新疆北塔山地區(qū)埃姆斯期腕足動(dòng)物群

馮江鵬，施文翔，宋倩倩

(新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),新疆 烏魯木齊 830013)

新疆北塔山地區(qū)埃姆斯期腕足動(dòng)物群

馮江鵬，施文翔，宋倩倩

(新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),新疆 烏魯木齊 830013)

區(qū)內(nèi)早泥盆世沉積為卓木巴斯套組，產(chǎn)豐富的古生物化石，以極為豐富的腕足為主要特征。通過(guò)地質(zhì)路線調(diào)查與剖面測(cè)量，采集到大量的腕足、珊瑚、三葉蟲、苔蘚蟲、角石、菊石等動(dòng)物化石，其中，腕足類占90%以上。本次工作鑒定出腕足化石24屬48種。根據(jù)動(dòng)物化石組成及面貌將其定為 “東準(zhǔn)Spinatrypakhalfini動(dòng)物群”。主要特征是腕足在動(dòng)物群中的含量占絕對(duì)比例，而且石燕類、無(wú)洞貝類占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。依據(jù)化石組合類型及產(chǎn)出層位將其劃分為下部Leptocoeliasinica組合及上部Spinatrypakhalfini組合。將北塔山地區(qū)與我國(guó)北部其他地區(qū)同時(shí)代地層中的腕足動(dòng)物群進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：北塔山地區(qū)的腕足化石的產(chǎn)出層位與內(nèi)蒙古地區(qū)東烏珠穆沁旗敖包亭渾迪組、東北地區(qū)金水組、霍龍門組、黑臺(tái)組、烏努爾組大致相當(dāng)；并根據(jù)個(gè)別屬種在世界范圍的時(shí)代意義，確定了卓木巴斯套組的時(shí)代為埃姆斯期。

古生物學(xué)；東準(zhǔn)北塔山；埃姆斯期；卓木巴斯套組；腕足動(dòng)物群；生物對(duì)比

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)內(nèi)泥盆紀(jì)為新疆北天山—準(zhǔn)噶爾區(qū)南部的準(zhǔn)噶爾分區(qū)，北塔山小區(qū)。區(qū)內(nèi)泥盆紀(jì)地層發(fā)育廣泛，出露良好，化石豐富(下泥盆統(tǒng)以腕足動(dòng)物為主)，交通便利，是研究早泥盆世腕足動(dòng)物群的理想位置(圖1)。

I.北疆-興安地層大區(qū);I1.北疆地層區(qū);I11.阿爾泰地層分區(qū);I12.北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū);I12-5.二臺(tái)小區(qū); I12-6.北塔山小區(qū); I12-7.卡拉麥里小區(qū); I13.南準(zhǔn)噶爾-北天山地層分區(qū)；I13-3.莫索 灣小區(qū)；I13-4.將軍廟小區(qū)；I13-8.博格達(dá)小區(qū)；I13-9.吐魯番小區(qū)圖1 北塔山地區(qū)地層分區(qū)及下泥盆統(tǒng)剖面位置圖Fig.1 Location maps showing the stratigraphic area and sectional

準(zhǔn)噶爾分區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地的北緣，為淺海相正常碎屑巖-火山碎屑巖沉積。本分區(qū)內(nèi)下泥盆統(tǒng)含豐富的腕足、珊瑚、三葉蟲、雙殼、海百合莖及苔蘚蟲等動(dòng)物化石，另可見少量的蕨類植物化石。北塔山小區(qū)分布在準(zhǔn)噶爾盆地東北緣，南至卡拉麥里大斷裂之北，北至烏倫古河上游以南，東至中蒙邊界；主要包括阿爾曼鐵山、北塔山、哈甫提克山、卡克賽爾蓋山，以及三塘湖盆地；北塔山小區(qū)與二臺(tái)小區(qū)以烏倫古河中游為界(肖世祿，1992)。研究區(qū)主要集中于奇臺(tái)縣北東方向北塔山一帶。本小區(qū)內(nèi)埃姆斯期沉積為卓木巴斯套組(肖世祿等，1991)，該組綜合柱狀圖見圖2。

