2. 中国地质调查局天津地质调查中心, 天津 300170 ;
3. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 沈阳 110034
2. Tianjin Center of Geological Survey, China Geological Survey, Tianjin 300170, China ;
3. Shenyang Center of Geological Survey, China Geological Survey, Shenyang 110034, China
0 前言
内蒙古赤峰市北部地区位于华北克拉通与佳蒙地块之间，是研究西拉木伦河—延吉缝合带的理想地区之一。佳蒙地块是在早古生代末期由额尔古纳、兴安、佳木斯等微板块联合而成[1-2]。石炭—二叠纪期间，佳蒙地块以发育北方冷水动物群[3]和北温带的安加拉植物群[4]为特征。古亚洲洋位于佳蒙地块之南，于二叠纪末期或三叠纪才闭合而形成西拉木伦河—延吉缝合带[1, 4-14]。华北克拉通属于特提斯构造域，在晚古生代期间位于赤道地区[15]，以发育特提斯暖水动物群[16-17]和热带—亚热带华夏植物群[18]为特征。
近年来，有关西拉木伦河缝合带东延问题的研究有了较大的进展[19-20],提出古亚洲洋最终消失在汪清—珲春一线；而在缝合带中部的赤峰地区，两大克拉通(或地块)之间则以西拉木伦河为界。位于西拉木伦河以南的内蒙古赤峰市克什克腾旗广兴源乡于家北沟在确定缝合带界线上具有重要作用，这里的二叠纪地层属于海陆交互相，既发育含大量植物化石的陆相地层，又发育含海相化石(筳、苔藓、双壳、腕足等)的过渡相沉积，同时也发育大量可供测年的火山岩层，为精确建立该地区二叠系年代地层格架、搞清西拉木伦河两侧晚古生代大地构造属性提供了有利条件。本文通过对于家北沟组模式剖面的测制、植物化石的研究和同位素年代学测试，对于家北沟组植物群的性质、时代及其大地构造意义进行了较为详细的探讨。
1 研究区概况研究区位于西拉木伦河以南，内蒙古赤峰市克什克腾旗广兴源乡于家北沟一带。地理坐标为N 42°40′—43°20′，E 117°00′—118°00′(图 1)。大地构造位置属于华北板块北缘，南邻内蒙地轴，北接佳蒙地块。
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| 图 1 内蒙古赤峰市中二叠统于家北沟组植物化石产地位置图 Figure 1 Location of the fossil plants from the Guadalupian Yujiabeigou Formation in the Chifeng City,Inner Mongolia |
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研究区地层区划属于华北地层大区华北北缘地层区的赤峰地层小区。晚古生代地层发育完全，由老到新依次为下石炭统朝土沟组(C1c)、白家店组(C1bj)，上石炭统家道沟组(C2j)，上石炭—下二叠统酒局子组(C2—P1jj)，下二叠统额里图组(P1e)，中二叠统于家北沟组(P2y)和上二叠统铁营子组(P3t)。
华北板块北缘形成以来自中元古代—古生代经历了两大构造演化阶段，包括中—新元古代的边缘裂陷阶段和古生代的差异性升降阶段。而后者又可细分为早古生代的弱差异升降阶段和晚古生代的强差异升降阶段[21]。晚古生代—早中生代经历了东西向古亚洲构造域陆缘增生作用和晚中生代北东向西太平洋构造域陆内伸展作用[10]。
研究区在地质历史上经历了多次构造运动，晚古生代末期发生强烈的海西运动，全区抬升，南北向的强烈挤压，使晚古生代地层发生褶皱，与中生界形成角度不整合[22]。在于家北沟一带可见中二叠统于家北沟组被下白垩统满克头鄂博组角度不整合覆盖。
2 地层研究区中二叠统于家北沟组为一套海陆交互相沉积，含大量植物、腕足、双壳、筳等化石，整合于下二叠统额里图组安山岩之上。下二叠统额里图组为一套火山沉积岩系，下部为杂色含砾长石砂岩、石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩夹火山碎屑岩，含植物及淡水动物化石；上部为灰、灰黑色凝灰角砾岩、安山岩。
