東天山七角井大向斜外圍塔克爾巴斯陶組化石新發現和地質意義

初建朋，李勇，郭俊峰，張永明

（1.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054；2.山東理工大學資源與環境工程學院，山東 淄博 255049）

東天山七角井大向斜外圍塔克爾巴斯陶組化石新發現和地質意義

初建朋1,2，李勇1，郭俊峰1，張永明2

（1.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054；2.山東理工大學資源與環境工程學院，山東 淄博 255049）

東天山塔克爾巴斯陶組中發現Choristites、Chonetes carbonlferusKeyserling、Brachythyrina strangwaysiVer?neuil、Brachytryhis、Isogramma、Paramuirwoodia和Stenoscisma等腕足化石，組合時代為晚石炭世早期。前人據該組中發現袁氏珊瑚Yuanophyllum將該地層厘定為早石炭世。1∶25萬三道嶺幅區調項目對該組地層微體化石進行研究，于灰巖中發現蜓Profusulinella和Schubertella；非蜓有孔蟲Tetrataxis、Palaeotextularia和Climacammina；介形化石Bairdia longicalidaShi等，其組合時代特征與腕足化石一致。據腕足化石、微體化石及植物化石Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky，將該組地層厘定為晚石炭世早期。據地層接觸關系、植物化石Neoggerathiopsis和Calamites及SHRIMP U-Pb年齡，將上覆地層七角井組定為晚石炭世。

東天山；化石新發現；塔克爾巴斯陶組；七角井組

塔克爾巴斯陶組分布于哈密市巴里坤縣七角井大向斜外圍，地層區劃上屬北疆-興安地層大區、北疆地層區北天山分區的博格達地層小區（圖1）[1]。該組與下伏地層上奧陶統廟兒溝組呈角度不整合接觸，與上覆地層關系較復雜；與上石炭統七角井組和上石炭統柳樹溝組為角度不整合接觸，與上石炭統祁家溝組為斷層接觸，與下二疊統三塘湖組和上新統葡萄溝組呈角度不整合接觸。1991—1993年新疆地礦局二區調隊在紅井子一帶開展1∶5萬區調時發現早石炭世海相動物化石，從而將原大南湖組解體，建立包括本組在內的一系列石炭系地層單位。該組地層中采集的腕足化石經新疆地礦局實驗室鑒定，數量上以中石炭世分子為主，未發現早石炭世標準化石。前人在該組地層中發現大唐階上司組標準化石珊瑚Yuanophyllum longiseptatumYuetal。1993年新疆地礦局二區調隊在該組地層第二段灰綠色安山巖中獲得341.7 Ma的K-Ar同位素年齡，將該套地層厘定為下石炭統①新疆地礦局第二區域地質調查大隊.1∶5萬駱駝井子、墩巴斯陶、烏什庫都克幅區域地質調查報告，1995。本次對該組微體化石進行研究，發現石炭和二疊紀標準化石蜓，及非蜓有孔蟲和其他介形類化石，為正確厘定該套地層地質時代提供了化石依據。

圖1 研究區地質簡圖Fig.1 Geological sketch of the Takerbastao Formation in the Eastern Tianshan1.奧爾吐組；2.阿什喀臘組；3.七角井組；4.柳樹溝組；5.塔克爾巴斯陶組；6.葡萄溝組；7.三塘湖組；8.第四紀覆蓋物；9.廟兒溝組