圖2 卓木巴斯套組巖相柱狀圖Fig.2 Facies histogram of the Zhuomubasitao Formation

2 腕足動(dòng)物群研究

2.1 腕足動(dòng)物群的面貌

新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣埃姆斯期地層中腕足化石豐富，本次工作中共鑒定出24屬48種，這些腕足動(dòng)物出了少量舌形貝綱舌形貝目和未知分類的長(zhǎng)身貝目外，其余均為小嘴貝綱和扭月貝綱。小嘴貝綱分屬于正形貝、石燕貝、無(wú)洞貝等3個(gè)目，包含全形貝、德姆貝、窗孔貝、無(wú)洞貝、薄腔貝、腔螺貝6個(gè)科，扭月貝綱分屬于扭月貝目，包括齒扭貝、竇維爾貝、薄扭貝等3個(gè)科。各目比例見圖3。

圖3 Spinatrypa khalfini動(dòng)物群腕足類的組成圖解Fig.3 Composition graphic of Spinatrypa khalfini brachiopods fauna

在東準(zhǔn)地區(qū)腕足動(dòng)物組成中，石燕類最為發(fā)育，屬種類型及數(shù)量均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)標(biāo)本總數(shù)的40%；其次為無(wú)洞貝類，含量為35%。中Spinatrypakhalfini數(shù)量極為豐富，經(jīng)常密布在整個(gè)石壁上，保存精美，為該動(dòng)物群的特征屬種及優(yōu)勢(shì)屬種，共鑒定出87枚，代表了東準(zhǔn)腕足動(dòng)物群的特征，其中(除石燕類外)無(wú)洞貝類數(shù)量較多，因此將東準(zhǔn)動(dòng)物群定名為Spinatrypakhalfini動(dòng)物群。

該動(dòng)物群主要分子有無(wú)洞貝類：Spinatrypawaterlooenis，Spinatrypakhalfini，Leptocoeliasinica和Coelospirasp.；石燕類：Acrospirifermurchisoni，Acrospiriferincrebescens，Acrospirifergaspensis，Branchyspirifersp.，Branchyspirifermesoplicatus，Paraspirifergigantea，Aldanspiriferhefengensis，Khinganospirifermagnificus，Howellellamangkeluenis，Howellellaminora，Howellellaamurensis；扭月貝類：Leptostrophiarotunda，Leptoceliasp.，Gladiostrophiakondoi，Coelospiraacutiplicata；德姆貝：Aulacellasp.，Aulacelladelerensis，Douvillinasp.，Leveneamesoloba。該動(dòng)物群共生動(dòng)物為珊瑚：Thamnoporasp.，Syringaxonsp.，F(xiàn)uyunolibesfuyunesis；苔蘚蟲：Fenestellasp.；及少量雙殼、三葉蟲、角石、菊石等。該動(dòng)物群腕足化石多保存為外?；皟?nèi)核化石，少見實(shí)體化石；化石多保存在粉砂巖及凝灰質(zhì)砂巖中，質(zhì)量較高，紋飾清晰；少量化石保存在砂礫巖中，質(zhì)量較差。角石和菊石保存在粉砂巖中，多以實(shí)體化石出現(xiàn)，外形保存較好，但紋飾不清晰。

2.2 腕足動(dòng)物群的組合特征

東準(zhǔn)動(dòng)物群自下而上可以分為L(zhǎng)eptocoeliasinica組合及Spinatrypakhalfini組合。

(1)Leptocoeliasinica組合

發(fā)育在卓木巴斯套組的底部(1～14層)，該組合中分子個(gè)體大小均較小，一般不大于3cm。特征分子為：Leptocoeliasinica，Coelospirasp.，Eodevonariasp.等。優(yōu)勢(shì)分子為L(zhǎng)eptocoeliasinica，占該組合中標(biāo)本數(shù)量的55%。共生的其他腕足屬種還有Howelela.amurensis，Leveneamesoloba，Leptoceliasp.，Coelospiraacutiplicata，Aulacellasp.，A.delerensis，Chonostropniellakninganensis，Leptostrophiarotunda，L.magnifica，Gladiostrophiakondoi等。另外還發(fā)育少量的珊瑚、苔蘚蟲及海百合莖等化石，化石大多保存為碎屑。

