0 引言

华北板块与西伯利亚板块之间的最终缝合位置、拼贴时代一直是区内基础地质研究中争论的焦点问题之一，多数学者倾向认为西拉木伦河—长春—延吉断裂带是两大板块的最后缝合带，但对最终拼合的时间仍存在分歧，一些学者认为最终拼合的时间为晚二叠世^[1-3], 近年来多数研究者则认为最终拼合的时间为二叠纪末期—早中三叠世^[4-9]。研究区位于中亚造山带东段，上二叠统林西组的沉积环境是研究西拉木伦河缝合带的关键问题之一，对研究古亚洲洋闭合具有重要意义。

林西组广泛分布于大兴安岭地区，从地表露头来看，可分为3个沉积中心，北部以嫩江—黑河为中心，中部以索伦—碾子山为中心，南部以林西—扎鲁特旗为中心^[10]。众多研究者对林西组的时代、划分对比及生物群特征进行了研究讨论^[11-20]。从目前研究情况看，以林西－扎鲁特旗地区林西组的研究程度最高，化石丰富，有双壳、叶肢介、植物及孢粉化石，为地层划分对比提供了重要古生物依据。但索伦—碾子山地区、嫩江—黑河地区林西组只发现双壳和植物化石，双壳类属于Palaeanodonta-Palaeomutela动物群，植物化石主要为Paracalamites，Comia，Rhachiphyllum，Iniopteris和Rufloria等安加拉植物群的特有或常见属种，同时混有少量的Lobatannularia lingulata，L. multifolia，Cladophlebis liulinensis，C. nystroemii，C. permica，Fascipteris densata，Taeniopteris szei和Cordaites principalis 等华夏植物群分子^[20]。

林西组时代为晚二叠世基本无异议，但其沉积环境一直存有争议，尤其是近年来开展的东北地区晚古生代油气基础地质调查，林西组是重要的生烃层位，其沉积环境更受到广泛关注。目前主要有5种观点：林西组为陆相沉积^{[12, 17, 21-23]}；主体为陆相沉积，早期有海陆交互相^[24-25]；近海湖盆—残余海相沉积^[26-28]；以海相为主，直到晚二叠世中期仍有残余海盆存在^[29]；晚期主体仍为海相沉积^[30-32]。

晚二叠世—早三叠世是古生代和中生代的交替时期，像其他生物群一样，介形类动物群也发生了较大的变化，介形虫化石的研究对地层时代的确定及二叠系—三叠系界限研究均具有重要的意义，尤其在我国北方晚二叠世—早三叠世陆相地层中。但目前研究主要集中在我国新疆北部地区^[33-37]，而在东北及内蒙古东部地区至今未见公开报道。

笔者在位于大兴安岭中段索伦—碾子山地区的黑龙江省龙江县济沁河乡龙头一队西山剖面林西组中发现晚二叠世介形虫化石，为地层划分对比提供了新的依据，并通过对介形虫化石组合特点及保存状态的研究，结合其他典型剖面其他门类化石资料，探讨了林西组的沉积环境，为油气基础地质调查及大地构造演化研究提供了基础地质资料。

1 地层剖面介绍

研究区位于大兴安岭中段，大地构造位置属于松嫩地块西南缘，靠近松嫩地块与兴安地块的缝合带^[38]，区域内发育地层以上古生界和中生界为主。上古生界自下而上为下二叠统大石寨组(原高家窝铺组)，中二叠统哲斯组(原四甲山组、原双龙山组)，上二叠统林西组；中生界自下而上为下三叠统老龙头组，中侏罗统南平组、太平川组，上侏罗统罗家堡子组上段、罗家堡子组下段(图 1)。

剖面位于黑龙江省龙江县济沁河乡龙头一队西山。剖面起点坐标为47°20′33.4″N，122°31′59.6″E，终点坐标为47°20′52.6″N，122°31′57.5″E。剖面未见顶底，均被第四系覆盖，岩性主要为灰色、黄绿、灰绿色砂岩、粉砂岩组合，在剖面第10、15、20层发现介形虫化石，均与Palaeomutela，Palaeanodonta共生，具体地层层序见图 2。

