东天山七角井大向斜外围塔克尔巴斯陶组化石新发现和地质意义

初建朋，李勇，郭俊峰，张永明

（1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；2.山东理工大学资源与环境工程学院，山东 淄博 255049）

东天山七角井大向斜外围塔克尔巴斯陶组化石新发现和地质意义

初建朋1,2，李勇1，郭俊峰1，张永明2

（1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；2.山东理工大学资源与环境工程学院，山东 淄博 255049）

东天山塔克尔巴斯陶组中发现Choristites、Chonetes carbonlferusKeyserling、Brachythyrina strangwaysiVer⁃neuil、Brachytryhis、Isogramma、Paramuirwoodia和Stenoscisma等腕足化石，组合时代为晚石炭世早期。前人据该组中发现袁氏珊瑚Yuanophyllum将该地层厘定为早石炭世。1∶25万三道岭幅区调项目对该组地层微体化石进行研究，于灰岩中发现蜓Profusulinella和Schubertella；非蜓有孔虫Tetrataxis、Palaeotextularia和Climacammina；介形化石Bairdia longicalidaShi等，其组合时代特征与腕足化石一致。据腕足化石、微体化石及植物化石Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky，将该组地层厘定为晚石炭世早期。据地层接触关系、植物化石Neoggerathiopsis和Calamites及SHRIMP U-Pb年龄，将上覆地层七角井组定为晚石炭世。

东天山；化石新发现；塔克尔巴斯陶组；七角井组

塔克尔巴斯陶组分布于哈密市巴里坤县七角井大向斜外围，地层区划上属北疆-兴安地层大区、北疆地层区北天山分区的博格达地层小区（图1）[1]。该组与下伏地层上奥陶统庙儿沟组呈角度不整合接触，与上覆地层关系较复杂；与上石炭统七角井组和上石炭统柳树沟组为角度不整合接触，与上石炭统祁家沟组为断层接触，与下二叠统三塘湖组和上新统葡萄沟组呈角度不整合接触。1991—1993年新疆地矿局二区调队在红井子一带开展1∶5万区调时发现早石炭世海相动物化石，从而将原大南湖组解体，建立包括本组在内的一系列石炭系地层单位。该组地层中采集的腕足化石经新疆地矿局实验室鉴定，数量上以中石炭世分子为主，未发现早石炭世标准化石。前人在该组地层中发现大唐阶上司组标准化石珊瑚Yuanophyllum longiseptatumYuetal。1993年新疆地矿局二区调队在该组地层第二段灰绿色安山岩中获得341.7 Ma的K-Ar同位素年龄，将该套地层厘定为下石炭统①新疆地矿局第二区域地质调查大队.1∶5万骆驼井子、墩巴斯陶、乌什库都克幅区域地质调查报告，1995。本次对该组微体化石进行研究，发现石炭和二叠纪标准化石蜓，及非蜓有孔虫和其他介形类化石，为正确厘定该套地层地质时代提供了化石依据。

图1 研究区地质简图Fig.1 Geological sketch of the Takerbastao Formation in the Eastern Tianshan1.奥尔吐组；2.阿什喀腊组；3.七角井组；4.柳树沟组；5.塔克尔巴斯陶组；6.葡萄沟组；7.三塘湖组；8.第四纪覆盖物；9.庙儿沟组

1 地质特征

塔克尔巴斯陶组为一套典型海陆交互相产物，火山岩相从爆发相-喷溢相-火山-沉积相均有发育。据岩性、沉积环境不同进一步划分出4个段，各段间为整合接触。一段由一套中基性火山岩组成，岩性主要有：玄武岩、杏仁状玄武安山岩、杏仁状安山岩、杏仁状石英安山岩等，见少量火山碎屑沉积岩；二段为一套火山碎屑沉积岩，岩性为凝灰质长石岩屑砂岩、凝灰质不等粒砂岩、凝灰质砂岩、沉凝灰岩、砾岩及少量中基性火山熔岩。部分岩层中发育递变层理、平行层理、水平层理等浊流沉积。植物化石Noeggerathiopsiscf.theodoriTschirkovaetZa⁃lessky，N.sp.，沉积环境为滨海-三角洲环境；三段由基性火山岩和火山-沉积岩组成，岩性为杏仁状玄武岩、杏仁状辉石安山岩、沉玻屑、晶屑凝灰岩及生物碎屑灰岩，火山岩相为溢流相和火山-沉积相。该段沉凝灰岩和灰岩中发现大量化石，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。该段中基性火山岩和生物碎屑灰岩相间出现，说明为海陆交互环境；四段由一套火山碎屑沉积岩构成，岩性为凝灰质长石岩屑砂岩、凝灰岩、砾岩、粉砂岩。发现腕足化石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.。岩石中含海绿石、云母片和大量腕足化石，说明该段为温暖通畅的滨-浅海环境①新疆地矿局第二区域地质调查大队.1∶5万骆驼井子、墩巴斯陶、乌什库都克幅区域地质调查报告，1995。