(2)Spinatrypakhalfini組合

發(fā)育在卓木巴斯套組的中上部(21～79層)，主要分子為Spinatrypakhalfini，Spinatrypawaterlooenis，Euryspiriferuniplicatus，Acrospiriferincrebescens，Branchyspirifermesoplicatus，Khinganospirifermagnificus，Paraspirifergigantea，Rhytistrophiabeckii等，其中Spinatrypakhalfini為特征分子也是優(yōu)勢(shì)分子，占該組合標(biāo)本數(shù)量的40%。該組合中由Leptocoeliasinica組合延續(xù)而來(lái)的分子有：Howelela.amurensis，Aulacellasp.，Aulacelladelerensis，Leptostrophiarotunda，Gladiostrophiakondoi等。該組合與上一組合的區(qū)別為以大量出現(xiàn)Spinatrypakhalfini為主要特征，同時(shí)，Leptocoelia和Coelospira等個(gè)體較小的屬基本上不發(fā)育。與腕足共生的還有珊瑚、三葉蟲、螺類、角石、菊石及海百莖等，化石門類、個(gè)體數(shù)量遠(yuǎn)比上一組合豐富，而且各門類化石保存均較好。

3 生物地層對(duì)比與時(shí)代確定

新疆北準(zhǔn)早泥盆世地層中絕大多數(shù)腕足分子可以跟國(guó)內(nèi)北方其他地區(qū)進(jìn)行對(duì)比，例如內(nèi)蒙古的敖包亭渾迪組、溫都爾敖包特組、甘肅黑鷹山地區(qū)早泥盆世雀兒山組以及小興安嶺的金水組和霍龍門組，少數(shù)分子例如Arospiriferincrebescens，Arospirifertewoensis在廣西郁江、四川龍門山以及貴州等地出現(xiàn)(王鈺，1956；陳源川，1983，1990)，某些分子例如Atrypasp.，Leptaenopyxisbouei，Lingulacuneatiformis等在北美、加拿大、西歐、俄羅斯等地埃姆斯期地層中也有報(bào)道(魏書章等，1983；張研，1985,1994)。

東準(zhǔn)動(dòng)物群中石燕類大部分屬都在甘肅當(dāng)多溝動(dòng)物群、內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗動(dòng)物群、黑龍江寶清動(dòng)物群中出現(xiàn)，包括Leptaenopyxis，Atrypa，Leptostrophia，Acrospirife，Brachyspirifer，Howellella等(張研，1981,1994；李文國(guó)，1982)。其中產(chǎn)于早泥盆世黑臺(tái)組中的黑龍江寶清動(dòng)物群大部分分子同東準(zhǔn)動(dòng)物群相似，共同屬的含量為14個(gè)屬，共同種有6個(gè)，同時(shí)東準(zhǔn)動(dòng)物群中所產(chǎn)的Euryspiriferuniplicatus，Khinganospirifermagnificus，Spinatrypakhalfini，Howellelaamurensis等分子為黑龍江寶清動(dòng)物群的特征分子(李寧，2007)。

通過(guò)上述對(duì)比筆者發(fā)現(xiàn)：石燕類的Paraspirifergiganta為小興安嶺的霍龍門組、內(nèi)蒙東烏旗溫都爾敖包特組、甘肅黑鷹山地區(qū)早泥盆世雀兒山組常見的分子(張國(guó)英，2006,2008；侯鴻飛，1979)，與阿登地區(qū)下考文、萊茵地區(qū)上埃姆斯階中的Paraspirifercultrjugatus及北美俄濃達(dá)格灰?guī)r中的Paraspiriferauminatus似為同一類群(Boucot，1969；Hamada，1970； Lenz A C，1976)；同時(shí)，Acrospirifer為華南、華北泥盆紀(jì)的一個(gè)重要組成，而且華南、華北的分子極為相似，例如卓木巴斯套組50層產(chǎn)的Acrospiriferincrebescens為華南郁江期的典型分子(侯鴻飛，1959；鄺國(guó)敦1984)。