1 地質特征

塔克爾巴斯陶組為一套典型海陸交互相產物，火山巖相從爆發相-噴溢相-火山-沉積相均有發育。據巖性、沉積環境不同進一步劃分出4個段，各段間為整合接觸。一段由一套中基性火山巖組成，巖性主要有：玄武巖、杏仁狀玄武安山巖、杏仁狀安山巖、杏仁狀石英安山巖等，見少量火山碎屑沉積巖；二段為一套火山碎屑沉積巖，巖性為凝灰質長石巖屑砂巖、凝灰質不等粒砂巖、凝灰質砂巖、沉凝灰巖、礫巖及少量中基性火山熔巖。部分巖層中發育遞變層理、平行層理、水平層理等濁流沉積。植物化石Noeggerathiopsiscf.theodoriTschirkovaetZa?lessky，N.sp.，沉積環境為濱海-三角洲環境；三段由基性火山巖和火山-沉積巖組成，巖性為杏仁狀玄武巖、杏仁狀輝石安山巖、沉玻屑、晶屑凝灰巖及生物碎屑灰巖，火山巖相為溢流相和火山-沉積相。該段沉凝灰巖和灰巖中發現大量化石，包括腕足化石Alerenia gratiodentalis(Grabau)、Brachythyrina?sp.、Brachytryhis orata(Phillips)、Brachytryhissp.、Capil?lispirifer？sp.、Chaoiellacf.enuireticulatue(Ustrisky)、Chonetessp.、Choristites?sp.、Linoprodcutus?sp.、Mar?giniferasp.、Paramuirwoodiacf.quadrataZ.X.Zhang和Rhipidomellacf.longaZ.X.Zhang；珊瑚化石Yuano?phyllum aff.xinjiangese、Auachnolasma simlex、Koninckophyllum chingshipuexseFan和Yuanophyl?lum longiseptatumYuetal等。該段中基性火山巖和生物碎屑灰巖相間出現，說明為海陸交互環境；四段由一套火山碎屑沉積巖構成，巖性為凝灰質長石巖屑砂巖、凝灰巖、礫巖、粉砂巖。發現腕足化石Anti?quatonia znamenskiensis(Liss)、Aroniasp.、Brachythyrinastrangwaysi(Verneuil)、Brachytryhissp.、Buxto?niasp.、Cancrinellasp.、Chonetes carbonlferus Key?serling、Chonetes?sp.、Cleiothyridinasp.、Dictyoclos?tussp.、Echinoconchus elegans(Mccoy)、Eilve Lyra、Isogrammasp.、Krotoviasp.、Leptagonia?sp.、Lino?prodcutussp.、LinoproductusLineatus(Waagen)、Marginiferasp.、Martiniasp.、Mesolobussp.、Neospiri?fer tegulatus(Trautschold)、N.sp.、Phricodothyris asi?atica(Chao)、P.sp.、Plicatiferaminor(Schellwien)、Pseudoleptaena distora(Sowerby)、Pugnaxsp.、Punc?tospirifersp.、Rhipidomella longaZ.X.Zhang、R.lyl?lian(Koninck)、Schellwienellasp.、Stenoscismasp.和 Waagenoconchasp.。巖石中含海綠石、云母片和大量腕足化石，說明該段為溫暖通暢的濱-淺海環境①新疆地礦局第二區域地質調查大隊.1∶5萬駱駝井子、墩巴斯陶、烏什庫都克幅區域地質調查報告，1995。

2 化石剖面介紹

前人于該組第二段中發現植物化石，第三段和第四段中發現大量腕足和珊瑚等宏體化石，該組地層微體化石面貌無研究記載。2011—2013年，新疆1∶25萬三道嶺幅區調項目在該組地層第三段馬善薩伊實測生物地層剖面灰巖透鏡體中采集的灰巖樣品，經長安大學國土資源部開放實驗室微古分析室，采用酸解分離挑樣和巖石切片處理鑒定，發現蜓、非蜓有孔蟲和介形蟲等微體化石，為該組地層時代厘定提供了有力的化石依據。馬善薩伊剖面（起點X: 4822601,Y:16435950；終點X:4822641,Y:16435577）控制該組地層第二段和第三段，層序描述如下：

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剖面中（圖2），灰巖先后出現4次，分別是3~6層，第8層，第20層和第22層，說明火山噴發至少經歷4次短暫停息，灰巖厚度代表停息時間長短。前人在該段灰巖和沉凝灰巖中采集到大量腕足和珊瑚化石。

圖2 馬善薩伊生物地層剖面Fig.2 Biostratigraphy profile of Mashansayi1.凝灰質砂巖；2.泥質灰巖；3.礫巖；4.凝灰質角礫巖；5.杏仁狀玄武巖；6.玄武巖；7.晶屑巖屑凝灰巖；8.凝灰巖；9.生屑灰巖；10.宏體化石；11.微體化石

3 生物組合面貌及時代特征

該剖面中發現的蜓化石至少有兩屬：Profusuli?nella和Schubertella，包含Profusulinellasp.原小紡錘蜓(不定種)、Schubertella obscura昧蘇伯特蜓和Schubertellasp.蘇伯特蜓(不定種)等幾個種（圖3）。Schubertella地史分布從中石炭世到早二疊世，但Profusulinella為晚石炭世早期地層標準化石，它出現的層位大致相當于俄羅斯地臺巴什基爾階-莫斯科階下部Verei組；華南地區相當于威寧組底部；可與北疆地層區石錢灘組下部、祁家溝、阿依里河組和底坎兒組，及新疆塔里木盆地西南緣卡拉烏依組等進行對比[2]。

