（三）第三次聚煤期及生态环境

白垩纪末期，盛极一时的爬行动物恐龙的覆灭并不意味着苍茫大地变成一片死寂和荒凉。恰恰相反，由于地球上气候曾发生了很大的变化，同时由于大陆漂移的影响，山脉增多，地势高差显著，整个生态环境发生了巨大的变化，促使生物界也迅速发生了变化，裸子植物由于适应不了新的环境，而退居次要地位，代之而起的是被子植物。与此同时，哺乳动物得到了空前的大发展。从而使整个地球环境进入地质历史上所谓的“新生代”，它包括第三纪和第四纪。

距今大约 6700—2300 万年前的早第三纪前，是继前述二次全球性规模的聚煤时期之后的又一次全球性成煤时期，山西也不例外。

早第三纪的古地理环境是晚白垩纪古地理面貌的继承和发展。当时，山西境内绝大部分地区长期处于相对稳定阶段，同时普遍遭受侵蚀、剥蚀及夷平的地质作用，仅在山西南部的垣曲、平陆山间盆地内就遭受了巨厚的陆相含煤沉积。

垣曲盆地的古生态环境可以作为旱第三纪黄河中游生物地理环境的代表。在距今大约 4000 万年前的始新世，垣曲似属于干燥气候区，很可能是晚白垩纪干旱气候的继续，不宜于生物的发育与繁盛。因此，在地层沉积物中未发现任何动植物化石。但到始新世中晚期，垣曲盆地内曲流发育、牛轭湖盛兴，湖泊大量出现。湖岸森林和水草丛生，为各种动物的繁衍提供了条件， 属原始犀牛的两栖犀在这里集居繁殖，另有戈壁兽及石炭兽，森林中还生活着狐猴等，此外还有貘类中的双棱齿兽，它们都是生活在气候比较炎热地区的动物。根据氧同位素 18 测定的温度，并结合沉积物中植物的孢子花粉分析推算，当时垣曲盆地年平均温度约 21℃，较今气温高约 4—9℃，气候暖湿， 相当于现今的柳州地区。这里森林繁茂，生长着罗汉松、山核桃、木兰等现今只分布在江南的常绿阔叶林树种，具有海洋性亚热带森林气候。同时，在距今约 4000 万年前的繁峙、怀仁的褐煤层中，有亚热带的枫杨、山核桃、紫萁、粟等植物化石，据此推测，当时这里年平均温度比现今高约 3—7℃，估计当时的亚热带北界约在北纬 42°的大同一线附近，较今纬度偏北 8°左右。可见，在距今约 4000 万年前的始新世时，整个山西境内的生态环境比现今要优美秀丽，跟现今江南一带相似。

孢子花粉分析表明，在距今 3800—2300 万年前的渐新世早期，山西的植物以亚热带的落羽杉、木兰属及水龙骨科占优势。根据渐新世晚期含煤地层中植物化石分析，被子植物成为当时盆地内最占优势的植物群落，同时，暖温带植物大为繁盛，松科、柏科占主要地位，草本和灌木有所增加，亚热带种属有所减少。在始新世晚期山西出现的一些零星湖泊，到渐新世成为统一的大湖泊，湖边常常出现沼泽与湖泊交替的沉积环境。湖泊岸边及沼泽周围繁育着亚热带的植物，盆地周围的山坡高地上有成片的小型森林。动物群中多以喜食嫩叶的古哺乳类为主，如原始犀牛的两栖犀、石炭兽和收拾残尸的鬣齿兽，草地上有蹄齿兽，森林动物有晚始新世的黄河猴和早渐新世原始食肉类的安格鲁兽。沼泽湖泊中繁衍生息着大量腹足类、介形虫及少量瓣鳃类生物。由此推断，当时山西完全是以亚热带植物种类为主的针、阔叶混交林生态环境，但是有向暖温带植物群落过渡的明显趋势。

渐新世后期，山西境内气候变得稍冷一些，这可能是全球性的，加之这时发生了喜马拉雅运动，断块隆起的构造分异大大改变了早第三纪起伏和缓的地势面貌，从而引起生物界的相应变化。这时植物的繁茂程度骤然降低， 森林的组成以阔叶落叶树种为特征，大多数属温带类型，如杨柳科、桦科、榆科、栎属、松柏科等。另有少数常绿的亚热带树种混生其中，同时，草本植物的毛茛科、豆科等大量增加种类繁多。这种植物组合基本上反映出温带与亚热带的过渡型特征，表明气候已开始向干冷方向发展。渐新世也是哺乳动物种类更加繁盛的时期，在山西大地上，活跃的森林动物主要有两栖犀、雷兽、爪蹄兽等，啮齿类中古老型的食肉类、奇蹄类和偶蹄类等占很大优势。

大约在距今 3000—2000 万年前的渐新世晚期到中新世中期，发生了强烈的地壳运动，即喜马拉雅运动的第一幕。这次构造运动几乎使我国在燕山运动中所奠定的构造骨架发生了大面积的垂直升降，老第三纪的准平原地面发

