaera，Araucaria-cites，Podocarpidites sp.，Cerebropallenites mesoicus，Ginkgo，Laricoidites，Inaperturopollenites；蕨类植物孢子有：Cicatricosisporites sp.，C. australiensis，C. minutaestri-atus，C. minor，Fixisporites tortus，Aequitriradites spinulo-sus，Concavissimisporites sp.，C. punctatus，C. variver-rucatus，Deltoidospora sp.，Gleicheniidites delicatus，G. senonicus，Gleicheniidites. sp.，Laevigatospovites ova-tus，Cyathidites minor，C. australis，Osmundacidites wellmanii，O. nicanicus，Lycopodiumsporites reticului-msporites，Ly. austraclaratidites，Ly. loevigatus，Ly. subsimplex，Verrucosisporites sp.，Appendicisporites tricornitatus，Contignisporites glebulentus，Converrucosis sp.，Neoraistrickia sp.，N. truncta，N. minor，Todisporites minor，Foveosporites canalis，Foveosporites sp.，Cibotiumspora cf. juncta，Pilosisporites verus，Ptrichopo-pllosus，Triporoletes reticulosus，Impardecispora cf. apiverrucata，Klukisporites laevigatus，Foraminisporites wonthaggiensis，Trilobosprites cf. benrissartensis，Undulatisporites sp.，Granulatisporites sp.，Hsuisporites sp.，Toroisporis sp.等.未见被子植物花粉.孢粉化石以裸子植物花粉占优势，含量为84.5%~96.2%，其中以Piceaepollenites（云杉粉），Pinuspollenites（松粉）为主，含少量的Classopollis.蕨类植物孢子相对含量较低，含量约为3.8%~15.5%，以Cicatricosisporites，Fixisporites，Deltoidospora，Concavissimisporites punct-atus，Gleicheniidites，Granulatisporites，Hsuisporites，Aequitriradites，Foraminisporites，Appendicisporites等为主，可称为Piceaepollenites-Appendicisporites-Cicat-ricosisporites组合.

研究区九峰山组孢粉化石组合与大杨树盆地九峰山组孢粉化石组合^[12]相比，蕨类植物孢子含量较少，松柏类气囊与本体分化较差（古型）的类型较少或未见，Trilobosporites相对较少.具有重要时代意义的蕨类植物孢子Cicatricosisporites，Concavissimisporites，Foraminisporis，Aequitriradites，Pilosisporites等均有出现，代表银杏、苏铁类的Cycadopites较发育，Classopollis花粉含量低.两个盆地总体生物面貌相当，反映了同物异盆特征.

3.3 化石指示的古气候环境特征

研究区九峰山组植物化石组合中喜温热的松柏类占主要地位，其次为热带、亚热带的银杏及苏铁类植物，蕨类植物多生于温暖阴湿的森林环境或沼泽低洼地带，总体为亚热带潮湿气候环境.孢粉组合中以喜湿热的双囊粉松柏类为主，如Piceaepollenites、Pinuspollenites等.喜湿热的蕨类植物发育，尤其热带、亚热带生长的海金砂科Cicatricosisporites较普遍.干热的掌鳞杉科Classopollis花粉含量很低，反映典型的亚热带潮湿气候环境，为研究区大规模聚煤作用提供了良好的气候条件.

4 同位素年代学研究

笔者等在罕达气镇东沟西侧出露较好的九峰山组一段的河流相粗砂岩、粉砂岩夹厚层状灰白色流纹质晶屑凝灰岩中采集U-Pb同位素测年样品（编号D1801b1W）1件（图 2a、b）.样品为灰白色流纹质晶屑凝灰岩，采样位置为126°00′33″E，50°10′15″N.流纹质晶屑凝灰岩镜下特征：岩石为晶屑凝灰结构，由晶屑25%、玻屑5%及火山灰70%组成.晶屑次棱角状及棱角状，成分以石英为主，少量斜长石及白云母小片，晶屑粒径大部分在0.05 mm以下，少量可达0.8 mm.玻屑为鸡骨状、凹面三角形，脱玻为长英质隐晶质成分.火山灰为长英质隐晶集合体（图 2c）.