中二叠统于家北沟组最初被称为黄岗梁组[23-24]，之后由谷峰等[25]创名于克什克腾旗广兴源乡于家北沟。原始定义为黄绿色凝灰质砂砾岩、砾岩、凝灰岩、安山岩等组成的海陆交互相火山碎屑岩沉积。内蒙古自治区地质矿产局[26]将于家北沟组碎屑岩之上的玄武岩修订为中生代地层。黄本宏[27]、李文国等[28]扩大了于家北沟组的含义，将铁营子组和染房地组解体，将两组中的碎屑岩纳入于家北沟组。金玉玕等[29]采用内蒙古自治区地质矿产局的地层序列，将铁营子组和于家北沟组及青凤山组划归阳新统。刘永高、张凤林[30]依据铁营子东山于家北沟组和铁营子组之间存在角度不整合，建议恢复使用铁营子组。谷峰等[31]则将铁营子组和于家北沟组合并，使用于家北沟组。本文赞同保留铁营子组(表 1)。
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本次实测剖面起点坐标为：N 42°56′13.97″，E 117°38′42.24″；终点坐标为：N 42°56′31.67″，E 117°39′08.38″。剖面层序如下(图 2)：
下白垩统满克头鄂博组厚度：＞6.85 m
16 灰黑色安山岩，风化面呈灰紫色，气孔构造6.85 m
~~~~~~~~ 角度不整合 ~~~~~~~~
中二叠统于家北沟组厚度：547.8 m
15 灰绿色中薄层凝灰质砂岩，介壳滩，含大量腕足动物化石 41.2 m
14 灰绿色中薄层细砂岩与粉砂岩互层，夹灰绿色中层中细砾复成分砾岩21.0 m
13 灰绿色薄层凝灰质泥岩夹灰绿色中厚层凝灰质砂岩，泥岩中见大量植物化石，包括：Sphenophyllum minor,S. speciosum,S. verticillatum,Bowmanites sp.,Annularia orientalis,Sphenopteris tenuis,Pecopteris arborescens,P. candolleana,P. chihliensis,P. densifolia,P. lativenosa,P. taiyuanensis,P. sahnii,P. tumenjiangensis,P. wongii,Danaeites saraepontanus,Fascipteris sinensis,Cladophlebis nystroemii,“Callipteris shenshuensis”?,Gigantonoclea hallei,G. unita,Taeniopteris densissima,T. latecostata,T. nystroemii,T. schenkii,Pterophyllum cutelliforme,P. daihoense等10.3 m
12 灰绿色厚层砂砾岩与灰绿色、灰白色中薄层粉砂岩、粉砂质泥岩及细砂岩互层 57.2 m
11 灰绿色中厚层含砾粗砂岩与灰绿色薄层粉细砂岩互层 36.8 m
10 灰绿色、黄绿色中层粉细砂岩与粗砂岩互层 13.2 m
9 灰绿色、黄绿色中薄层凝灰质砂岩与浅灰绿色薄层粉砂质泥岩互层 40.6 m
8 灰绿色中层含砾粗砂岩夹黄绿色中薄层钙质泥岩 28.5 m
7 底部青灰色晶屑岩屑凝灰岩，含少量火山角砾，向上为黄绿色、灰绿色中薄层钙质砂岩、粉砂岩、泥岩 19.4 m
6 黄绿色中层状凝灰质砂岩、凝灰质泥岩夹安山质晶屑岩屑凝灰岩，29 m处见大量植物化石，包括：Pecopteris candolleana，Gigantonoclea unita，Taeniopteris latecostata，T. schenkii等39.3 m
5 黄绿色中薄层含砾粗砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等构成多个正旋回 51.1 m
4 黄绿色中厚层含砾粗砂岩,向上变为黄绿色中薄层粉砂岩与粉砂质泥岩互层 85.6 m
3 灰绿色中厚层含砾中粗粒砂岩夹粉砂岩及凝灰质粉砂质泥岩 79.0 m
2 底部黄绿色薄层钙质粉砂岩、粉砂质泥岩，向上变为中薄层细砂岩 24.6 m
——整 合——
下二叠统额里图组厚度：＞72.7 m
1 紫灰色绿帘石化安山岩，向上变为绿灰色安山质岩屑晶屑凝灰岩 72.7 m
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| 图 2 内蒙古赤峰市广兴源中二叠统于家北沟组实测剖面图 Figure 2 Stratigraphic section of the Guadalupian Yujiabeigou Formation in the village of Yujiabeigou,Guangxingyuan Town,Chifeng City,Inner Mongolia |