生了很大的改变，华北平原的沉降增大，太行山以西则发生了大面积隆起， 使两者的分异更加显著，并逐渐形成一些纵贯南北、呈雁行式排列的断陷盆地。大约至距今 1200 万年前的中新世晚期才最后奠定了山西各盆地的雏形。当时伴随强烈的升降运动并有岩浆喷发活动。在省内北部的右玉、左云、阳高及繁峙等地均有玄武岩喷发，形成规模不大的熔岩台地，而且在这次玄武岩喷发的间歇期间，还夹有湖泊沼泽沉积的褐煤层，即第三纪渐新世繁峙组煤层。

在距今大约 2300—500 万年前的中新世，山西境内的气候环境已具有明显的干湿季节交替，陆地生态系统中已出现一些耐寒的植物种类。晋东北天镇褐煤层中的植物花粉分析表明，当时这里的山区生长着云杉、松属等耐寒的针叶树种，低缓丘陵及平原地区生长着铁杉、雪松、罗汉松、山核桃、桦、栎、榆、鹅耳枥等树木，草本植物也占一定比例，这反映出植被垂直带性已逐渐明显，植被的水平分布带仍具有亚热带与温带之间的过渡性质，平均气温可能约比现今高 2—5℃。当时天镇一带的气候条件约相当于今日的北京， 但湿度较大，估计这时的亚热带北界已退到北纬 37°的榆社、武乡一带，比现在约偏北 3°多。总的来说，这个时期山西的气候要比现在温暖湿润得多， 晋西黄土丘陵区也不像现在荒凉单调，山西境内大部分地区应是暖湿带气候环境。武乡、榆社以南地区则属亚热带气候，但当时夏季风势尚未像如今强劲，仍为亚热带高压所笼罩着，而冬季又无强大的寒潮侵袭，所以气候还是比较干燥炎热，这从垣曲、平陆等地的老第三系的岩性特征上可明显地反映出来。

进入距今 500—300 万年第三纪末期的上新世，山西境内的古地形轮廓与现代地表形态更加接近，地壳运动相对稳定，地表长期处于剥蚀夷平环境， 老第三纪形成的各断陷盆地仍在继续沉降，并形成许多湖泊，堆积了厚层的湖相沉积，同时，在吕梁山以西和太行山、太岳山之间的一些山间盆地和低洼地带也集水成湖。据在这些地层中含有三趾马动物群化石的特征分析，当时山西是温暖湿润的森林草原生态环境，在上新世前期，平均气温比现代约高 1—4℃，推测亚热带北界这时已退至北纬 35°的运城、晋城一线，只比现代偏北 1°左右。

这个时期，处于暖湿气候条件下的山西高原，虽然位置靠近内陆，但雨量要比现在多些，森林草原类型的植物群落相当繁茂。今天的晋中榆社、太谷一带，在当时大量生长着榆、槭、栗、云杉、松以及豆科、莎草科等植物， 暖温带落叶阔叶林群落树种与当今本地的种类已较相似，喜湿的亚热带树种显著减少，温带和暖温带落叶阔叶树种增加。同时，由于生态环境的差异性， 境内植物水平分异和垂直分带现象也较明显，如在晋东南武乡一带，高地上生长着云杉、冷杉、松针叶林；低凹地带有山西榆、柳、古栓皮栎、辽东栎、蒙古栎、槭、鹅耳枥、粟、水核桃、枫香、木兰、雪松、铁杉、柏等。这些树种大致与太谷、榆社的同期森林树种构成相似。说明上新世晋中、晋东南一带气候暖湿，雨量充沛，河流纵横，湖泊众多，树木葱葱，呈现出较为良好的生态环境。而此时中部断陷盆地的边山丘陵及晋西北的保德、静乐一带的植被，是以云杉、冷杉、榆、桦、栎等树种及耐旱的蒿属、藜科、禾本科等草本为主，代表着森林草原生态环境。在山间盆地和宽广谷地及边山丘陵区，今日发现广泛堆积了“静乐组”的红色粘土，指示出当时转入干旱草原生态环境，它与同期的榆社、武乡一带的森林生态环境截然不同，这种自然

环境也标志着全球性森林造煤期告终，而且也显示出山西境内开始出现了生态环境的分区差异性。

然而上新世时，山西境内气候暖湿，森林或森林草原特别繁茂，这为种类繁多的动物提供了有利的栖息地。尤其是在上新世形成了初具规模的山西汾河地堑，地势低洼，河水充沛，湖沼星罗棋布，植物特别繁茂，原始动物也很繁盛。新出现的动物类型丰富多采，既有生活在森林草丛中的似贺凤三趾马、李氏三趾马、安东黄河兽、野牛、野驴、羚羊、黑鹿、长颈鹿，又有漫游的轭齿象、剑齿象等，湖水沼泽水体之中有汾河大唇犀、双角犀等，鱼的种类也很多。而此时的晋东南靠近榆社一带，山麓平原草类丛生，山坡水旁分布着茂密的针阔叶林和落叶林，鹿、马、犀牛、野驴、老虎、羚羊等动物栖息于其中。林间草地穴居着众多的啮齿类动物，如山西竹鼠、丁氏酚鼠等，栖息于水中的动物有中国河狸、水獭、鱼类等。众多的动物使这里形成了动物群种的辐射分布中心。可见，当时山西生态环境良好而稳定，哺乳动物和种类繁多的有蹄类动物阵营庞大，生物界处于优胜劣汰的自然竞生状态。