2 化石组合特征和地质时代

介形虫化石经中国地质调查局沈阳地质调查中心张立君研究员初步鉴定，主要有Kemeroviana(基米洛夫介)、Volganella(伏尔加介)、Iniella(伊尼介)、Darwinuloides(似达尔文介)、Palaeocypridopsis(古斗星介)、Urumqiella(乌鲁木齐介)、Qitaina (奇台介)、Tomiella(托姆介)和Darwinula(达尔文介)等9属多种(图 3)及多个新属新种(详细的生物分类学研究另文报道)，暂称为Volganella-Kemeroviana组合。

Volganella magna分布广泛，从剖面第10层延续到第20层；Kemeroviana属分异度高，分布也较为广泛；Darwinuloides属个体数量极多，有时沿层面构成介壳层，与之共生的经常有Volganella magna；Urumqiella属的分子常与Volganella magna，Qitaina属的代表共生，偶伴Palaeocypridopsis属的成员；Darwinula属的分子虽常见，但不占统治地位，Iniella，Tomiella偶见。

Darwinuloides，Darwinula是典型的非海相属种^[33]，其多数种为俄罗斯库兹涅茨克盆地、伏尔加—乌拉尔及俄罗斯地台中、上二叠统鞑靼阶的常见分子，一部分则为我国贵州盘县、华北和新疆准噶尔、塔里木盆地陆相上二叠统的主要分子，在新疆吉木萨尔大龙口剖面晚二叠世锅底坑组下段中上部大量出现^[35]；Volganella为前苏联俄罗斯地台陆相晚二叠世代表分子^[36]，也产自我国新疆准噶尔盆地晚二叠世杜瓦河组^[39]；在我国南方贵州盘县地区Darwinuloides，Darwinula，Volganella与陆相上二叠统典型分子Panxiania共生^[40]，Volganella magna见于俄罗斯地台晚二叠世陆相地层中^[41]。Palaeocypridopsis，Urumqiella，Qitaina，Tomiella在新疆晚二叠世沉积中均有分布^[42]。Iniella，Tomiella，Kemeroviana属在库兹涅茨克盆地出现在上二叠统中^[41]。组合中虽然有部分属种见于我国新疆晚二叠世地层中，但未见其代表分子Panxiania，Darwinula也不占主导地位。综合来看，该介形类组合应与俄罗斯地台晚二叠世陆相介形虫生物群有更密切的亲缘关系，地层时代为晚二叠世。

3 林西组化石面貌、埋藏特征与沉积环境

目前关于研究区林西组的沉积环境有5种观点：第一种观点认为林西组为陆相沉积环境，主要依据有古生物、化学分析和沉积构造与岩相等。如：黄本宏^[21]根据岩石地层序列及生物化石特征认为林西组为陆相沉积；梁仲发^[12]根据对林西组中广泛分布的双壳类Palaeanodonta-Palaeomutela组合的生存环境分析，认为林西组为非海相沉积，但不排除咸水环境；王永争等^[22]通过对内蒙古林西大井铜锡多金属矿区上二叠统林西组的岩石特征、原生沉积构造等研究认为，林西地区晚二叠世早期为近岸湖盆环境；李树才等^[23]综合古生物、沉积构造、碳酸盐岩微相及碳氧同位素分析等多方面证据确定林西地区林西组为陆相河湖沉积。第二种和第三种观点主要基于地球化学分析，第二种观点认为主体为陆相沉积，早期可能存在海相或海陆交互性沉积。如：李福来等^[24]应用地球化学分析的方法对内蒙古东北部索伦地区上二叠统林西组沉积环境进行研究，认为林西组为开阔的淡水环境，主要为陆相沉积体系，在其沉积初期为海陆交互环境；张健等^[25]对林西—阿鲁科尔沁旗等地的林西组泥页岩开展地球化学研究，认为林西组以陆相沉积为主，但下部水体盐度较大。第三种观点认为林西组为近岸咸水—半咸水湖盆或残留海盆沉积。如：于京都等^[26]从生物标志化合物参数和微量元素参数两方面展开研究，认为林西组为残留海盆或大型半咸水湖盆沉积；孙鹏等^[27]对林西县官地剖面林西组烃源岩生物标志化合物特征进行研究，根据检测到的一定含量的伽马蜡烷及甲藻甾烷，认为林西组沉积于微咸水－半咸水环境但曾受到过海侵；徐浩等^[28]通过对林西组烃源岩地化特征的分析认为林西组为近海湖盆—残余海相。第四种观点是通过对林西地区官地剖面沉积相序及二叠系—三叠系灰岩氧、碳同位素组成的对比分析，认为林西组中—下部以海相沉积为主，并发育浊流沉积，直到晚二叠世中期大兴安岭南部仍有残余海盆存在，并认为这也是造成晚二叠世南北植物化石仍保持区系特征的主因^[29]。第五种观点的主要证据是林西县官地—翟家沟剖面林西组上部灰岩中发现的苔藓虫和海绵骨针等海相化石，认为大兴安岭地区晚二叠世晚期仍为海相或以海相为主的沉积环境^[30]；翟大兴等^[31-32]基于官地—翟家沟剖面的苔藓虫和海绵骨针等化石、沉积构造与岩相和地球化学分析等资料，认为林西组主体为海相，存在海陆过渡相。

