初建朋，李勇，郭俊峰，张永明（.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安70054；.山东理工大学资源与环境工程学院，山东淄博55049）



东天山博格达地层小区托斯巴斯陶组地质时代讨论

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）

摘要：1∶25万三道岭幅区调项目在东天山博格达地层小区托斯巴斯陶组一段采集到大量腕足化石，其中包含不少晚石炭世常见分子，但该组以往被认为是早石炭世地层。通过对腕足化石的鉴定和区域对比发现：一段下部层位发现了Gigantoproductus、Megachonetes和Syringothyris等早石炭世常见分子，可与北疆地层区阿恰勒河组和美路卡河组等早石炭世晚期地层进行对比；一段上部层位发现了Brachythyria、Cancrinella、Ella和Wellerella等晚石炭世地层常见分子，及晚石炭世特征分子Choristites和北疆地层区晚石炭世早期的地方特色分子Paramuirwoodia。研究认为一段上部发现的腕足化石具北疆地层区Choristites-Paramuirwoodia腕足化石组合带的特征，可与晚石炭世早期地层石钱滩组和祁家沟组等进行广泛的对比。托斯巴斯陶组腕足化石组合具早石炭世晚期—晚石炭世早期时代特征，说明该组上部层位已出现晚石炭世地层。

关键词：岩石地层厘定；东天山；博格达；托斯巴斯陶组；腕足

图1　研究区地质简图Fig.1 Geological sketch map of the Tuosibastao Formation in the Eastern Tianshan1.第四纪;2.柳树沟组;3.塔克尔巴斯陶组;4.祁家沟组;5.奥尔吐组;6.托斯巴斯陶组一段;7.托斯巴斯陶组二段; 8.巴塔玛依内山组;9.三塘湖组;10.康古尔塔格组;11.大南湖组;12.大柳沟组;13.二长花岗岩体; 14.正长花岗岩体;15.断裂;16.剖面位置

研究对象托斯巴斯陶组地层分布于新疆哈密市巴里坤哈萨克自治县，在地层区划上属北疆-兴安地层大区、北疆地层区北天山分区的博格达地层小区。该组地层在红井子大断裂北侧，总体呈近EW向带状展布[1]。在遥感图上(ETM741)显示为青灰色，与下伏下泥盆统大南湖组为角度不整合接触，与上泥盆统康古尔塔格组为整合接触；与上覆上石炭统塔克尔巴斯陶组为平行不整合接触，局部地段被上石炭统柳树沟组、下二叠统三塘湖组以角度不整合覆于其上（图1）❶李勇.1∶25万三道岭幅区调修测成果报告,2013。1966—1971年，新疆地质局在1∶20万巴里坤湖幅区调报告中，将包括本组在内的分布于红井子大断裂以北石板墩断裂以南的地层统归于中泥盆统大南湖组❶。此后，西北区域地质表(1981)、新疆区域地质志(1988)和新疆岩石地层单位序列表(1992)分别将该地层厘定为下泥盆统大南湖组、中泥盆统头苏泉组和上—下泥盆统卡拉麦里组。1991—1993年，新疆地矿局楼法生等在红井子一带开展1∶5万区调时，发现大量早石炭世海相动物化石，从而将原大南湖组解体，建立了包括托斯巴斯陶组和塔克尔巴斯陶组在内的一系列石炭纪地层单位，并认为托斯巴斯陶组是早石炭维宪期地层，塔克尔巴斯陶组层位在托斯巴斯陶组之上，是早石炭维宪期—纳缪尔期的过渡时期❶新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队八分队.1∶5万塔克尔巴斯陶、石板墩、西马王庙、石灰窑幅区域地质调查报告，1995。下涝坝幅1∶5万区调报告(2011)和1∶25万三道岭幅区调报告(2013)也认为该组是早石炭世地层，并分别将其厘定为下石炭统雅满苏组和下石炭统黑山头组❷楼法生.新疆巴里坤红井子一带1∶5万区域地质矿产调查报告,1993。但1∶25万三道岭幅区调项目已经在塔克尔巴斯陶组发现了晚石炭世早期标准化石Profusulinella 和Schubertella，说明过去对塔克尔巴斯陶组地质时代是早石炭世的认识是不正确的；同时，在托斯巴斯陶组中也发现不少腕足化石的晚石炭世分子，和该组是早石炭世地层的认识相矛盾，引起生物地层区域对比上的众多分歧，因此有必要对该组化石面貌和地质时代进行研究。