扭月貝類在數(shù)量較豐富，其中Rhytistrophiabeckii具廣泛的地理分布，為內(nèi)蒙敖包亭渾迪組、溫都爾敖包特組中的常見分子；在東北小興安嶺地區(qū)見于早泥盆世金水組、霍龍門組(Hamada，1970)；為哈薩克斯坦薩爾賈利組(埃姆斯期沉積)的重要分子。Leptaenopyxisbouei在中國(guó)北方各地的報(bào)道中均位于埃姆斯期的沉積中，是內(nèi)蒙東烏珠穆沁旗敖包亭渾迪組、溫都爾敖包特組的重要分子，亦見于東北的霍龍門組，甘肅黑鷹山雀兒山組(張國(guó)英，2008)。Gladistrophiakondoi是內(nèi)蒙敖包特渾迪組、東北霍龍門組的重要分子，并作為內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗和東北興安嶺地區(qū)埃姆斯期的代表分子。Megastrophiapseudointerstrialis在內(nèi)蒙敖包亭渾迪組、小興安嶺金水組、霍龍門組相繼出現(xiàn)，且與Rhytistrophiabeckii，Acrospirifermurchison等相伴產(chǎn)出。

Leptocoeliasinica為內(nèi)蒙古、東北地區(qū)埃姆斯階的典型分子，在密山腕足動(dòng)物群中作為早埃姆斯期標(biāo)志分子；在華南產(chǎn)于郁江階(相當(dāng)于下埃姆斯階)中，雖然數(shù)量并不多，但能說(shuō)明其具有廣泛的地理分布和時(shí)代特征。

除了上述僅分布于埃姆斯期的分子外，有些屬不會(huì)出現(xiàn)晚于埃姆斯期的地層。Branchyspirifer在歐洲作為早泥盆世的典型分子；Xinjiangspirifer僅出現(xiàn)于新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣與內(nèi)蒙等地埃姆斯階中。

另外，有些屬不會(huì)出現(xiàn)在早于埃姆斯期的地層。Paraspirifer在北美、歐洲以及哈薩克斯坦、俄羅斯阿爾泰地區(qū)都在埃姆斯期-艾菲爾期地層中出現(xiàn)(Lenz A C，1976)。

由以上對(duì)比可以看出，西準(zhǔn)動(dòng)物群與東準(zhǔn)動(dòng)物群中某些腕足分子時(shí)代意義明確，根據(jù)收集的資料，將部分屬的時(shí)代延續(xù)繪制成圖4。

無(wú)論是在西準(zhǔn)動(dòng)物群還是東準(zhǔn)動(dòng)物群中，都沒有僅產(chǎn)于中泥盆世或早泥盆世中期以前的屬。Xinjiangspirifer僅產(chǎn)在埃姆斯階中，Leptaenopyxis和Paraspirifer自早埃姆斯期始現(xiàn)且大部分種分布在埃姆斯期，Acrospirifer和Branchyspirifer沒有在晚于埃姆斯期的地層中出現(xiàn)過(guò)。以上時(shí)代意義較強(qiáng)的屬的分布(這些屬在西準(zhǔn)地層與東準(zhǔn)地層中都有發(fā)現(xiàn)，而且大多為早泥盆世的分子)，可以認(rèn)定這些屬種共同出現(xiàn)的層位應(yīng)為埃姆斯期。

圖4 腕足動(dòng)物群部分屬的延限Fig.4 The time of the brachiopods fauna

東準(zhǔn)動(dòng)物群在北塔山一帶分布在卓木巴斯套組的頂?shù)?。根?jù)上述證據(jù)，東準(zhǔn)動(dòng)物群定為埃姆斯期沒有疑問(wèn)，即卓木巴斯套組的時(shí)代應(yīng)該為埃姆斯期。