非蜓有孔蟲類發現3屬，Climacammina、Palaeo?textularia和Tetrataxis（圖3）。建立Tetrataxis-Palaeo?textularia-Climacammina有孔蟲化石組合帶，包含Climacammina prisca古梯狀蟲、C.eximia eximiformis優異梯狀蟲優異狀亞種、C.laxa寬松梯狀蟲、C.sp.梯狀蟲(不定種)；Palaeotextularia bella美麗古串珠蟲、P.consobrina、P.lata偏古串珠蟲、P.licina曲古串珠蟲、P.linguiformis彎凸狀古串珠蟲、P.longiseptata長隔壁古串珠蟲、P.longissima細長古串珠蟲、P.sp.古串珠蟲(不定種)；Tetrataxis conica錐形四排蟲、T.conica lata錐形四排蟲偏形亞種、T.minima latispiralis松旋微小四排蟲、T.planolocula平室四排蟲、T.planoseptata平隔壁四排蟲、T.sp.四排蟲(不定種)；三屬有孔蟲地史繁盛期從晚石炭世到早二疊世。Climacammina在華南地區上二疊統長興組中也有發現，但此屬鮮有在早石炭地層中發現的報道；Palaeotextularia一屬在早石炭世地層中也很少見，僅個別種見于華南地區梓門橋組和華北地區石蹬子組；Tetrataxis在早石炭世地層中分布僅見于華南地區梓門橋組[3-6]。 因此，Tetrataxis-Palaeotextularia-Climacammina孔蟲化石組合不具早石炭世地層特征。介形類Bairdia longi?calidaShi見于中石炭世地層。微體化石組合具晚石炭世早期特征。

圖3 塔克爾巴斯陶組的微體化石Fig.3 Microfossils found in the Takerbastao Formation1.Schubertellasp.（中切面）；2.Schubertellasp.（軸切面）；3.Tetrataxis planoseptata；4.Tetrataxissp.；5.Bairdia longicalida Shi;6.Palaeotextulariasp.；7.Climacammina prisca

前人在該組第二段發現植物化石Noeggerathiop?siscf.theodori Tschirkova et Zalessky和N.sp．。匙葉屬Neoggerathiopsis分布在晚石炭世—三疊紀，Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky在新疆地區發現于中石炭統巴塔瑪依內山組和下二疊統卡拉崗組中[7-8]。

前人在該組第三段和第四段發現大量腕足化石。除早石炭世延續下來的分子外，Choristitessp.、Marginiferasp.、Paramuirwoodia quadrataZ.X.Zhang、Brachythyrinastrangwaysi(Verneuil)、Cancrinella sp.、ChonetescarbonlferusKeyserling、Echinocon?chus elegans(Mccoy)和Isogrammasp.等則是晚石炭世常見分子[8-9]。Choristites是晚石炭世特征分子；Paramuirwoodia是北疆地層區晚石炭世早期具鮮明地方特色分子。其中Brachythyrina、Buxtonia、Cancri?nella、Capillispirifer、Chaoiella、Chonetes carbonlferus、Cleiothyridina、Dictyoclostus、Isogramma、Krotovia、Linoprodcutuslineatus、Marginifera、Neospirifer、Paramuirwoodiaquadrata、Pugnax、Punctospirifer、Rhipidomellalonga、Schellwienella、Stenoscisma和Waagenoconcha為北疆地層區Choristites-Paramuir?woodia腕足化石組合帶包含分子，可與北疆地層區晚石炭世早期卡拉烏依組、阿依里河組、阿孜干組和石錢灘組等進行對比[2,8]。據微體化石、植物化石和腕足化石，將本組定為晚石炭世早期。