1　地质特征

托斯巴斯陶组岩石组合可归纳为一套正常沉积碎屑岩、火山碎屑沉积岩和火山岩，岩性为凝灰质岩屑砂岩、凝灰质粉-细砂岩、沉凝灰岩、碳质粉砂岩及安山岩、玄武岩等，并在沉积碎屑岩、泥质-凝灰质的粉-细粒砂岩、沉凝灰岩中采到大量动植物化石。据岩性、沉积构造和古生物等特征，1∶25万三道岭幅区调项目将该组地层分为两段：一段主要岩性为凝灰质细砂岩、碳质粉砂岩、沉凝灰岩、砾岩、火山角砾岩及少量灰岩透镜体和玄武岩，发现大量的化石，以腕足类为主；二段岩性为玄武岩、砂砾岩、块岩、火山角砾岩、集凝灰质砂岩、泥质粉砂岩及细砂岩，在该段底部发现植物化石。前人曾在一段地层底部发现植物化石Angaropteridiumsp.准安加拉羊齿(未定种)，Angaropteridiumcardiopteroides (Schmalhausaen)Zalesky心羊齿型准安加拉羊齿和Noeggerathiopsissp.匙叶(未定种)；此次项目组在一段地层底部碎屑沉积岩中发现植物化石Angaropteridiumsp.准安加拉羊齿(未定种)❶，在二段发现植物化石Lepidodendronsp.鳞木(未定种)和Mesocalamitessp.中芦木(未定种)[2]。通过对实测剖面的对比分析，该组岩性从横向变化上自东向西火山物质明显增加，长石岩屑和碳质含量明显减少，正常陆源碎屑岩减少，岩石组合类型由简单变复杂。据发现的动植物化石，及岩石碎屑分析和粒度分析结果，表明该组沉积环境为滨-浅海环境。

图2　巴里坤墩巴斯陶小夹山东北Ⅰ-Ⅰ’剖面Fig.2 Section in the Dunbasitao,Balikun county

2　含化石剖面介绍

项目组在该组实测多个剖面，本文选取化石较丰富的两个剖面。Ⅰ-Ⅰ’剖面在该组地层东端，地理位置位于墩巴斯陶小夹山东北，控制该组第一岩性段(图2)；Ⅱ-Ⅱ’剖面位于该组地层西端，地理位置在下涝坝东北部的小红柳峡，控制该组第一和第二岩性段(图3)。

图3　巴里坤下涝坝小红柳峡Ⅱ-Ⅱ’剖面Fig.3 Section in the Xiaohongliuxia, Balikun county1.凝灰质砂岩；2.凝灰质粉砂岩；3.砾岩；4.角砾岩；5.玄武岩；6.岩屑凝灰岩；7.含角砾岩屑凝灰岩；8.凝灰岩；9.玄武质火山角砾岩；10.晶屑凝灰岩；11.含碳质凝灰质砂岩；12.长石岩屑砂岩；13.含碳质砂岩；14.动物化石；15.植物化石