综上论述可知，对林西组沉积环境的讨论主要是基于古生物化石和地球化学分析，虽然两种方法均有不同的认识，但古生物化石的研究多反映林西组以陆相沉积环境为主。

首先从已发现的化石门类来看, 除孢粉和植物外，林西组目前已发现3个门类动物化石:双壳、叶肢介和介形虫。其中：双壳类为Palaeanodonta和Palaeomutela，均为非海相属种^[12]; 叶肢介本身就是一种非海相的节肢动物，只生活在静水(或弱水流)环境，具有数量多、演化快、分布广等特点，是地层划分对比及古生态、古环境研究的代表生物之一^[43-45]; 古生代介形类从非海环境到深水海盆，甚至洋底热液口均有分布，且对生活环境敏感，集群分布受控于海水盐度、温度、深度、底质和水动力等因素，故其“指相”意义重大^[46]，而本次工作发现于黑龙江省龙江县龙头西山剖面的介形类化石均为非海相环境的种属，其中Darwinuloides，Darwinula，Volganella为代表分子。

从林西组典型剖面化石的保存状态来看，均反映出原地埋藏和近原地埋藏的特点。如笔者在林西组建组剖面——林西官地—翟家沟剖面下部发现大量植物化石和非海相双壳类Palaeanodonta-Palaeomutela组合的分子，双壳类多见左右壳保存在一起，成年个体和幼年个体保存在一起(图 4a、b)；另外，张永生等^[17]也报道了产于该剖面的叶肢介化石。阿鲁科尔沁旗陶海营子剖面也见到保存较好的反映陆相环境的化石，包括孢粉、植物、叶肢介及双壳等，其中双壳类化石也多见左右壳保存在一起(图 4c)，该剖面林西组已被多门类生物化石资料证实为晚二叠世晚期的沉积^[18]。内蒙古科尔沁右翼前旗索伦镇北的索伦—后和勒门公路旁的上二叠统林西组(原索伦组)，发现大量双壳类Palaeanodonta-Palaeomutela组合的分子，双壳类多见左右壳保存在一起(图 4d)，同时伴生有大量植物化石^[20]，其保存完好，应为原地或近原地埋藏(图 4e、f、g)。而本文所述发现于老龙头西山剖面林西组(原孙家坟组)的介形虫化石以单个壳瓣保存为主，偶见完整壳体，且个体大小参杂埋藏(既具成年壳体，又有未成年个体)(图 4h)，具有原地或近原地埋藏特征^[47]，说明该介形虫生物群生存和埋藏于湖泊环境，与其他门类化石研究结果一致。

综上所述，基于目前已发现的生物化石组合及埋藏特征，林西组主体应为陆相沉积，但结合地球化学分析结果^[24-25]，不排除下部有海相或海陆交互相沉积的存在。

4 结论

1) 龙江县济沁河乡龙头一队西山林西组介形虫Volganella-Kemeroviana组合的时代为晚二叠世，其生存于陆相湖泊环境，与俄罗斯地台晚二叠世陆相介形虫化石群有较密切的亲缘关系。

2) Volganella-Kemeroviana组合的分子均生存于淡水湖泊环境且具有原地或近地埋藏特征。

3) 综合双壳类、介形虫和叶肢介等门类化石组合及保存特征，认为林西组以陆相沉积为主。

致谢: 沈阳地质调查中心张立君研究员参加了介形虫化石野外采集并完成了室内研究鉴定工作，在此表示衷心的感谢。