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晚石炭世早期—二叠纪末期在全球范围内形成了4个不同的植物群，即华夏植物群、欧美植物群、安加拉植物群和冈瓦纳植物群。其中，华夏植物群[32]主要分布在赤道低纬度的特提斯地区，以发育Cathysiodendron，Labotannularia，Tingia，Concho- phyllum，Fascipteris，Emplectopteris，Emplectopteridium，Cathaysiopteris，Gigantopteris，Gigantonoclea等特有属和Lepidodendron oculus-felis，L. posthumii，L. szeianum，Sphenophyllum sino-coreanum，Annularia orientalis，Pecopteris taiyuanensis，Alethopteris norinii，Callipteridium koraiense，Taeniopteris mucronata，Pterophyllum daihoense等大量地方性分子为特征[33]。华夏植物群分布区又可划分为北方华夏植物群亚区和南方华夏植物群亚区[34-35]。
3.1 于家北沟组植物群性质有关克什克腾旗地区中二叠统于家北沟组地层古生物研究，前人做了大量工作[25-28, 31, 36-40]。其中，辽宁省区域地质测量二队(1971)① 首次记录了于家北沟剖面下二叠统黄岗梁组下亚组(即现在的于家北沟组)植物化石，包Sphenophyllum verticillatum (Schloth.) Brongn.,S. yujiaense Dong,Calamites sp.,Annularia gracilescens Halle,Plagiozamites sp.,Pecopteris arcuata Halle，P. condolleana Brongn.,P. orientalis (Schenk) Pot.,P. rigida Yabe et Oishi,Alethopteris sp.,Callipteris sp.,Gigantonoclea acuminatiloba (Shim.),G. fukiensis (Yabe et Oishi),Taeniopteris nystroemn Halle,Cordaites sp.,Pterophyllum sp.,Nilssonia sp.,Walchia sp.等13属18种。
①辽宁省区域地质测量二队. 中华人民共和国区域地质矿产报告书(地质部分)1∶20万克什克腾旗幅(K-50-X)五分地幅(K-50-XI). 沈阳: 中国地质调查局沈阳地质调查中心，1971.
黄本宏[27]于1993年记载于家北沟一带于家北沟组植物化石7属14种，即：Sphenophyllum thonii Mahr.,S. cf. speciosum (Royle),Pecopteris lativenosa Halle,Alethopteris cf. huiana Lee,Callipteris shenshuensis Huang,Gigantonoclea unita Huang,G. cf. acuminatiloba (Shim.),Zeilleropteris yujiaensis (Huang),Taeniopteris densissima Halle,T. halle Kaw.,T. integra Stockm. et Math.,T. latecostata Halle,T. nystroemn Halle,T. cf. schenkii Sterz 等，并认为于家北沟组植物化石完全相当于华北地区石盒子群的植物组合。
李文国等[28]记载该组所含植物化石有：Sphenophyllum verticillatum (Schloth.) Brongn.,S. yujiaense Huang,Calamaites sp.,Annularia gracilescens Halle,Plagiozamites sp.,Pecopteris arcuata Halle,P. candolleana Brongn.,P. guangxingensis Huang,P. orientalis (Schenk) Pot.,P. rigida Yabe et Oishi,Callipteris sp.,Gigantonoclea acuminatiloba (Shim.),G. fukiensis Yabe et Oishi,Cordaites sp.,Pterophyllum sp.。
