中国中新世地质事件、古气候对桦木属(桦木科)植物影响及其主要分布地层简述

第19卷 第4期 中 国 水 运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019

收稿日期：2019-02-25

作者简介：薛 莉（1991-），女，昆明理工大学国土资源工程学院，硕士。 通讯作者：张世涛（1965-），男，昆明理工大学国土资源工程学院，教授。

中国中新世地质事件、古气候对桦木属（桦木科）

植物影响及其主要分布地层简述

薛 莉，张世涛*

（昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093）

摘 要：中新世时期，是地球处于构造运动极具频繁的时期，中国地区尤为强烈。该时期中国范围内古构造、古气候的转变均会影响到生活在其中的植物分布。本文根据中国范围内桦木属植物中新世的分布特点，尝试探寻其地史分布与中新世地质事件、古气候的耦合关系。桦木属植物作为中国温带植物群中的重要组成部分，中新世时期于我国北方及南方地区均有分布，但其分布随着早中新世-晚中新世的时代更替而变化。中新世时期，桦木属分布地层主要是下中新统老梁底组，中中新统山旺组，以及上中新统嵊县组，均具有玄武岩性和沉积岩性。 关键词：中新世；地质事件；古气候；桦木属；地层

中图分类号：Q914 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）04-0122-02

前言

中新世时期，因大陆板块漂移碰撞挤压，造山运动加剧，各种构造作用相继发生。其中，对中国地区影响最为深远的是喜马拉雅造山运动[1]。喜山运动是澳大利亚板块、印度板块、阿拉伯板块以及非洲板块与欧亚板块南部相撞击所形成的结果[2]。其导致中国地区的地形地貌以及气候都发生了非常大的转变。桦木属Betula Linnaeus 1753. 是桦木科 Betulaceae S. F. Gray 1821中一个重要的属，现生种大部分分布于北温带，极少数种类分布于北极圈内。分布范围从北美、欧洲和中亚以及东亚，主要分布于东亚地区[3]。中国分布较多，约有29种6变种[4]。本文通过收集桦木属植物中新世时期化石分布，并与地球古构造、古气候相结合，初步探讨了中新世时期中国主要地质事件以及古气候对桦木属植物分布的影响，总结了中国范围内桦木属的演化趋势。并对中新世时期桦木属植物化石主要分布地层做了简要概述。

一、中国中新世主要地质事件以及古气候特征 新生代以来，地球上发生了“古新世-始新世极热”事件（PETM）[5]。中新世时期，中国最主要的构造事件是青藏高原的隆升，其对亚洲地区的大气环流也有很深远的影响，在东亚地区，季风气候随其隆升而逐渐增强[6]。

中新世时期，古气候的变化达到顶峰，并逐渐形成了今天普遍存在的现代气候模式[5]。渐新世初期，全球气候快速变冷直至中新世早期气候稍有回升。早中新世时期，中国大陆地区的气候控制系统从原本的行星风系转变为季风风系，西北内陆干旱区与东部季风区开始形成；中中新世时期，西北内陆干旱区范围变广，东部季风增强，并且在15~14Ma 之间全球海洋和大气发生冷却事件[5]。但是，冷却事件之后，

全球迅速回温，并且气候条件达到中中新世最适宜期（MMCO）。中新世晚期，中国东部季风-西北内陆干旱的气候格局基本形成[7]。总体来说，中新世的气候继承了古近纪时期占主要地位的温暖气候特征，但是因青藏高原的隆升，呈现气候带南移，区域气候复杂的特征，并且有总体上逐渐变冷的趋势[8]，其气候特征已经开始向第四纪气候转化[9]。

二、中新世时期中国桦木属的分布及其影响因素 我国中新世时期的桦木属化石并不是非常丰富，但是分布范围较广，并呈现南北分布的特点。中新世时期，中国桦木属主要分布于我国现今的西南、东部、东北以及北方地区（图1）。

图1 中国中新世桦木属分布图

从化石分布图中我们可以推测，在中新世时期，桦木属分布方位越来越往南的趋势与该时期气候在总体趋势上变冷有很大关系。同时，中中新世桦木属还在黑龙江地区有所分

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布，这与随时代更替而往南迁移的特征不符。我们推测，这个不合“规矩”的分布与中中新世短暂升温并达气候适宜期（MMCO）有关。青藏高原隆生导致中国区域内地理格局变迁，逐步在中国西南部形成高海拔气候、西北部形成温带干旱气候，东部地区自南向北形成热带湿润气候、亚热带湿润气候、暖温带湿润气候及温带湿润气候[10]。在这些气候格局下，桦木属植物不仅因适宜的生境而得到了延续，并且某些类群因为气候格局的变化而发生种间分化，从而使得桦木属物种更加多样性。