2.1Ⅰ-Ⅰ’剖面及发现的化石

在Ⅰ-Ⅰ’剖面第4层发现腕足化石Brachythyris sp.腕孔石燕(未定种)、Brachythyriscf.ovalis卵形腕孔石燕(相似种)、Brachythyrina pingguisiformis Semichatova肥形准腕孔贝、Chonetes sinkiangensis Yang新疆戟贝、Linoprodcutussp.线纹长身贝(未定种)、Leptagoniaanaloga(phill)类似薄角贝、Mucrospiritersp.尖翼石燕(未定种)、Megachonetessp.大戟贝(未定种)、Punctospirifersp.疹石燕(未定种)、Syringothyrissp.indet.管孔石燕(未定种)、Schuchertella radialis(phill)舒克贝(未定种)、Schellwienellasp.帅尔纹贝(未定种)、TornquistiaborochorensisYang波罗霍洛通库斯贝和Tornquistia cf.borochorensis Yang波罗霍洛通库斯贝(相似种)等；第12层产化石：Choristitesjigulensis叶古分喙石燕、Cleiothyridinasubexpansa(Waagen)亚横展锁窗贝、EllaSimensis (Tschenyschew)西门爱拉贝；第13层产化石：Dictyoclostussp.网格长身贝(未定种)；第14层产化石：Brachythyrina strangwaysi Verneuil斯氏准腕孔贝、ChonetescarboniferusKeyserling石炭戟贝、Mucrospiritersp.尖翼石燕(未定种)、Pugnaxsp.狮鼻贝（未定种）、Stenoscismasp.狭体贝(未定种)、Schellwinella rotundata Thomas圆形帅尔文贝、Striatifera magna Janischewsky大型细线贝、Wellerellasp.韦勒贝(未定种)等和双壳类Palaeoneiloanthraconeiloides (Chao)卵古尼罗蛤等。

2.2Ⅱ-Ⅱ’剖面及发现的化石

在Ⅱ-Ⅱ’剖面第4层凝灰质细砂岩中发现化石Gigantoproductussp.大长身贝(未定种)、Linoprodcutussp.线纹长身贝(未定种)、Linoprodcutussimenesis西门线纹长身贝、Reticulariasp.网格贝(未定种)、Schellwinella rotundata Thomas圆形帅尔文贝、Spirifer subgrandis Rotai石燕属稍大种、Striatifera nanmingshuiensis南明水细线贝、Torynifercf.peudolineatusasiaticusBesnossova亚洲假细线托瑞贝（相似种）、Torynifer pseudolineatus asiaticus Bessnosova亚洲假细线托瑞贝和Uchtospirifersp.乌贺托石燕(未定种)等；第15层凝灰质细砂岩中含腕足类化石：Brachythyrina strangwaysi Verneuil斯氏准腕孔贝、Buxtoniasp.波斯通贝(未定种)、Choristites sp.分喙石燕(未定种)、Chonetes sinkiangensis Yang新疆戟贝、Cancrinellasp.蟹形贝(未定种)、Fusellasp.纺锤贝(未定种)、Gigantoproductussp.大长身贝(未定种)、Marginifera sp.围脊贝(未定种)、ParamuirwoodiaquadrataZ.X.Zhang四方拟穆武贝、Paramuirwoodiacf.quadrataZ.X.Zhang四方拟穆武贝(相似种)、Plicatiferaminor(Schellwien)小型轮皱贝、Syringothyrissp.管孔石燕属(未定种)和Tornquistiasp.通古斯贝(未定种)及珊瑚化石Amplexus sp.包珊瑚(未定种)，双壳类Aviculopectensp.燕海扇(未定种)等；第27层发现植物化石：Lepidodendron和Mesocalamites。

3　化石组合面貌及时代特征

该组发现的化石以宏体化石为主，包括腕足类、珊瑚类、双壳类和腹足类等，腕足化石数量最多。2011年，新疆地矿局第一区调队在1∶5万下涝坝乡幅区调工作中，曾在该组中发现有孔虫和放射虫。通过对两个剖面化石的鉴定分析，发现Ⅰ-Ⅰ’剖面第4层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第4层的腕足化石为早石炭世分子，Ⅰ-Ⅰ’剖面第12、13和14层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第15层发现的腕足化石组合具晚石炭世特征。