样品的破碎、锆石挑选、锆石样品制靶、透射光、反射光及阴极发光图像采集由河北省廊坊区域地质调查研究所实验室完成.利用天津地质调查中心同位素实验室的激光烧蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICPMS）进行锆石微区原位U-Pb同位素测定，详细分析流程及原理参见文献^[13-14].因岩石形成时代相对较新，采用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄.加权平均计算和U-Pb谐和图绘制采用Isoplot程序^[15]完成.

锆石阴极发光（CL）图像结果显示，锆石颗粒大小约为100 μm，大部分自形程度好，多呈短柱状，个别呈长柱状（图 3）.锆石晶体内部结构清晰，可看到明显的岩浆振荡环带，表明锆石为岩浆成因.锆石长宽比介于2 : 1~1.5 : 1之间，显示火山岩锆石特征.样品测试点19个，13个锆石分析点均位于谐和线上或其附近（图 4a）. ²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄118~124 Ma（表 1），加权平均年龄119±0.89 Ma，MSWD=1.3（图 4b），时代为早白垩世晚期，应代表岩石的形成时代，表明九峰山组下部在早白垩世阿普特阶中晚期开始接受沉积.另外，有6个测试点数据²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄在175~180 Ma（表 1），与盆地周缘的早侏罗世花岗岩形成时代一致，可能为来自周缘早侏罗世花岗岩隆升剥蚀再沉积的碎屑锆石.

5 讨论

研究区九峰山组植物化石组合具有早白垩世特征，但时限较长.孢粉化石组合中以海金沙科孢子和松柏类双囊粉起主导地位，虽然组合中蕨类孢子含量较少，但对地层划分具有至关重要作用.特别是Cicatricosisporites，Concavissimisporites，Aequitriradites，Foraminisporites，Appendicisporites，Pilosisporites等是早白垩世的特征分子，如Cicatricosisporites minor，C. minutaestriatus是俄罗斯、加拿大、澳大利亚及我国南、北方早白垩世地层中频繁出现的主要成分. Concavissimisporites punctatus是早白垩世分布十分广泛的种，在加拿大西部出现于早白垩世阿普特-阿尔必期，美国见于巴列姆-阿尔必期，英国见于贝里阿斯-阿普特期，俄罗斯见于巴列姆-阿普特期澳大利亚见于凡兰吟-阿尔必期^[16]. C. variverrucatus与其经常伴生，分布时代大致相同. Aequitriradites spinulosus在黑龙江东部及辽宁西部白垩纪地层中均有分布. Appendicisporites虽然含量很少，但是在辽西热河生物群、黑龙江鸡西盆地的城子河组及穆棱组均有出现^[17]. Appendicisporites tricornitatus在辽西的沙海组开始出现.组合中见极少的Pilosisporites，也是早白垩世代表属之一. Pilosisporites verus在辽西始现于九佛堂组^[17]. Cicatricosisporites、Pilosisporites、Aequitriradites等也见于扎兰屯地区的龙江组^[18].因此，研究区九峰山组植物群时代应属早白垩世中晚期.与黑龙江鸡西盆地的城子河组及穆棱组、辽西九佛堂组、沙海组孢粉化石组合基本相当.鸡西盆地的城子河组的绝对年龄125.1~116 Ma、穆棱组116~106.9 Ma ^[19-20]，穆棱组下部主要含煤段形成时间115~111 Ma ^[20].另外，本组下伏光华组在龙江地区的热河生物群的生存时代为125.4±1.4 Ma至120.1±1.1 Ma，从阿普特期早期延续至阿普特期中期^[21]，两者整合接触，结合本区九峰山组下部U-Pb同位素年龄119 Ma，可确定其形成时代应为阿普特阶中晚期，成煤时代与鸡西盆地穆棱组相当.

6 结论

（1）九峰山组孢粉组合中含有大量的具有时代意义的孢粉化石，如Cicatricosisporites、Concavissimisporites、Aequitriradites、Foraminisporites、Appendicisporites、Pilosisporites等，反映的时代为早白垩世中晚期.结合在九峰山组一段流纹质晶屑凝灰岩中获得的119 Ma U-Pb同位素年龄，确定九峰山组形成时代为早白垩世阿普特阶中晚期.

（2）九峰山组孢粉和植物化石组合反映了典型的亚热带温暖潮湿气候环境，指示了良好的成煤气候条件，其成煤气候环境、成煤期次、岩石组合与黑龙江东部鸡西盆地穆棱组相当.九峰山组年代地层建立可为东北地区晚中生代区域地层、成煤时代、含煤盆地对比提供年代学依据.