全 文 ：＊研究简讯＊
Cathaysiodendron(华夏木属)在甘肃靖远
早石炭世的发现＊
王　军　吴秀元
中国科学院南京地质古生物研究所 , 南京 210008
　2003-08-22收稿 , 2003-11-24收修改稿
　 ＊中国科学院知识创新工程重大方向项目(KZCX2-SW-130)及国家自然科学基金项目(批准号:40102002)资助
　E-mail:jun.wang@nigpas.ac.cn
摘要　　Cathaysiodendron(华夏木属)是华夏植物群中一个重要的标志属 , 以往大部分繁盛于我国
华北的晚石炭世至早二叠世太原组和山西组 , 这次发现于甘肃靖远磁窑臭牛沟组下段.上覆地层
的灰岩内有产于西欧维宪阶(Visean)的 和华南大塘阶的牙形石 , 地层时代属于早石炭世维宪期当
无问题.华夏木在我国早石炭世的发现对于研究石炭纪植物地理区的划分及东方型鳞木类的演化
均有一定意义;文中描述了 Cathaysiodendron 的 1个新种和 1个相似种.
关键词　　Cathaysiodendron　早石炭世维宪期　甘肃靖远　华夏植物群
1　华夏木(Cathaysiodendron)在华夏植物群
中的地位
　　Cathaysiodendron 一属由李星学命名[ 1] , 模式
种为 Lepidodendron incertum Sze et Lee , 最早发现
于宁夏贺兰山的石炭二叠纪地层[ 2] , 李星学在研究
华北月门沟群植物群时 , 认为该种植物非常特殊 ,
遂建立此新属.此属在华北和西北的太原组中经常
见到 , 是华夏植物群中重要的标准分子 , 其最重要
的特征是 “树干和枝上满布螺旋状排列的 、 菱形至
菱形四方形的叶座;叶座与叶座之间隔以凸起的 、
曲折的分隔带 , 这种分隔带使树干表面出现一种显
著的曲曲折折的外貌.叶痕比较大 , 和叶座的形状
大小几乎相等 , 中部有 3个小点痕.叶舌痕位于叶
座的上端”[ 1] .到目前为止 , 归于这个属名下的有 4
个种 , 即 Cathaysiodendron incertum (Sze et Lee),
C .chuseni Lee , C .nanpiaoense Lee 以及由 S ig-
il laria acutangula Halle 而改名为 Cathaysiodendron
acutangulum (Halle)[ 3] , 前 3种见于华北和西北的
太原组和山西组 , 即繁盛于早二叠世早期 , 后一种
除在华北的太原组和山西组出现外 , 还产于华南的
龙潭组(p21-p12).
华夏植物群是全球石炭纪和二叠纪四大主要植
物群之一 , 以发育和繁盛大羽羊齿植物而著名 , 另
外也发育着一些与其他植物群不同的植物 , 其中重
要的有东方型鳞木类的属种 , 这些属种大致有 7属
26种[ 3] , 在这些属种中最具特征的首推 Lepidoden-
dron oculus-felis (Abbado), 其次就是形态独特的
Cathaysiodendron , 它是华夏植物群中一个重要的标志
属 , 它的地质历程以往所知为晚石炭世到晚二叠世.
2　新种描述
2.1　靖远华夏木(新种)Cathaysiodendron jingyua-
nense sp.nov
描述:叶座小 , 宽大致为4.5 ～ 5mm , 高为 3 ～
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3.5mm , 螺旋状排列 , 中等起伏 , 横菱形 , 两侧角
尖锐 , 顶底端宽圆 , 叶座与叶座之间隔以较粗的分
隔带 , 使树干表面呈现出一种显著的曲曲折折的外
貌.叶痕与叶座相比比较大 , 宽为 4 ～ 4.5 mm , 高
为 3 ～ 3.5mm , 其外貌和大小几乎和叶座一样 , 其
中的 3小点位于叶座或叶痕两侧角的连线中间 , 卵
圆形的维管束痕略高于两侧的通气道痕.叶痕的顶
角处有一明显的小点痕代表叶舌痕.叶痕表面无任
何纹饰(图 1(c), (d)).