在Ⅰ-Ⅰ’剖面第4层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第4层发现的腕足化石(图4），其中Brachythyrissp.、Brachythyrina pingguisiformis Semichatova、Chonetes sinkiangensis Yang、Dictyoclostus sp.、Linoprodcutus sp.、Reticulariasp.、Syringothyrissp.indet.、Schuchertella radialis(phill)、Tornquistia borochorensis Yang和Tornquistiacf.borochorensisYang等腕足化石见于早石炭世晚期阿恰勒河组；Leptagoniaanaloga(phill)和Syringothyrissp.indet.见于早石炭世晚期美路卡河组；Gigantoproductussp.、Megachonetessp.和Striatiferananmingshuiensis见于早石炭世中—晚期南明水组和雅满苏组；Dictyoclostussp.、Syringothyris sp.indet.、Schellwienellasp.和Schellwinella rotundata Thomas见于早石炭世早期黑山头组，少数化石见于早石炭世早期宽沟组和早石炭世晚期和什拉甫组及巴楚组上部。数量上，长身贝类的比例最大，真正的晚石炭特征分子Choristites未出现。据全国地层多重划分对比研究成果：阿恰勒河组因和阿克沙克组属同物异名，不再采用，与美路卡河组一起并入阿克沙克组，南明水组并入姜巴斯套组。Ⅰ-Ⅰ’剖面第4层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第4层发现的腕足化石可与阿克沙克组进行广泛对比，化石组合面貌具早石炭世晚期地层特征，大致相当于下石炭统谢尔普霍夫阶位置。

图4　腕足化石晚石炭世分子Fig.4 Brachiopod fossils in the Tuosibastao Formationa-A——BrachythyrinastrangwaysiVerneuil斯氏准腕孔贝；a-B——Palaeoneilo anthraconeiloides(Chao)卵古尼罗蛤（双壳类）;b——Choristitesloczyivar.acutiauriculata Fredericks劳采分喙石燕尖耳变种;c——Ellasimensis (Tschenyschew)西门爱拉贝;d——Choristitessp.分喙石燕(未定种)

在Ⅰ-Ⅰ’剖面第12,13和14层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第15层发现的腕足化石中，已出现晚石炭世的一些重要分子Choristites、Brachythyria、Brachythyrina、Chaoiella、Ella、Isogramma和Wellerella等(图4)。

其中Brachythyrina strangwaysi Verneuil、Cancrinellasp.、Cleiothyridinasubexpansa（Waagen）、Choristites sp.indet、Choristitesjigulensis、Ellasimensis (Tschenyschew)、Marginifera sp.、Plicatifera minor (Schellwien)和Wellerellasp.等见于北疆地层区中石炭统石钱滩组，少数化石见于上石炭统塔合奇组中。而Buxtoniasp.波斯通贝(未定种)、Phricodothyrissp.纹窗贝(未定种)、Pugnaxsp.狮鼻贝(未定种)、Punctospirifersp.疹石燕(未定种)和Reticulariasp.网格贝(未定种)在石炭纪地层中都有分布。珊瑚Amplexussp.和双壳类Aviculopectensp.和Palaeoneiloanthraconeiloides(Chao)也见于中石炭统石钱滩组。

研究发现：Brachythyris、Buxtonia、Cancrinella、Chaoiella、Chonetes carboniferus、Choristites、Cleiothyridina、Dictyoclostus、Ella、Krotovia、Linoprodcutus、Marginifera、Martinia、Neospirinfer、Paramuirwoodia、Phricodothyris、Pugnax、Punctospirifer、Reticularia、Rhipidomella、Schellwienella、Spirifer、Stenoscisma和Wellerella等均是北疆腕足化石组合带Choristites-Paramuirwoodia的常见分子。其中Buxtonia、Cancrinella、Chonetes、Cleiothyridina、Dictyoclostus、Linoprodcutus、Marginifera、Krotovia、Neospirinfer、Phricodothyris、Reticularia、Rhipidomella、Schellwienella、Spirifer为早石炭世延续分子，而Choristites、Brachythyria、Brachythyrina、Chaoiella、Ella、Paramuirwoodia、Pugnax、Stenoscisma和Wellerella等是晚石炭世才出现的重要分子。Choristites-Paramuirwoodia化石组合带以Choristites和Paramuirwoodia大量出现为特征，Choristites为晚石炭世地层的特征分子，常见于石钱滩组、阿依里河组、卡拉乌依组和阿孜干组及时代更晚的地层塔合奇组和喀拉米兰河群，广泛分布于本组凝灰质砂岩、沉凝灰岩和碳质粉砂岩中，本组两个剖面中都有发现；Paramuirwoodia是北疆地层区晚石炭世早期地层中出现的具浓厚地方色彩的分子，见于石钱滩组和祁家沟组。Ⅰ-Ⅰ’剖面第12,13和14层和Ⅱ-Ⅱ’剖面第15层发现的腕足化石符合Choristites-Paramuirwoodia化石组合带的特点，地质时代是晚石炭世早期，相当于上石炭统巴什基尔阶层位[3-6]。

