東天山七角井大向斜外圍塔克爾巴斯陶組化石新發(fā)現(xiàn)和地質(zhì)意義

初建朋，李勇，郭俊峰，張永明

（1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)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(fā)現(xiàn)和地質(zhì)意義

初建朋1,2，李勇1，郭俊峰1，張永明2

（1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255049）

東天山塔克爾巴斯陶組中發(fā)現(xiàn)Choristites、Chonetes carbonlferusKeyserling、Brachythyrina strangwaysiVer?neuil、Brachytryhis、Isogramma、Paramuirwoodia和Stenoscisma等腕足化石，組合時(shí)代為晚石炭世早期。前人據(jù)該組中發(fā)現(xiàn)袁氏珊瑚Yuanophyllum將該地層厘定為早石炭世。1∶25萬三道嶺幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目對該組地層微體化石進(jìn)行研究，于灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)蜓Profusulinella和Schubertella；非蜓有孔蟲Tetrataxis、Palaeotextularia和Climacammina；介形化石Bairdia longicalidaShi等，其組合時(shí)代特征與腕足化石一致。據(jù)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(jù)地層接觸關(guān)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(fā)現(xiàn)；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(qū)劃上屬北疆-興安地層大區(qū)、北疆地層區(qū)北天山分區(qū)的博格達(dá)地層小區(qū)（圖1）[1]。該組與下伏地層上奧陶統(tǒng)廟兒溝組呈角度不整合接觸，與上覆地層關(guān)系較復(fù)雜；與上石炭統(tǒng)七角井組和上石炭統(tǒng)柳樹溝組為角度不整合接觸，與上石炭統(tǒng)祁家溝組為斷層接觸，與下二疊統(tǒng)三塘湖組和上新統(tǒng)葡萄溝組呈角度不整合接觸。1991—1993年新疆地礦局二區(qū)調(diào)隊(duì)在紅井子一帶開展1∶5萬區(qū)調(diào)時(shí)發(fā)現(xiàn)早石炭世海相動(dòng)物化石，從而將原大南湖組解體，建立包括本組在內(nèi)的一系列石炭系地層單位。該組地層中采集的腕足化石經(jīng)新疆地礦局實(shí)驗(yàn)室鑒定，數(shù)量上以中石炭世分子為主，未發(fā)現(xiàn)早石炭世標(biāo)準(zhǔn)化石。前人在該組地層中發(fā)現(xiàn)大唐階上司組標(biāo)準(zhǔn)化石珊瑚Yuanophyllum longiseptatumYuetal。1993年新疆地礦局二區(qū)調(diào)隊(duì)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(tǒng)①新疆地礦局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1∶5萬駱駝井子、墩巴斯陶、烏什庫都克幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，1995。本次對該組微體化石進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)石炭和二疊紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)時(shí)代提供了化石依據(jù)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)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(jì)覆蓋物；9.廟兒溝組

1 地質(zhì)特征

塔克爾巴斯陶組為一套典型海陸交互相產(chǎn)物，火山巖相從爆發(fā)相-噴溢相-火山-沉積相均有發(fā)育。據(jù)巖性、沉積環(huán)境不同進(jìn)一步劃分出4個(gè)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(zhì)長石巖屑砂巖、凝灰質(zhì)不等粒砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、沉凝灰?guī)r、礫巖及少量中基性火山熔巖。部分巖層中發(fā)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(huán)境為濱海-三角洲環(huán)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?guī)r及生物碎屑灰?guī)r，火山巖相為溢流相和火山-沉積相。該段沉凝灰?guī)r和灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)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?guī)r相間出現(xiàn)，說明為海陸交互環(huán)境；四段由一套火山碎屑沉積巖構(gòu)成，巖性為凝灰質(zhì)長石巖屑砂巖、凝灰?guī)r、礫巖、粉砂巖。發(fā)現(xiàn)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(huán)境①新疆地礦局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1∶5萬駱駝井子、墩巴斯陶、烏什庫都克幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，1995。

2 化石剖面介紹

前人于該組第二段中發(fā)現(xiàn)植物化石，第三段和第四段中發(fā)現(xiàn)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(qū)調(diào)項(xiàng)目在該組地層第三段馬善薩伊實(shí)測生物地層剖面灰?guī)r透鏡體中采集的灰?guī)r樣品，經(jīng)長安大學(xué)國土資源部開放實(shí)驗(yàn)室微古分析室，采用酸解分離挑樣和巖石切片處理鑒定，發(fā)現(xiàn)蜓、非蜓有孔蟲和介形蟲等微體化石，為該組地層時(shí)代厘定提供了有力的化石依據(jù)。馬善薩伊剖面（起點(diǎn)X: 4822601,Y:16435950；終點(diǎn)X:4822641,Y:16435577）控制該組地層第二段和第三段，層序描述如下：

?

?

