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陆生植物指示印度板块运动历史
2019-01-04 | 编辑: | 【

  印度板块从冈瓦纳裂离并向北漂移、碰撞拼贴至欧亚大陆之上是地球晚中生代演化中的一个重要事件,它对现代欧亚大陆地质、地貌格局的形成具有决定性意义。关于这一板块漂移的证据过去多源自古地磁,古生物化石方面的研究少之又少。 

  最近,中国科学院南京地质古生物研究所李建国研究员团队根据陆生植物易受海洋地理隔离影响的特点,通过西藏南部白垩纪孢粉植物群的研究对比,较高分辨率地刻画了印度板块在白垩纪与澳大利亚分离、向北漂移的详细历程,为研究特提斯区板块运动提供了重要的古生物学依据。对物种演化速率的研究还发现,板块运动对陆生植物演化具有强烈的驱动作用,有利于物种的形成。 

  印度板块在中生代白垩纪之前位于南半球,属于冈瓦纳大陆的一部分。我国雅鲁藏布江缝合线以南的西藏南部则是印度板块的前缘(北缘),发育特提斯喜马拉雅沉积。岗巴地区是这一沉积的代表性地区,这里的白垩系发育齐全、化石丰富。前人从未对这些海相沉积开展过陆生孢粉化石的研究。在本次研究中,研究人员充分利用这些沉积海相化石丰富的优势,对该地区白垩系进行了连续的高分辨率孢粉采样分析,获得了丰富的孢粉和沟鞭藻化石。 

  研究人员首先通过孢粉、沟鞭藻、菊石和有孔虫等各种化石,为研究剖面建立了精细的地层时代格架。以这一地质年代格架为基础,研究人员将岗巴地区白垩纪不同阶段的陆生孢粉植物群与同期的澳大利亚和非洲进行了对比。 

  研究发现印度板块在早白垩世早期与澳大利亚的孢粉植物群高度一致,但从早白垩世晚期的Albian期开始两者之间的差异越来越明显,反映两个陆块已经分离。从晚白垩世Cenomanian期开始,印度板块的孢粉植物群展现出与澳大利亚和非洲完全不同的特点,反映了印度板块作为一个被海洋孤立的板块开始了向北漂移的历程。在晚白垩世晚期Santonian期,印度板块北缘开始发育了非洲北部特有的孢粉属种,指示此时印度板块已经从南半球中高纬度漂移至了赤道区的非洲北部附近,非洲北部和印度陆块之间的陆生植物已经可以进行交流。 

  对岗巴白垩纪孢粉植物群中新生分子的区系属性进行分析也可发现,除去世界性分子,在Albian期之前都是澳大利亚或印度属性的,而从Albian期开始尤其是晚白垩世,非洲特有类型不断增加,也反映了印度板块陆生植物从南半球冈瓦纳属性向赤道非洲属性的演化和转变。 

  对孢粉属种演化速率的分析则进一步发现,岗巴和澳大利亚在Berriasian期—早Albian期之间两者是基本相当的,但从中Albian期起,澳大利亚具有比岗巴更高的发生速率,出现了更多的新生属种,这是因为这一时期澳大利亚正在经历太平洋板块的俯冲而向东漂移并与南极洲正在分离。与此相对的是,印度板块基本静止于原来位置而环境变动较小。但从Cenomanian期开始,岗巴表现出比澳大利亚更高的新生属种发生速率,此时正是印度板块开始向北漂移的时期。 

  这些事实表明,板块运动可能是岗巴地区白垩纪陆生植物演化的一个重要驱动因素,冈瓦纳裂解及特提斯洋的演变不仅导致区域海陆分布和气候的变化,而且还会伴随产生火山活动,改变水、气化学性质,从而对生物产生影响。活动的板块运动构造背景增加了区域古环境的不稳定性,有利于新生物种的形成。 

  研究成果发表于国际地质学研究期刊《古地理学、古气候学、古生态学》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)上。相关研究得到中国科学院先导专项B类和国家自然科学基金资助。 

  论文信息:Li, Jianguo*, Wu, Yixiao, Peng, Jungang, Batten, D. J., 2019. Palynofloral evolution on the northern margin of the Indian Plate, southern Xizang, China during the Cretaceous Period and its phytogeographic significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2017.09.014

陆生植物指示印度板块运动历史

根据孢粉植物区系对比分析重建的白垩纪印度板块分离和漂移历史

藏南白垩系代表性孢粉属种

藏南白垩系代表性孢粉属种

藏南与澳大利亚白垩纪孢粉属种新生速率的对比

藏南与澳大利亚白垩纪孢粉属种新生速率的对比





 
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