过去，托斯巴斯陶组和塔克尔巴斯陶组都被认为是早石炭世地层，但在塔克尔巴斯陶组发现了蜓化石，说明该组是晚石炭世早期地层。托斯巴斯陶组腕足化石组合具早石炭世晚期—晚石炭世早期特征，从地层接触关系上，该组出现上石炭统也是合理的[7-10]。

4　结论

通过对托斯巴斯陶组中发现的腕足化石进行鉴定和地层对比，认为该组一段下部层位和上部层位所含化石分别可与早石炭世晚期和晚石炭世早期地层进行对比，该组上部层位已出现上石炭统，据地层接触关系，间接证明了托斯巴斯陶组存在晚石炭世地层。该研究成果提高了地层划分和对比精度，在区域地质填图和构造研究中具重要价值。

致谢：长安大学汪明洲教授帮助鉴定腕足化石，肖良博士和李相传博士帮助鉴定植物化石，在此一并表示感谢。

参考文献

[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]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, 1-277.

[3]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

[4]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,1999,343-345.

[5]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.

[6]王钰.中国的腕足动物化石(上下册)[M].北京:科学出版社,1964.

[7]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.

[8]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.

[9]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.

[10]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.

Redefinition of Tuosibastao Formation in Bogda Minor Strata Area in Eastern Tianshan

Chu Jianpeng1,2, Li Yong1,Guo Junfeng1, Zhang Yongming2
(1.SchoolofEarthSciencesandResources,Chang'anUniversity,Xi'an,Shaanxi,710054,China;2.SchoolofResources andEnvironmentalEngineering,ShandongUniversityofTechnology,zibo,Shandong,255012,China)

Abstract:Gical age of Tuosibastao Formation in bogda minor strata area in Eastern Tianshan has been questioned.At current, Most researchers supported the geological age of Tuosibastao Formation is the early carboniferous.Recently, the project of 1:250000 regional geological survey in Sandaoling sheet collected a wealth of fossils in the strata of Tuosibastao Formation, especially the discovery of brachiopod fossils provided new evidences for strata division and correlation.The research found those brachiopod fossils of the lower strata, such as Gigantoproductus,Megachonetes,Syringothyris and Striatifera, may been found in the Aqialehe Formation and Meilukahe Formation, the geological age of the lower strata is the late early carboniferous; The higher strata found some elements of late carboniferous, such as Choristites,Brachythyria,Brachythyrina,Chaoiella,Ella,Isogramma,Martinia,Paramuirwoodia,Stenoscisma and Wellerella.The further analysis showed those brachiopod fossils can be grouped into Choristites-Paramuirwoodia fossil assemblage zones in North Xinjiang region, 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 and the Paramuirwoodia which is the characteristic element of early late carboniferous strata in North Xinjiang region have widespread.Those new fossil evidences can confirmed the geological age of Tuosibastao Formation is late early carboniferous to early late carboniferous.The research can also reveal that its overlying formation Tuckerbasitao Formation and Qijiaojing Formation is late carboniferous too.

Key words:Stratigraphic redivision;Bogda;Carboniferous;Brachiopod fossils;Tuosibastao Formation

作者简介:第一初建朋(1977-)，男，陕西西安人，长安大学在读博士，从事古生物地层学研究

收稿日期:2015-03-23;

修订日期:2015-06-18;作者E-mail:chuchu@sdut.edu.cn

中图分类号:P619.14

文献标识码:A

文章编号：1000-8845(2016)01-007-05

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