孢粉证据揭示松辽盆地初始形成时的古植被和古气候

松辽盆地是我国最大的含油气盆地，白垩系发育了多套烃源岩，其形成时代、机制及环境背景等对温室气候条件下的有机质富集和埋藏机制认识及油气勘探具有重要的研究意义。目前，科学家们对该盆地的构造演化与形成时代等仍有争议，对其形成初期的古植被和古气候背景认识薄弱。

近年，大陆科学钻探计划在松辽盆地实施了一口全取心钻井——松科2井（SK-II井），获取了厚度达4134.81米的下白垩统连续岩芯，成功钻取了登楼库组至基底火山岩的地层。其中，作为盆地裂陷期充填物的沙河子组厚达2000余米，它的发育标志着松辽盆地的初始形成，为揭示上述科学问题提供了宝贵材料。

值得注意的是，松辽盆地下白垩统由于埋藏深、火山岩发育，普遍遭受了较强烈的变质作用，化石非常稀少，是油气勘探长期面临的难点。松科2井揭示的下白垩统也是如此，迄今为止鲜有可靠的化石报道。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员李建国团队联合中国科学院地球化学研究所徐义刚院士团队，对松科2井的沙河子组下部至基底的地层开展了系统的孢粉分析（图1），从沙河子组近底部发现了一个属种丰富的孢粉组合（图2）。这一孢粉组合是松科2井迄今为止所获得的层位最低、最接近盆地基底的化石记录，为探讨松辽盆地形成时代提供了确凿的生物地层证据。相关成果发表于国际知名地学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）。

该孢粉组合以蕨类植物孢子为主，其中莎草蕨科的Cicatricosisporites不仅含量最高，且多样性也相对丰富。此外，孢粉组合中还发现Pilosisporites等多种早白垩世特征化石。该组合将沙河子组最下部形成的时间限定为Aptian期，为Aptian早–中期沉积识别提供了可靠的生物地层证据支撑。根据孢粉组合，这一时期松辽盆地周边的古植被以蕨类植物为优势类群，伴生有丰富的掌鳞杉科、松科、杉科、南洋杉科植物，同时夹杂着少量苏铁类与苔藓植物，古气候整体为温暖湿润的热带–亚热带型，由早向晚显示有轻微的干旱化与变暖趋势（图3）。这一气候变化趋势与这一时期的大洋缺氧事件（OAE 1a）在海洋记录中的表现相一致，很可能是OAE 1a在中高纬度地区陆地生态系统的响应。此外，本次研究的孢粉地层对比还指示，沙河子组的底界应位于钻井剖面5960米深度处，而非5670米、5695米或5720.4米等处。

本研究首次获得了最接近松辽盆地基底的生物地层证据，支持了松辽盆地形成于Aptian早–中期的观点，同时还阐明了松辽盆地开始形成时的古植被特征和温暖湿润的古气候背景，对包括松辽盆地在内的中国北方陆相盆地油气勘探具有重要的参考价值。

本研究得到博士后国家资助计划和国家自然科学基金等项目的资助。

论文相关信息：Miaoqin Lin, Jianguo Li*, Yixiao Wu, Tan Tan, Yigang Xu*, 2025. Vegetation and climate during the primary formation of the Songliao Basin, NE China. Cretaceous Research, 106217, https://doi.org/10.1016/j.cretres.2025.106217.

图1 A. 中国东北地区松辽盆地简略地质图; B. SK-II钻井地层柱状图；C.采样深度及岩性示意图

图2 松辽盆地松科2井沙河子组底部代表性孢子和花粉

图3 松辽盆地Aptian早–中期的古植被和古气候演变示意图