2 化石剖面介绍

前人于该组第二段中发现植物化石，第三段和第四段中发现大量腕足和珊瑚等宏体化石，该组地层微体化石面貌无研究记载。2011—2013年，新疆1∶25万三道岭幅区调项目在该组地层第三段马善萨伊实测生物地层剖面灰岩透镜体中采集的灰岩样品，经长安大学国土资源部开放实验室微古分析室，采用酸解分离挑样和岩石切片处理鉴定，发现蜓、非蜓有孔虫和介形虫等微体化石，为该组地层时代厘定提供了有力的化石依据。马善萨伊剖面（起点X: 4822601,Y:16435950；终点X:4822641,Y:16435577）控制该组地层第二段和第三段，层序描述如下：

?

?

剖面中（图2），灰岩先后出现4次，分别是3~6层，第8层，第20层和第22层，说明火山喷发至少经历4次短暂停息，灰岩厚度代表停息时间长短。前人在该段灰岩和沉凝灰岩中采集到大量腕足和珊瑚化石。

图2 马善萨伊生物地层剖面Fig.2 Biostratigraphy profile of Mashansayi1.凝灰质砂岩；2.泥质灰岩；3.砾岩；4.凝灰质角砾岩；5.杏仁状玄武岩；6.玄武岩；7.晶屑岩屑凝灰岩；8.凝灰岩；9.生屑灰岩；10.宏体化石；11.微体化石

3 生物组合面貌及时代特征

该剖面中发现的蜓化石至少有两属：Profusuli⁃nella和Schubertella，包含Profusulinellasp.原小纺锤蜓(不定种)、Schubertella obscura昧苏伯特蜓和Schubertellasp.苏伯特蜓(不定种)等几个种（图3）。Schubertella地史分布从中石炭世到早二叠世，但Profusulinella为晚石炭世早期地层标准化石，它出现的层位大致相当于俄罗斯地台巴什基尔阶-莫斯科阶下部Verei组；华南地区相当于威宁组底部；可与北疆地层区石钱滩组下部、祁家沟、阿依里河组和底坎儿组，及新疆塔里木盆地西南缘卡拉乌依组等进行对比[2]。

非蜓有孔虫类发现3属，Climacammina、Palaeo⁃textularia和Tetrataxis（图3）。建立Tetrataxis-Palaeo⁃textularia-Climacammina有孔虫化石组合带，包含Climacammina prisca古梯状虫、C.eximia eximiformis优异梯状虫优异状亚种、C.laxa宽松梯状虫、C.sp.梯状虫(不定种)；Palaeotextularia bella美丽古串珠虫、P.consobrina、P.lata偏古串珠虫、P.licina曲古串珠虫、P.linguiformis弯凸状古串珠虫、P.longiseptata长隔壁古串珠虫、P.longissima细长古串珠虫、P.sp.古串珠虫(不定种)；Tetrataxis conica锥形四排虫、T.conica lata锥形四排虫偏形亚种、T.minima latispiralis松旋微小四排虫、T.planolocula平室四排虫、T.planoseptata平隔壁四排虫、T.sp.四排虫(不定种)；三属有孔虫地史繁盛期从晚石炭世到早二叠世。Climacammina在华南地区上二叠统长兴组中也有发现，但此属鲜有在早石炭地层中发现的报道；Palaeotextularia一属在早石炭世地层中也很少见，仅个别种见于华南地区梓门桥组和华北地区石蹬子组；Tetrataxis在早石炭世地层中分布仅见于华南地区梓门桥组[3-6]。 因此，Tetrataxis-Palaeotextularia-Climacammina孔虫化石组合不具早石炭世地层特征。介形类Bairdia longi⁃calidaShi见于中石炭世地层。微体化石组合具晚石炭世早期特征。

图3 塔克尔巴斯陶组的微体化石Fig.3 Microfossils found in the Takerbastao Formation1.Schubertellasp.（中切面）；2.Schubertellasp.（轴切面）；3.Tetrataxis planoseptata；4.Tetrataxissp.；5.Bairdia longicalida Shi;6.Palaeotextulariasp.；7.Climacammina prisca

前人在该组第二段发现植物化石Noeggerathiop⁃siscf.theodori Tschirkova et Zalessky和N.sp．。匙叶属Neoggerathiopsis分布在晚石炭世—三叠纪，Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky在新疆地区发现于中石炭统巴塔玛依内山组和下二叠统卡拉岗组中[7-8]。