讨论:这一个种只有 2 块保存得较好的小标
本 , 其叶座和叶痕的大小和这属的其他 3 个种即
Cathaysiodendron incertum , C.chuseni , C.nan-
piaoense 差不多 , 最主要区别在于当前种的叶座和
叶痕均呈横菱形 , 叶座和叶痕两侧的宽度大于高
度.当前种的叶座和叶痕形态和 Cathaysiodendron
acutangulum(Halle)形态相似 , 均为宽的横菱形 ,
但后者叶座和叶痕较大 , 叶座一般宽为 14 mm , 高
为 12mm;叶痕的宽大致为 10mm , 高为 7mm , 叶
痕之顶底角呈弧形;3小点分布较宽 , 中间的维管
束痕比两侧的侧痕大;时代主要分布于二叠纪 , 以
此可以区别.
图 1(e)的植物可能亦属于这个种 , 可能是受外
力作用 , 叶座和叶痕在印痕标本上不规则 , 但基本
形态和图 1(a)～ (d)是一样的.
图 1　Cathaysiodendron jingyuanense sp.nov.
(a)模式标本(holotype), 野外采集号:Jcd-c-22-5, 登记号:PB20193;(b)示菱形的曲曲折折的叶座外貌;(c), (d)扫描电子显
微镜照片 , 示叶痕中 3小点位置及明显的叶舌痕;(e)另一块属于本种的标本, 野外采集号:Jcd-c-22-6.登记号:PB:20194
2.2　不定华夏木(相似种)Cathaysiodendron cf.incer-
tum (Sze et Lee)
描述:树干印痕标本 , 已经破裂 , 约 2.2 cm 宽 ,
4.7cm长.叶座菱形四方形或略显长宽大致相等的纺
缍形 , 明显的螺旋状排列 , 很紧挤 , 可能受到过挤压 ,
为凸起的 , 较为曲折的分隔带相隔;叶痕的形状和大
小几乎和叶座相等 , 高宽大致各为2.0 ～ 2.2mm , 其中
的3小点很小 , 中间的维管束痕略高于两侧的侧痕 ,
卵圆形 , 位于叶痕两侧角的连线上.叶舌痕不明显 ,
大致位于叶痕顶角处 , 呈纵长形小坑;叶痕的表面较
光滑 , 没有任何纹饰或射线(图 2(a)～(c)).
比较:当前标本的叶座大小 , 形状与 Cathay-
siodendron incertum 非常相似[ 1] , 螺旋状的菱形四
方形的叶座紧密排列 , 3 小点位于叶痕两侧角的连
线上 , 叶痕表面比较光滑;略有区别的是当前标本
的部分叶座和叶痕经放大 5倍后略呈纺缍形 , 即叶
座和叶痕的两侧角略呈弧形;3小点在叶痕中的位
置略比 C .incertum 高一些;两种标本出现的地层
时代相距较远 , 为区别起见 , 当前标本命名为 C.
cf .incertum 比较合适.
由于东方型鳞木类的特殊构造 , 当前两个种明
显不同于世界其他地区的鳞木类植物.
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图 2　Cathaysiodendron cf.incertum(Sze et Lee)
(a)野外采集号:Jcd-c-26-8 , 登记号:PB20195;(b)示纺锤形叶座及叶痕;(c)扫描电子显微镜照片 , 示 3小点位置及叶舌痕
3　化石所在地层时代
上述植物分别出自甘肃靖远磁窑的大水沟剖面
的第 22层及第 26层 , 相当于李星学等臭牛沟组的
中段[ 4] , 或吴秀元等臭牛沟组下段[ 5] , 与其共生的
植物还有 Lepidodendron losseni , Lep.volkmanni-
anum , Lep.ciyaoensis , Bothrodendron sp., Car-
diopteridium spetsbergense , Triphy llopteris rhombi-
folia , Neuropteris cf.andecedense , Paripteris gi-
gantea , P .cf. lunata 等 , 上述 这 些植 物 除
Paripteris gigantea 在欧美出现于 Namurian B 期至
Westphalian 期外 , 其余均为早石炭世维宪期的属
种 , 现在国际古植物学者一致认为 , Paripteris 和
Linopteris等偶脉羊齿类植物早先出现在中国 , 而
后逐渐迁移和扩散到欧美等地.这也是中国早石炭
世植物群的特征之一[ 6 , 7] .含植物化石层之上部即
臭牛沟组上段含黑色燧石条带的灰岩及靖远组底部
的灰岩中产有 Eostaf fella cf.Galinae , Mediocris
breviscula , M .pilatus , M .cf .minima 等 , 牙形
石 Gnathod us girtyi , G .bi lineatus bil ineatus , G.