本次研究的植物化石共计12属27种(带*号者)，全部采自内蒙古赤峰市克什克腾旗广兴源乡于家北沟村中二叠统于家北沟组(图 3)。结合前人资料，于家北沟组植物化石总计达20属47种，名单如下：楔叶类：*Sphenophyllum minor Sterz.,*S. speciosum Royle,S. thonii Mahr,*S. verticillatum (Schloth.) Brongn.,S. yujiaense Dong,*Bowmanites sp.,Calamites sp.,Annularia gracilescens Halle,*A. orientalis Kaw.; 瓢叶类：Plagiozamites sp.; 真蕨和种子蕨类：*Sphenopteris tenuis Schenk,Pecopteris arcuata Halle,*P. arborescens (Schloth.) Sternb.,*P. candolleana Brongn.,*P. chihliensis Stockm. et Math.,*P. densifolia (Goepp.) Ren.,P. guangxingensis Huang,*P. lativenosa Halle,P. orientalis (Schenk) Pot.,*P. sahnii Hsu,*P. taiyuanensis Halle,*P. tumenjiangensis Huang,*P. wongii Halle,Danaeites rigida (Yabe et Oishi) Gu et Zhi.,*D. saraepontanus Gu et Zhi,*Fascipteris sinensis Stockm. et Math.,*Cladophlebis nystroemii Halle,Alethopteris cf. huiana Lee,A. sp.,*“Calli-pteris shenshuensis”?,“C.” sp.,Gigantonoclea acuminatiloba (Shim.),G. cf. acuminatiloba (Shim.),G. fukiensis (Yabe et Oishi),G. hallei Asama,*G. unita Huang,Zeilleropteris yujiaensis (Huang),*Taeniopteris densissima Halle,*T. latecostata Halle,*T. nystroemii Halle,*T. schenkii Sterz; 苏铁类：*Pterophyllum cutelliforme Sze，*P. daihoense Kaw.,P. sp.，Nilssonia sp.；柯达和松柏类：Cordites sp.,Walchia sp.。
上述植物包括楔叶类4属9种，占全部种数的19.15%；瓢叶类1属1种，占2.13%；真蕨和种子蕨类11属31种，占65.96%；苏铁类2属4种，占8.51%；柯达和松柏类2属2种，占4.26%。由此可见，该植物群是以真蕨类和种子蕨类占绝对优势，其中，Pecopteris在种类和数量上都是最多的，其次是Gigantonoclea和Taeniopteris。楔叶纲植物属种虽然不是很丰富，但是化石数量较多；瓢叶类、苏铁、柯达和松柏类植物甚少。
于家北沟植物化石中，Fascipteris、Gigantonoclea、Annularia orientalis Kaw.、Pecopteris taiyuanensis Halle、Pterophyllum daihoense Kaw.等均为华夏植物群常见或地方性分子。而欧美植物群特征属Neuralethopteris、Oligocarpia、Eremopteris、Margaritopteris、Glenopteris、Dicksonites、Lepidopteris等则在当前植物群中未见踪迹。安加拉植物群以产出Angarodendron、Angarophloios、Angaropteridium、Angaridium、Paracalamites、Prynadaeopteris、Orthotheca、Comia、Paraschizoneura等分子为特征。在当前植物群中出现的“Callipteris pseudoshenshuensis”和“C. sp.”曾被认为属于安加拉植物群分子。Callipteris Brongniart 属是现生植物Callipteris Bory(菜蕨)的晚出同名，已被废除[41-43]。