剖面中（圖2），灰?guī)r先后出現(xiàn)4次，分別是3~6層，第8層，第20層和第22層，說明火山噴發(fā)至少經(jīng)歷4次短暫停息，灰?guī)r厚度代表停息時(shí)間長短。前人在該段灰?guī)r和沉凝灰?guī)r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(zhì)砂巖；2.泥質(zhì)灰?guī)r；3.礫巖；4.凝灰質(zhì)角礫巖；5.杏仁狀玄武巖；6.玄武巖；7.晶屑巖屑凝灰?guī)r；8.凝灰?guī)r；9.生屑灰?guī)r；10.宏體化石；11.微體化石

3 生物組合面貌及時(shí)代特征

該剖面中發(fā)現(xiàn)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)化石，它出現(xiàn)的層位大致相當(dāng)于俄羅斯地臺巴什基爾階-莫斯科階下部Verei組；華南地區(qū)相當(dāng)于威寧組底部；可與北疆地層區(qū)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(jìn)行對比[2]。

非蜓有孔蟲類發(fā)現(xiàn)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(yōu)異梯狀蟲優(yōu)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?fàn)罟糯橄x、P.longiseptata長隔壁古串珠蟲、P.longissima細(xì)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(qū)上二疊統(tǒng)長興組中也有發(fā)現(xiàn)，但此屬鮮有在早石炭地層中發(fā)現(xiàn)的報(bào)道；Palaeotextularia一屬在早石炭世地層中也很少見，僅個(gè)別種見于華南地區(qū)梓門橋組和華北地區(qū)石蹬子組；Tetrataxis在早石炭世地層中分布僅見于華南地區(qū)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(fā)現(xiàn)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(jì)，Noeggerathiopsis theodoriTschirkova et Zalessky在新疆地區(qū)發(fā)現(xiàn)于中石炭統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組和下二疊統(tǒng)卡拉崗組中[7-8]。

前人在該組第三段和第四段發(fā)現(xiàn)大量腕足化石。除早石炭世延續(xù)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(qū)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(qū)Choristites-Paramuir?woodia腕足化石組合帶包含分子，可與北疆地層區(qū)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(jìn)行對比[2,8]。據(jù)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(zhì)時(shí)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(tǒng)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(tǒng)奇爾古斯套群和上石炭統(tǒng)居里得能組第二亞組?！稏|天山火山巖及含礦性研究》將該套地層劃為七角井組，時(shí)代為早石炭世晚期?！缎陆S吾爾自治區(qū)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(shí)代為晚石炭世中晚期。1∶100萬新疆地質(zhì)圖和1∶100萬中國天山及鄰區(qū)地質(zhì)圖均采用七角井組。2011年新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)完成的1∶5萬下澇壩鄉(xiāng)等3幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查聯(lián)測報(bào)告，采用七角井組劃分方案，時(shí)代為早石炭世。前人據(jù)砂巖中發(fā)現(xiàn)植物化石：Neoggerathiopsis sp.（匙葉）、Calamites（蘆木）和灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)腕足化石：Dictyociostussp.（網(wǎng)格長身貝）、Linoproductussp.（紋線長身貝）、Camarotoechia（穹房貝）等，確定其時(shí)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(jì)，蘆木屬Calamites分布于晚石炭—晚二疊世，腕足動(dòng)物化石Dictyociostus（網(wǎng)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(jì)。2011年新疆第一區(qū)調(diào)大隊(duì)進(jìn)行1∶5萬區(qū)調(diào)時(shí)，對七角井組層狀玄武巖（輝綠巖）進(jìn)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(qū)調(diào)修測成果報(bào)告，2013。據(jù)植物化石、SHRIMP U-Pb年齡和地層接觸關(guān)系，將七角井組時(shí)代定為晚石炭世。

5 結(jié)論

該組發(fā)現(xiàn)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(jì)和二疊紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)化石，該組地層中發(fā)現(xiàn)蜓化石是正確判斷其地質(zhì)時(shí)代的關(guān)鍵。袁氏珊瑚Yuanophyllum被認(rèn)為是早石炭世標(biāo)準(zhǔn)化石，到晚石炭世絕滅。前人在該組第三段中發(fā)現(xiàn)袁氏珊瑚Yuanophyllum，是否說明該屬種存續(xù)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(fā)生混生現(xiàn)象，有待進(jìn)一步研究。據(jù)地層接觸關(guān)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(zhì)時(shí)代相吻合。該研究對塔克爾巴斯陶組、七角井組地質(zhì)時(shí)代認(rèn)識及區(qū)域地質(zhì)填圖具重要參考價(jià)值。

[1] 王洪亮,徐學(xué)義,何世平,等.1:100萬中國天山及鄰區(qū)地質(zhì)圖說明書[M].北京:地質(zhì)出版社,2007.

[2] 蔡土賜.全國地層多重劃分對比研究(65):新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1999.

[3] 林甲興,李家驤,孫全英.華南地區(qū)晚古生代有孔蟲[M].北京:科學(xué)出版社，1990.

[4] 河北煤田地質(zhì)勘探公司主編.河北晚古生代有孔蟲生物地層[M].北京:科學(xué)出版社，1991.

[5] 朱榮,林甲興.新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣祁家溝組有孔蟲化石及其地層意義[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),9(4):321-335.

[6] 徐炳川.中國重要地區(qū)的蜓及非蜓有孔蟲[M].北京:地震出版社，2006.

[7] 中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所《中國古生代植物》編寫小組.中國古植物化石第一冊中國古生代植物[M].北京:科學(xué)出版社，1974.

[8] 新疆地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).西北地區(qū)古生物圖冊新疆維吾爾自治區(qū)分冊㈡[M].北京:地質(zhì)出版社,1983,262-386.

[9] 楊殿忠,夏斌.晚石炭世早期腕足動(dòng)物地理區(qū)劃[J].新疆地質(zhì), 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

項(xiàng)目資助：國家自然科學(xué)基金（41472015）和教育部博士點(diǎn)基金（20100205110003）聯(lián)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(xué)在職博士研究生，研究方向：古生物地層學(xué)