bi lineatus bollandensis , Palagnathodus commutatus
等 , 其中 的几个种 , 见于我国早石炭世马查拉
组 , 和州组等 , 为维宪期至纳缪尔期.而牙形石前
2个种为西欧维宪阶顶部和 E1 带的重要分子 , 后 3
个种则是我国南方大塘阶顶部牙形石带的特征分
子 , 因此 , 当前研究的 Cathaysiodendron 植物的地
质时代属于早石炭世维宪期是没有疑问的[ 5] .
4　植物发现之意义
虽然至今尚未搞清鳞木的叶座和叶痕各自的生
理机能 , 它们的大小各自意味着什么 , 一般来说 , 叶
座是由叶脱落后留下的扩展的叶基 , 它在茎干表面可
以是平的 , 也可以是突起的 , 而由落叶留下的叶痕在
叶座中一般是平的 , 位于叶座中点的稍上方[ 8] .鳞木
类中叶痕在叶座中占据较大面积或许是一种进化的表
现 , 中国从泥盆纪开始 , 石松类植物就比欧美地区的
石松类发育 , 新属种也多[ 9] .早石炭世时 , 鳞木类植
物更是比其他植物门类繁盛 , 在欧美地区 , 此时的真
蕨和种子蕨类植物比鳞木类繁盛 , 鳞木类中封印木属
又比鳞木属发育 , 与中国的植被不同[ 10 ,11] .Cathay-
siodendron 在我国早石炭世的发现 , 进一步说明东方
型鳞木类植物已经存在 , 除 Cathaysiodendron 比较特
征外 , 如发现于江西于都[ 12] , 广东花县[ 13]早石炭世
的 Lepidodendron quadratum , 江西丰城早石炭世的
Lepidodendron huashanlingense , 湖南汝城 , 浙江开化
及河南固始等地的早石炭世地层中产出的叶痕很大的
Bothrodendron等均显示了东方型鳞木类的特征[ 14] .
如果把这些属种考虑在内 , 则华夏植物群中一类典型
分子———东方型鳞木类已经很发育了.而早石炭世在
我国却很少见到欧美地区或其他地区的代表植物分子
Lepidodendropsis[ 10 , 15] .
无论是孢粉资料[ 16] , 还是植物大化石[ 14 ,17] , 越来
越多的证据证明 , 发育于我国泥盆-早石炭世的前华夏
植物群[ 17]是华夏植物群的祖先 , 它们是在散布于古特
提斯海东侧的华北古陆和华南古陆等各个岛屿上独自
演化发展起来的植物群 , 虽然与处于古特提斯海西侧
的欧美古陆[ 18～ 20]在同一纬度附近 , 但它的地理环境有
别于欧美古陆 , 这种岛屿式的相互隔离状态而又湿热
的海洋性气候有利于植物地方性分子的发育.虽然前
华夏植物群可能只能作为次一级植物地理单元 , 但至
少有别于通常所称的拟鳞木植物群.华夏木植物的发
现更证明了这个次级植物地理区的存在.
711自然科学进展 　第 14卷　第 6期　2004年 6月
　　致谢　本所现代古生物学与地层学国家重点实
验室提供了扫描电子显微镜观察 , 中国科学院植物
研究所王士俊研究员就鳞木类叶座的形态与功能进
行了深入讨论 , 于此均致以衷心感谢.
参　考　文　献
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