前人在该组第三段和第四段发现大量腕足化石。除早石炭世延续下来的分子外，Choristitessp.、Marginiferasp.、Paramuirwoodia quadrataZ.X.Zhang、Brachythyrinastrangwaysi(Verneuil)、Cancrinella sp.、ChonetescarbonlferusKeyserling、Echinocon⁃chus elegans(Mccoy)和Isogrammasp.等则是晚石炭世常见分子[8-9]。Choristites是晚石炭世特征分子；Paramuirwoodia是北疆地层区晚石炭世早期具鲜明地方特色分子。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为北疆地层区Choristites-Paramuir⁃woodia腕足化石组合带包含分子，可与北疆地层区晚石炭世早期卡拉乌依组、阿依里河组、阿孜干组和石钱滩组等进行对比[2,8]。据微体化石、植物化石和腕足化石，将本组定为晚石炭世早期。

4 七角井组地质时代

前人对塔克尔巴斯陶组上覆地层七角井组归属早石炭世还是晚石炭世存在分歧。1∶20万巴里坤湖幅（K-46-III）将该套地层划为上石炭统第一分层，未给组名。1∶20万七角井幅（K-46-II）将其归入下石炭统奇尔古斯套群和上石炭统居里得能组第二亚组。《东天山火山岩及含矿性研究》将该套地层划为七角井组，时代为早石炭世晚期。《新疆维吾尔自治区岩石地层》沿用1∶20万七角井幅划分方案，改“群”为“组”，即奇尔古斯套组，时代为晚石炭世中晚期。1∶100万新疆地质图和1∶100万中国天山及邻区地质图均采用七角井组。2011年新疆地矿局第一区调大队完成的1∶5万下涝坝乡等3幅区域地质调查联测报告，采用七角井组划分方案，时代为早石炭世。前人据砂岩中发现植物化石：Neoggerathiopsis sp.（匙叶）、Calamites（芦木）和灰岩中发现腕足化石：Dictyociostussp.（网格长身贝）、Linoproductussp.（纹线长身贝）、Camarotoechia（穹房贝）等，确定其时代为早石炭世。上述化石中，匙叶属Neoggerathiop⁃sis，分布于晚石炭世—三叠纪，芦木属Calamites分布于晚石炭—晚二叠世，腕足动物化石Dictyociostus（网格长身贝）、Linoproductus（纹线长身贝）和Cama⁃rotoechia（穹房贝）地史分布为石炭—二叠纪。2011年新疆第一区调大队进行1∶5万区调时，对七角井组层状玄武岩（辉绿岩）进行锆石SHRIMP U-Pb定年，分别获得（301±10）Ma和（298±7）Ma年龄值①李勇.1∶25万三道岭幅区调修测成果报告，2013。据植物化石、SHRIMP U-Pb年龄和地层接触关系，将七角井组时代定为晚石炭世。

5 结论

该组发现的蜓化石Profusulinella和Schubertel⁃la，非蜓有孔虫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，说明塔克尔巴斯陶组为晚石炭世地层。蜓是石炭纪和二叠纪标准化石，该组地层中发现蜓化石是正确判断其地质时代的关键。袁氏珊瑚Yuanophyllum被认为是早石炭世标准化石，到晚石炭世绝灭。前人在该组第三段中发现袁氏珊瑚Yuanophyllum，是否说明该属种存续到晚石炭世，与晚石炭世的腕足和蜓、非蜓有孔虫和介形虫等发生混生现象，有待进一步研究。据地层接触关系，塔克尔巴斯陶组上覆地层七角井组为晚石炭世，与植物化石及SHRIMP U-Pb年龄反映的地质时代相吻合。该研究对塔克尔巴斯陶组、七角井组地质时代认识及区域地质填图具重要参考价值。

[1] 王洪亮,徐学义,何世平,等.1:100万中国天山及邻区地质图说明书[M].北京:地质出版社,2007.

[2] 蔡土赐.全国地层多重划分对比研究(65):新疆维吾尔自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1999.

[3] 林甲兴,李家骧,孙全英.华南地区晚古生代有孔虫[M].北京:科学出版社，1990.

[4] 河北煤田地质勘探公司主编.河北晚古生代有孔虫生物地层[M].北京:科学出版社，1991.

[5] 朱荣,林甲兴.新疆准噶尔盆地南缘祁家沟组有孔虫化石及其地层意义[J].石油实验地质,9(4):321-335.

[6] 徐炳川.中国重要地区的蜓及非蜓有孔虫[M].北京:地震出版社，2006.

[7] 中国科学院南京地质古生物研究所《中国古生代植物》编写小组.中国古植物化石第一册中国古生代植物[M].北京:科学出版社，1974.

[8] 新疆地质局区域地质调查大队.西北地区古生物图册新疆维吾尔自治区分册㈡[M].北京:地质出版社,1983,262-386.

[9] 杨殿忠,夏斌.晚石炭世早期腕足动物地理区划[J].新疆地质, 2004,22(2):143-150

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

项目资助：国家自然科学基金（41472015）和教育部博士点基金（20100205110003）联合资助

2015-04-13;

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

初建朋(1977-)，男，山东牟平人，长安大学在职博士研究生，研究方向：古生物地层学