三、中新世桦木属植物主要分布地层简述

早中新世时期，桦木属化石主要发现于黑龙江赤峰老梁底组，该地层从上到下分别是黄灰色粗砂岩夹砾岩，灰色细砂岩及灰黄色粗砂岩、砾岩，暗灰色泥质页岩（含化石）与灰色粉砂岩互层，与上覆地层中新统昭乌达组呈不整合接触

[11]

。中中新世该属化石主要发现于山东省临朐山旺组，该地

层从上到下分别是灰黑色橄榄玄武岩及气孔状玄武岩，颜色较深，褐黄至灰绿色泥页岩（含化石），硅藻土页岩及灰黄至灰绿色玄武质砂砾岩，上覆地层为上新统尧山组，下伏地层为中新统牛山组，其接触关系均为不整合接触[12]。晚中新世主要发现于浙江嵊县组，该地层为一套玄武岩夹河湖相沉积组成的地层，上中部岩性为玄武岩、橄榄玄武岩，下部岩性为硅藻土与粉砂质泥岩互层（含化石），上覆地层为第四系沉积物，下伏地层为上白垩统天台群，其接触关系均为不整合接触[13]。

根据上述化石产出层位表明，中新世时期桦木属主要保存在各组地层的粉砂质泥岩、泥岩或是泥质页岩中，其地层柱状图如下：

图2 中国桦木属主要分布地层剖面柱状图 （左：下中新统老梁底组地层，据陈秉麟[11]修改；中：中中新统山旺组地层，据赵秀丽[12]修改；右：上中新统嵊县组地层，据杨毅[13]修改）

四、总结

本文基于中新世时期中国范围内桦木属的分布，结合主要的中新世地质事件以及古气候特征，探讨了地质事件及古气候对该属植物分布的影响。青藏高原的隆升是中新世时期最重要的构造事件之一，并最终导致了中国地区季风气候的形成，使我国气候多种多样。根据桦木属植物中新世时期的分布趋势，我们推测其分布受到中新世古气候的严重影响，与中新世逐渐变冷的气候相耦合。中新世桦木属化石分布地层主要为下中新统老梁底组，中中新统山旺组，以及上中新统嵊县组，其岩性主要为粉砂质泥岩、泥岩或是泥质页岩。

参考文献

[1] Li，G.J.，Pettke，T.，Chen，J.. Increasing Nd isotopic ratio

of Asian dust indicates progressive uplift of the north Tibetan plateau since the Middle Miocene[J].Geology，2011，39：199–202.

[2] Potter，P.E.，Szatmari，P.. The global Middle and Late

Miocene and the deep earth ：Model for earlier orogenies[J].Mar. Pet. Geol. ，2015，68：178–191. [3] 陈之端.桦木科植物的系统发育和地理分布（续）[J].植物

分类学报，1994，32（2）：101-153.

[4] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].匡可

任、李沛琼.杨梅科、胡桃科、桦木科.北京：科学出版社，1979：44-129.

[5] Zachos J，Pagani M，Sloan L，Thomas E，Billups K.Trends，

rhythms，and aberrations in global climate 65 Ma to present[J]. Science，2001，292：686–693.

[6] Xing YW，Utescher T，Jacques FMB，Su T，Liu Y，Huang

YJ，Zhou ZK.Paleoclimatic estimation reveals a weak winter monsoon in southwestern China during the Late Miocene： evidence from plant macrofossils. Palaeogeography ，Palaeoclimatology Palaeoecology.2012，358.19–26. [7] 刘欣雨，张旗，张成立等.中新世全球重要事件及其意义：

数据挖掘的启示，2017，62（15）：1645-1654. [8] 李玲，郑洪波，赵良等.中新世以来长江下游和黄土高原

地区黏土矿物的时空变化及古气候意义，2011，13（3）： 355-362.

[9] 张立海，刘凤民，张业成.青藏高原隆起对中国地质自然

环境影响[C]//青藏高原地质过程与环境灾害效应文集.2005.

[10] 郭高轩，蒋汉朝，蔡向民等.北京新5孔第四纪孢粉记录

及其对更新世气候变化的响应[J].第四纪研究，2013，33（6）：1160-1170.

[11] 陈秉麟，方德庆，车启鹏等.内蒙赤峰上第三系老梁底组

及昭乌达组的时代问题[J].大庆石油学院学报，1992，16（2）：1-4.

[12] 赵秀丽，王明镇，宋香锁.临朐中新世山旺组孢粉植物群

和古气候研究[J].山东科技大学学报（自然科学版），2010，29（3）：1-8.

[13] 杨毅，金培红，董重等.浙江天台-宁海晚中新世孢粉组

合及其古植被和古气候[J].第四纪研究，2015，35（3）：669-682.