目前，这类植物化石被归属于Autunia Krasser emend. Kerp,Rhachiphyllum Kerp,Lodevia Haubold et Kerp,Gracilopteris Kerp,Naugolnykh and Haubold,Arnhardtia Haubold et Kerp,Dichophyllum Elias et Andrews,Compsopteris Zalessky,Comia Zalessky等几个属名之下[42-47]。从形态学上来看，过去常被描述为“Callipteris”的标本，多数属于Rhachiphyllum Kerp一属。该属在我国境内分布广泛，在我国北方华夏植物群亚区、西北欧美植物区和东北安加拉植物区都有分布，属于广布属；在地质时代上，均出现于二叠纪。“Callipteris shenshuensis”为黄本宏先生[48]建立于黑龙江神树三角山地区上二叠统三角山组，以蕨叶发育多枚(3枚)间小羽片为特征，该种的已知分布区包括内蒙古阿荣旗骆驼山、阿鲁科尔沁旗洪浩尔坝及克什克腾旗广兴源，层位分布上除了克什克腾旗这一产地为中二叠世于家北沟组外，其余均为晚二叠世林西组。目前，广兴源所产的“Callipteris shenshuensis”一直没有发现末二次羽片标本，客观地说，这些标本还不能毫无疑问地归入这个属种。黄本宏[27]认为安加拉植物群中广泛分布的“Callipteris”属植物不应该是安加拉植物群特有的，有相当一部分可能是由我国华北地区向北迁移的结果。
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| 1. Taeniopteris latecostata Halle，标本编号：KGYF-056；2. Gigantonoclea hallei Asama，标本编号：KGYF-015；3. Cladophlebis nystroemii Halle，标本编号：KGYF-081；4. Gigantonoclea unita Huang，标本编号：KGYF-014；5. Sphenophyllum speciosum (Royle) McCl.,标本编号：KGYF-039；6. Pecopteris densifolia (Goepp.) Ren.，标本编号：KGYF-072；7. Fascipteris sinensis Stockm. et Math.，标本编号：KGYF-020；8. Pterophyllum eratum Gu et Zhi，标本编号：KGYF-030；9. Sphenopteris tenuis Schenk，标本编号：KGYF-021。 图 3 内蒙古赤峰市广兴源乡于家北沟村中二叠统于家北沟组植物化石 Figure 3 Fossil plants from the Guadalupian Yujiabeigou Formation in the village of Yujiabeigou,Guangxingyuan Town,Chifeng City,Inner Mongolia |
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综上所述，于家北沟组植物化石中尚未见欧美和安加拉两个植物群的典型分子，而华夏植物群的特有分子和地方性分子都在该植物群中常见，因此该植物群在性质上属于华夏植物群是毫无疑问的。
3.2 于家北沟组生物群的时代 3.2.1 植物化石的时代于家北沟组植物化石中，除了4个地方性属种外，其他33个已知种全部见于我国二叠纪华夏植物群中，绝大多数属种常见于华北和华南以及西北的二叠纪地层中，如Sphenophyllum verticillatum,S. thonii,Annularia gracilescens,A. orientalis,Sphenopteris tenuis,Pecopteris arcuata,P. chihliensis,P. densifolia,P. lativenosa,P. orientalis,P. sahnii,P. tumenjiangensis,P. taiyuanensis,P. wongii,Alethopteris huiana,Taeniopteris densissima,T. latecostata,T. nystroemii,Pterophyllum daihoense等[32, 39, 49-63]。除此之外，一些属种的时代意义较强，如：Sphenophyllum speciosum Royle见于渭北、豫西的下石盒子组及山西、豫西和吉南的上石盒子组。Pecopteris acuta Brongn.