花粉中的信息

在不同的年代和地区，生长着不同的植物。于是，在不同的地层中，也就埋有不同的花粉化石。地质学家们很注意研究地层中的花粉化石，用来确定地质年代。

　　化石花粉不但可以用来确定地层的年代，而且还可以提示各沉积矿产的分布规律。一般说来，各种沉积矿产的分布规律及其形成条件都直接或间接地与生物及其生活的环境有关，如各种生物遗体经过物理、化学的变化所产生的能源矿产——石油、煤，它们的形成就与化石花粉有着十分密切的关系。

　　第一次世界大战时期，瑞典地质学家借助于分析地层中的花粉，找到石油，引起了各国的关注。后来，美国、英国、德国、波兰、澳大利亚等国地质学家也通过分析地层中的花粉，找到煤矿、石油矿。

　　

　　孢粉和石油

　　

　　孢子和花粉是形成石油的原始物质——干酪根，干酪根经过热降解之后可以生成石油，干酪根热降解生油说是当前石油生成学说中最科学的一种解释。

　　根据我国科学家对松花粉、白皮松花粉、向日葵花粉、玉米花粉的热模拟试验，花粉能生成石油，其生油阶段可分为早期生油阶段和晚期生油阶段。

　　早期生成的石油主要通过纤维素和原生质的热降解形成。当温度达到300℃左右时，可以生成石油。纤维素和原生质(即细胞内含物质)在地层沉积埋藏过程中容易被细菌分解、腐蚀，或被氧化破坏，虽不能直接热解成烃类化合物，但纤维素经细菌分解后可以形成为腐殖酸，腐殖酸进一步聚合为干酪根，最后仍可以生成石油。晚期生成的石油主要是通过花粉外壁的孢粉素裂解而成，温度约在400～420℃。

　　根据对化石花粉的颜色和半透明度的研究，人们可以推断出石油的成熟度。因为化石花粉长期埋在地下，受长期高温的影响，随着温度的增加和时间的延长，化石花粉的颜色逐渐变深，半透明度逐渐加大。有研究表明，地层厚度在1900米以上的地层中，化石花粉的颜色多为黄色；当深度超过1900米时，地层中化石花粉的颜色则变为棕黄色。化石花粉的各项化验指标在1900米处均有明显变化。因此，1900米的深度是有机质由未成熟向成熟并开始大量转化成油气的分界线。由此可以判断，在1900米以上的地层中，化石花粉因颜色浅，不能生成石油；而到了1900米以下的地层中，化石花粉则可以生成石油。

　　据科学家对大庆油田的研究，化石花粉半透明度在地层中的变化规律为：在1000米以上的地层中，化石花粉的半透明度为50％，古温度小于60℃，有机质属未成熟阶段，不能生成石油：在深度相当于1000～2000米的地层中，化石花粉的半透明度变为45％，古温度为60～110℃，有机质处于低成熟阶段，形成重质油；当埋藏深度在2000～4000米时，化石花粉的半透明度为25％～35％，古温度为110～170℃，有机质属于高成熟阶段，生成轻质油；当埋藏深度超过4000米时，化石花粉的半透明度小于25％，古温度大于170℃，有机质属于过成熟阶段，只能生成干气。由此可见，根据化石花粉的半透明度在地层中的变化规律，能有效判断有机质的成熟度，以及划分石油的生成阶段。

　　另外，根据化石花粉在地层中的运移规律，可以判断出原油的流动方向和石油原生油的来源地。据研究，化石花粉由于形体微小且大量存在于原油之中，当原油生成之后向某一处流动时，包含在原油中的大量化石花粉也必然随原油一同流动。科学家们通过对原油中化石花粉的研究，可以判断出哪些化石花粉是该储油地层中固有的，哪些是随着石油运移过来的。

　　当前，根据孢粉的颜色来推断石油的成熟度，并用来指导石油勘探的方法，已被世界上许多石油公司广泛采用。

　　

　　化石花粉和煤

　　

　　化石花粉不但和石油的生成有着密切的关系，而且和煤的生成也有着十分紧密的关联。

　　煤是植物在高温、高压之下经过长期物理、化学作用而形成的。因此，在煤中必然含有大量化石花粉。只要对含煤地层中的化石花粉进行研究，人们就能知道煤是由哪些植物变成的。

　　研究化石花粉不但能定出在煤中各种造煤植物的名称，从而确定煤的物质组成，而且通过对造煤植物花粉的研究，还可以确定煤生成的时代。

　　据对植物化石和花粉化石的研究，我国地质历史上共出现三大造煤期：最早的一次大规模造煤时期，为距今约2亿年左右的晚古生代造煤期，在地质学上称为石炭纪一二叠纪造煤时期。当时主要的造煤植物为高大的乔木类植物，如鳞木和封卵木，以及众多的晚古生代的种子蕨植物。地质史上第二个造煤期，发生在中生代的三叠纪、侏罗纪和早白垩纪，距今约2亿年到1亿多年。造煤植物主要为松柏类植物和各种真蕨植物，如高大的古老松树和数量众多的真蕨类桫椤树蕨。第三次大规模造煤期为距今约5000多万年前的早第三纪，当时的主要造煤植物为松柏类和各种乔木类的被子植物。

　　对煤系地层中化石花粉的研究，还可以进行各个煤层之间的对比，以便确定地层中煤层的多少以及煤层厚度的变化。

　　

　　化石花粉与其他矿产

　　

　　对化石花粉的研究，还可以确定其他沉积矿产形成的古环境条件，如石膏、钾盐、岩盐等由卤族元素形成的矿石。根据对其中化石花粉的研究可以确定，这些矿产都是在干旱的古气候下形成的。由于当时大气中的降水量远远小于水的蒸发量，随着湖泊水量的逐渐蒸发，湖水减少的同时，便会萌发出一系列卤族元素形成的矿石，如石膏、钾盐、岩盐等。

　　另外，根据对现代植物花粉的研究，也可以为寻找各种金属矿产提供线索。多年来，一些地质学家、古生物学家都是利用指示植物及其所产生的花粉来寻找某些金属含量特别高的地带和矿脉(特别是一些金属铜、铅、锌矿产)的分布。

　　所谓指示植物，是指在一定的地区范围内可以指示某种特定环境或特定情况下的植物属性和群落。根据指示植物及其花粉的特征，结合植物调查及土壤表土中花粉分析，即可判断某些金属矿产分布的规律，直接为找矿服务。

　　1975年，英国科学家平森特博士注意起新鲜的花粉来。他认为，分析这些花粉的成分，同样可以帮助找矿。他的研究方法十分有趣。每到一地，便捕捉那里的蜜蜂。蜜蜂是花粉的天然采集者。从蜜蜂腿上，可以取到成团的花粉球。平森特博士用光谱分析法分析花粉球的成分。有一次，他发觉花粉中的含铅量比平常增加了4～9倍。根据蜜蜂提供的这一信息，在当地发现了铅矿。

　　平森特博士的发现，为找矿提供了一种新奇的方法。有人照他的方法去做，查出来几个地方的花粉中金、汞、锌、砷含量明显偏高，结果找到了金矿、汞矿、锌矿、砷矿。

　　小小花粉已成了不可小觑的信息库：在我国，也有不少指示各种金属矿产的植物，如在安徽安庆附近生长的海州香薷，是铜矿的指示植物。

　　所以说，在进行现代表土孢粉分析中，要特别注意某些指示金属矿的花粉是否有富集现象，以便用来判断某些金属矿产的分布规律。

　　

　　[责任编辑]赵菲