4 七角井組地質時代

前人對塔克爾巴斯陶組上覆地層七角井組歸屬早石炭世還是晚石炭世存在分歧。1∶20萬巴里坤湖幅（K-46-III）將該套地層劃為上石炭統第一分層，未給組名。1∶20萬七角井幅（K-46-II）將其歸入下石炭統奇爾古斯套群和上石炭統居里得能組第二亞組。《東天山火山巖及含礦性研究》將該套地層劃為七角井組，時代為早石炭世晚期。《新疆維吾爾自治區巖石地層》沿用1∶20萬七角井幅劃分方案，改“群”為“組”，即奇爾古斯套組，時代為晚石炭世中晚期。1∶100萬新疆地質圖和1∶100萬中國天山及鄰區地質圖均采用七角井組。2011年新疆地礦局第一區調大隊完成的1∶5萬下澇壩鄉等3幅區域地質調查聯測報告，采用七角井組劃分方案，時代為早石炭世。前人據砂巖中發現植物化石：Neoggerathiopsis sp.（匙葉）、Calamites（蘆木）和灰巖中發現腕足化石：Dictyociostussp.（網格長身貝）、Linoproductussp.（紋線長身貝）、Camarotoechia（穹房貝）等，確定其時代為早石炭世。上述化石中，匙葉屬Neoggerathiop?sis，分布于晚石炭世—三疊紀，蘆木屬Calamites分布于晚石炭—晚二疊世，腕足動物化石Dictyociostus（網格長身貝）、Linoproductus（紋線長身貝）和Cama?rotoechia（穹房貝）地史分布為石炭—二疊紀。2011年新疆第一區調大隊進行1∶5萬區調時，對七角井組層狀玄武巖（輝綠巖）進行鋯石SHRIMP U-Pb定年，分別獲得（301±10）Ma和（298±7）Ma年齡值①李勇.1∶25萬三道嶺幅區調修測成果報告，2013。據植物化石、SHRIMP U-Pb年齡和地層接觸關系，將七角井組時代定為晚石炭世。

5 結論

該組發現的蜓化石Profusulinella和Schubertel?la，非蜓有孔蟲Tetrataxis、Palaeotextularia和Cli?macammina，介形化石Bairdia longicalidaShi，腕足化石Choristites和Paramuirwoodia等，及植物化石Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky，說明塔克爾巴斯陶組為晚石炭世地層。蜓是石炭紀和二疊紀標準化石，該組地層中發現蜓化石是正確判斷其地質時代的關鍵。袁氏珊瑚Yuanophyllum被認為是早石炭世標準化石，到晚石炭世絕滅。前人在該組第三段中發現袁氏珊瑚Yuanophyllum，是否說明該屬種存續到晚石炭世，與晚石炭世的腕足和蜓、非蜓有孔蟲和介形蟲等發生混生現象，有待進一步研究。據地層接觸關系，塔克爾巴斯陶組上覆地層七角井組為晚石炭世，與植物化石及SHRIMP U-Pb年齡反映的地質時代相吻合。該研究對塔克爾巴斯陶組、七角井組地質時代認識及區域地質填圖具重要參考價值。

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Redefinition of Tuckerbasitao Formation Based on Newly Discovered Fossils in Eastern Tianshan

Chu Jianpeng1,2,Li Yong1,Guo Junfeng1,Zhang Yongming2
(1.School of Earth Sciences and Resources,Chang'an University,Xi'an,Shaanxi,710054,China; 2.School of Resources and Environmental Engineering,Shandong University of Technology,zibo, Shandong,255012,China)

The geological age of Tuckerbasitao Formation in bogda minor strata area in Eastern Tianshan is the late carboniferous according to those brachiopod fossils,it is the late early carboniferous according to coral fossils,most researchers supported the geological age of Tuckerbasitao Formation is the late early carboniferous.Recently,a wealth of microfossils been collected in the limestone strata of Tuckerbasitao Formation,especially the discovery of Profusulinella and Schubertella provided new evidences for strata division and correlation.The analysis showed Non-foraminifera foraminifers can built up Tetrataxis-Palaeotextularia-Climacammina fossil assemblage zones and two genera foraminiferas:Profusulinella and Schubertella be found in limestone in Mashansayi.The collection of micro-fossils has obvious characteristics of early stage of late carboniferous strata.Those brachiopod fossils found in the Tuosibasitao Formation can be grouped into Choristites-Paramuirwoodia fossil assemblage zones in North Xinjiang region and the geological age is early stage of late carboniferous.Though the early carboniferous elements is advantageous in number,some late carboniferous elements,especially the Choristites which is the characteristic element of late carboniferous strata have widespread.Those new fossil evidences can confirmed the geological age of Tuosibasitao Formation is early stage of late carboniferous.The research can also reveal that its overlying formation Tuckerbasitao Formation and Qijiaojing Formation is early stage of late carboniferous too.

Eastern Tianshan;Newly discovered fossils;Tuckerbasitao Formation;Qijiaojing Formation

1000-8845(2016)02-192-05

P539.2

A

項目資助：國家自然科學基金（41472015）和教育部博士點基金（20100205110003）聯合資助

2015-04-13;

2015-08-31;作者E-mail：chuchu@sdut.edu.cn

初建朋(1977-)，男，山東牟平人，長安大學在職博士研究生，研究方向：古生物地層學