分布于内蒙古准格尔地区的山西组、两淮地区的下石盒子组，龙首山的太原组亦有该种[32, 34]；P. arborescens (Schloth.) Sternb.出现在唐山的太原组，山西、豫西、辽南、北祁连的太原组和山西组，准格尔地区的山西组，两淮地区的山西组和下石盒子组，渭北的下石盒子组及龙首山的太原组—大黄沟组，该种在华北和西北地区未见有石千峰组记录，在华南曾出现于茅口期和龙潭期地层中；P. candolleana Brongn.分布于北祁连山和龙首山的太原组和山西组，山东的太原组，吉南辽西的太原组和下石盒子组，准格尔、豫西的山西组，山西的太原组—下石盒子组，北京的山西组和下石盒子组，两淮的下石盒子组，该种亦未见有石千峰组记载[64]。Danaeites rigida (Yabe et Oishi) Gu et Zhi主要分布在福建、江西、江苏、湖南的茅口期和龙潭期植物群，广东、四川的龙潭期植物群，黔滇的龙潭期和长兴期地层中；D. saraepontanus Stur见于江西茅口期和龙潭期植物群，黔滇的龙潭期地层中。这两种在西北的龙首山地区见于更低一些的层位，如太原组和山西组。Fascipteris sinensis Stockm. et Math.见于豫西、山东地区的下石盒子组，渭北、山西、唐山、辽南吉西的上石盒子组，湖南的茅口期地层，江西、江苏、黔滇地区的茅口期和龙潭期地层，广东的龙潭期地层中；该种未见有太原组和山西组记载。Cladophlebis nystroemii Halle分布于山东、唐山、辽南吉西地区的山西组，渭北、山西、两淮的山西组和下石盒子组，准格尔地区的上、下石盒子组，北祁连山的山西组和肃南组，龙首山地区的大泉组，江西、江苏的茅口期和龙潭期植物群中[32, 34]；Gigantonoclea acuminatiloba (Schim.)见于两淮地区的下石盒子组，江西、四川的茅口期地层，江苏、湖南一带的茅口期和龙潭期地层，福建的龙潭期地层；G. fukienensis (Yabe et Oishi)见于江西的茅口期地层，福建、湖南地区茅口期和龙潭期地层中；G. hallei Asama分布较广，见于山西的下石盒子组和上石盒子组，渭北、豫西、两淮、唐山的上石盒子组，江西的茅口期地层，广东、江苏、湖南的龙潭期地层，四川、黔滇的龙潭期和长兴期地层中[34, 65]；G. unita Huang曾见于吉南上石盒子组中[34]。Pterophyllum cutelliforme Sze见于山西、两淮的下石盒子组，渭北的上石盒子组中[34, 66]；P. erratum Gu et Zhi见于贵州、广东的龙潭期地层及江西的茅口期地层中[34]。
华北区二叠纪植物群常常被划分为5个植物组合，分别为早二叠世早期太原组Neuropteris ovata-Lepidodendron posthumii组合(Ⅰ组合)，早二叠世中期山西组Emplectopteris triangularis-Emplectopteridium alatum组合(Ⅱ组合)，早二叠世晚期下石盒子组Emplectopteris triangularis-Tingia spp.-Cathaysiopteris whitei组合(Ⅲ组合)，晚二叠世早期上石盒子组Gigantonoclea hallei-Fascipteris spp.-Lobatanularia heianensis组合(Ⅳ组合)，晚二叠世晚期石千峰组Ullmannia cf. bronnii-Yuania magnifolia组合(Ⅴ组合)[32, 34, 67]。于家北沟组植物群中，有26种见于Emplectopteris triangularis-Tingia spp.-Cathaysiopteris whitei组合，有21种见于Gigantonoclea hallei-Fascipteris spp.-Lobatanularia heianensis组合，分别占于家北沟组已知种数的78.8%和63.64%。从组合特征上来看，于家北沟组发育Gigantonoclea hallei和Fascipteris sinensis，这两个种是上石盒子组植物组合的代表分子[34]；而且还发育华南茅口期—龙潭期的重要分子Gigantonoclea fukiensis (Yabe et Oishi)、Danaeites rigida (Yabe et Oishi)、D. saraepontanus Stur [68]，更有一些中生代繁盛的Cladophlebis、Taeniopteris、Pterophyllum、Nilssonia[69]。因此，从植物组合上更贴近于上石盒子组的Gigantonoclea hallei-Fascipteris spp.-Lobatanularia heianensis组合。