4 討論

北塔山地區(qū)“東準(zhǔn)Spinatrypakhalfini腕足動(dòng)物群”劃分為下部“Leptocoeliasinica組合”及上部“Spinatrypakhalfini組合”。其中前者化石數(shù)量較少，個(gè)體大小較小，一般不大于3cm，在地層中分布分散，保存狀態(tài)較差-中等，共生生物類型多為保存較差的珊瑚、海百合莖及苔蘚蟲；后者化石豐富，分布集中，個(gè)體大小差異較大，1～6cm均有分布，大于4cm的占多數(shù)，大多保存精美，共生生物類型豐富，有有珊瑚、三葉蟲、螺類、角石、菊石及海百莖、苔蘚蟲等。二者之間的差異反映了北塔山地區(qū)在晚埃姆斯期氣候逐漸變得溫暖濕潤(rùn)，發(fā)生較大規(guī)模的生物爆發(fā)。

5 結(jié)語(yǔ)

筆者在廣泛收集近年新一輪區(qū)調(diào)工作資料基礎(chǔ)上，查閱參考了大量以往區(qū)調(diào)古生物資料和科研總結(jié)成果文獻(xiàn)，在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了準(zhǔn)噶爾北緣北塔山一帶埃姆斯期腕足動(dòng)物群的特征與分布，取得了以下成果。

(1)根據(jù)近年1∶25萬(wàn)區(qū)調(diào)、1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)采集到的大量腕足化石資料，對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地北緣埃姆斯期的腕足動(dòng)物動(dòng)物群進(jìn)行了詳細(xì)的分類研究，系統(tǒng)研究了腕足動(dòng)物化石24屬45種，部分屬種在本地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)，豐富了本地區(qū)腕足動(dòng)物群的內(nèi)容。

(2)經(jīng)過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)腕足化石整理分析，將區(qū)內(nèi)腕足動(dòng)物群命名為東準(zhǔn)Spinatrypakhalfini動(dòng)物群。將該動(dòng)物群劃分為“Leptocoeliasinica組合”及“Spinatrypakhalfini組合”，并詳細(xì)描述各組合中的特征分子、優(yōu)勢(shì)分子、各自的含量以及組合之間的變化特征。

(3)將準(zhǔn)噶爾北緣埃姆斯期腕足動(dòng)物群與內(nèi)蒙古、黑龍江地區(qū)埃姆斯期腕足動(dòng)物進(jìn)行對(duì)比，確定了卓木巴斯套組含化石層位的時(shí)代為埃姆斯期。

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Brachiopod Fauna of Emsian at Beita Mountain in Northern Junggar Basin, Xinjiang

FENG Jiangpeng, SHI Wenxiang, SONG Qianqian

(No.1 Regional Geological Survey Team, Bureau of Geology and Mineral Resources, Urumqi 830013, Xinjiang, China)

Devonian is one of the most widely outcropping strata in Xinjiang. Lower Devonian at Beita Mountain in Qitai country is formed by Zhuomubasitao formation, which is rich in fossils like brachiopod, coral, trilobites, bryozoans，endoceratida, ammonites, and the brachiopod accounted for more than 90% of them. The brachiopod fauna includes 24 genera and 48 species. According to the composition of this brachiopod fauna, it could be named as the Eastern Junggar Spinatrypa khalfini Fauna, which is characterized by atypa and spirifer. The fauna can be divided into two brachiopod assemblages, such as the Leptocoelia sinica assemblage in the lower part and the Spinatrypa khalfini assemblage in the upper part. Based on the comparison of brachiopod faunas among lower Devonian Aobaotinghundi formation in Inner Mongolia, Jinshui formation, Huolongmen formation, Heitai formation and Wunuer formation in Northeast China, the age of Zhuomubasitao formation is confirmed to be the Emsian.

paleobiology; Beita mountain in east Junggar; Emsian; Zhuomubasitao formation; brachiopod fauna; biological comparison

2015-03-31；

2015-04-02

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)1∶5萬(wàn)L46E019004等6幅區(qū)調(diào)”(1212011120514)

馮江鵬(1986-)，男，工程師，主要從事地層學(xué)和古生物學(xué)研究。E-mail：dapengvip@126.com

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1009-6248(2015)03-0195-07