综上所述，于家北沟组植物化石无论从已知种时代分布，还是从植物组合特征来看，其层位相当于广泛分布于华北盆地[70]的上石盒子组，地质时代为中二叠世。
3.2.2 海相动物化石的时代于家北沟组植物化石层的上部层位曾发现筳类、腕足类、双壳类、腹足类等大量海相动物化石。筳类：Pseudodoliolina cf. pseudolepida Deprat,Pseudodoliolina elongata Choi,Skinnerina aff. typicalis Ross [27-28],Parafusulina hexigteaensis Han [36]等；腕足类：Yakovlevia mammatiformis,Y. kalaziensis,Y. sp.,Plichonetes squamulifera,P. transora,Compressoproductus compressus,Permundaria sp.,Spiriferellina cristata,Leptodus sp.,Chonetes sp.,Liosochonetes sp.,Phricodothyris sp.,Orthotetes? sp.,Schuchertella sp.,Linoproductus ? sp.,Cancrinella ? sp.,Chonellites? sp. 等[27-28, 37]；双壳类：Cyrtorostra jisuensis,Palaeolima furcoplicata,Myalinella verneuili等[38, 40]。其中，筳类化石Pseudodoliolina pseudolepida Deprat和P. elongata Choi见于我国吉林省延边地区大蒜沟组Pseudodoliolina带[71-72]、日本东北部北上山地中二叠统细尾组(Hoso-o Fm.)[73]，时代为中二叠世早—中期。腕足化石则全部属于哲斯动物群组成分子[3]，双壳类则与哲斯组所产海相双壳化石完全可以对比[40]，时代为中二叠世沃德期[74]。综上所述，海相动物化石指示的于家北沟组时代为中二叠世。
4 于家北沟组同位素测年 4.1 测年样品和方法测年样品(编号为KGYD01)采自于家北沟组实测模式剖面第11层，地理坐标为：N 42°56′18.8″，E 117°38′59.6″。该样品为灰白色安山质晶屑岩屑凝灰岩，夹于灰白色中薄层中粒凝灰质砂岩层中。样品由河北省廊坊区域地质调查研究所采用常规方法进行粉碎，并用浮选和电磁选方法进行锆石分选，获得锆石1 000粒。
所获锆石在双目镜下挑选出晶形较好、无明显裂痕和包体的锆石颗粒，然后将其粘贴在环氧树脂表面，打磨抛光后露出锆石的表面，然后对其进行透射光、反射光和阴极发光(CL)图像的采集。锆石U-Pb同位素定年在西北大学地质系“教育部大陆动力学重点开放实验室” 激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)完成，激光剥蚀系统为GeoLas 2005，ICPMS为Agilent 7500 a。激光束斑直径44 μm。测年锆石共计25颗，呈自形-半自形短柱状或粒状，振荡生长环带发育(图 4)，Th/U值为0.34~1.00，大多集中在0.5~0.6，显示岩浆成因特点[75]。25个测点的206Pb/238U年龄值为(251±7)~(303±15)Ma(表 2，图 5)。
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| 图 4 于家北沟组安山质晶屑岩屑凝灰岩代表性锆石颗粒CL图像 Figure 4 Cathodoluminescence images of selected zircons from the andesitic crystal-lithic tuff in the Guadalupian Yujiabeigou Formation |
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| 图 5 于家北沟组安山质晶屑岩屑凝灰岩锆石U-Pb谐和图(a)和加权平均年龄图(b) Figure 5 Zircon U-Pb concordia diagram (a) and weighted average ages (b) of the andesitic crystal-lithic tuff in the Guadalupian Yujiabeigou Formation |
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所测锆石25颗中除了2颗锆石年龄不谐和外，其他23颗锆石年龄大致可以分为2个年龄组。其中，第一组的年龄分布在(303±15)~(294±8)Ma有4颗，加权平均年龄为(296.5±8.8)Ma(MSWD=0.12)，指示时代为早二叠世早期，相当于阿瑟尔期。推测应该为早期岩浆捕获锆石，尽管目前尚无下伏地层下二叠统额里图组火山岩的测年资料，但从克什克腾地区二叠纪地层发育序列可知，这些锆石可能来源于早二叠世额里图组。第二组年龄分布在(251.0±7)~(284±7)Ma有19颗，加权平均年龄为(270.1±4.2)Ma(MSWD=1.8)，指示时代为中二叠世早期，相当于罗德期。这一年龄结果与生物化石所限定的地质年代一致，应代表于家北沟组的形成时代。
5 地质意义内蒙古赤峰市克什克腾旗广兴源乡于家北沟坐落于西拉木伦河南岸，北距两大板(地)块缝合线不足30 km。尽管前人对古亚洲洋缝合线的认识尚有分歧，但无论是以索伦山—黑河缝合带，还是以西拉木伦河—延吉缝合带为两大板块的分界线，内蒙古克什克腾旗于家北沟村是中二叠世华夏植物群最北的一个可靠分布点。唯有不同的是，前人曾记载在内蒙古东乌珠穆沁旗满都胡宝力格地区发现以Emplectopteris triangularis Halle,Mariopteris hallei (Stockmans et Mathieu),Pterophyllum daihoense Kawasaki等为代表的华夏植物群[76]，尽管作者展示了2个图版，但化石保存较差、照片不清晰，很难说明问题。其中，定为Emplectopteris triangularis Halle的标本(图版Ⅰ-3)看不出有侧脉互相联结成网脉的现象。定为Mariopteris hallei (Stockmans et Mathieu) 的标本(图版Ⅱ-2)，尽管末二次羽片保存很大，但小羽片保存不佳，看不出末次羽片基部下行第一小羽片有分瓣的特征和小羽片部分着生在末二级羽轴的特征，也未见有典型畸羊齿式的叶轴结构。笔者认为，这批植物化石的鉴定、产地和层位乃至其地质时代还有待于深入研究。笔者(2011—2012)曾在东乌珠穆沁旗满都胡宝力格南侧的几个地点(GPS：N45°43.351′，E117°22.544′；GPS：N45°44.674′，E117°25.603′)的宝力高庙组中采获大量安加拉植物化石，如Paracalamites sp.,Noeggerathiopsis subangusta Zal.,N. tschirkovae Zal.等，这与黄本宏的记载是一致的[4, 27]。王军[77]介绍了岛屿生物地理平衡理论，并曾利用这一理论探讨了我国二叠纪华夏植物群的分布[78-79]。按照这一理论，在晚石炭世—早二叠世，西拉木伦河以北的广大地区宝力高庙组及其中的火山岩大量分布，在整体属于安加拉植物群分布区内，因火山作用造成的局部类似热带—亚热带气候条件，并发育单调的华夏植物群分子亦无不可。但问题是这必将产生植物群的混生，而前人所报道的该时期华夏植物群中未见任何安加拉分子[80]，也从未在这一时期的华夏植物群中发现典型的安加拉分子[27, 80]。相反，在晚二叠世时期，安加拉植物群与华夏植物的混生则在我国北方地区随处可见[27, 39, 52, 64, 81-93]。
于家北沟组动、植物化石和火山岩锆石U-Pb测年结果确定了于家北沟组时代为中二叠世。于家北沟组植物群性质的研究表明，在中二叠世时期，于家北沟组植物化石全部为华夏植物群分子，未发现混生现象，于家北沟应属于华夏植物群分布区。上述资料表明，中二叠世时期，华夏和安加拉两大植物群间尚无任何交流，存在地理隔离，结合邻区蛇绿岩的存在[10]，我们认为此时西拉木伦河—长春缝合带尚未闭合，即华北板块与佳蒙地块间仍被古亚洲洋所隔。
6 结论1) 内蒙古赤峰市广兴源乡于家北沟组模式剖面植物化石较为丰富，由大量的真蕨和种子蕨类、楔叶类、瓢叶类、苏铁类、柯达类和松柏类植物组成，以真蕨和种子蕨类中的Pecopteris、Taeniopteris、Gigantonoclea和楔叶类的Sphenophyllum的繁盛为特征，属于典型的华夏植物群。
2) 于家北沟组模式剖面上的动、植物化石及火山岩的锆石U-Pb同位素年龄共同制约于家北沟组形成于中二叠世。
3) 于家北沟中二叠世植物化石未发现华夏和安加拉两大植物群的混生，说明中二叠世古亚洲洋在本区尚未闭合。
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