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新疆西准噶尔的沙尔布尔提山及其附近地区,是我国北方上泥盆统一下石炭统发育的代表地区,地层出露良好,化石丰富。经过前人的研究工作,该地区已成为研究法门阶地层划分对比及泥盆—石炭系界线的重要地区。然而,对这一地区的上泥盆统一下石炭统地层层序目前仍有诸多争议,如洪古勒楞组、和布克河组的层序、地质年代及两组之间的相互关系;对该地区的腕足类、珊瑚、三叶虫及菊石等生物类群的研究还有待深入;对于晚泥盆世—早石炭世该地区的生物地质事件如生物演替、沉积环境及海平面变化等的研究也较为薄弱。 针对目前存在的问题,本文详细实测了西准噶尔地区的两条上泥盆统剖面——布龙果尔剖面及和布克河剖面,根据岩性特征、动物群组成、碳同位素特征等的综合分析,建立了该地区法门阶的总体层序,包括全部洪古勒楞组及黑山头组下部(或“和布克河组”),自下而上包括:①介壳灰岩与钙质页岩,富含大量底栖生物;②杂色(灰绿色与紫红色)硅质粉砂岩、砂质灰岩、泥质灰岩及泥灰岩,有些层位富含底栖生物,一些层位则产出菊石Platyclymenia等;③灰色粉砂质灰岩及钙质粉砂岩,底栖化石较少;④深灰色至浅绿色硅质、粉砂质泥岩、粉砂岩,含铁锈色介壳层(产出大量腕足动物,如Syringothyris,Spirifer及Unispirifer),并在某些层位产出菊石,例如Cymaclymenia等。其中①至⑧段属于洪古勒楞组,④段属于黑山头组下部。综合生物群分布特征,①段大致相当于牙形石Pa.Crepida-Pa.ma.marginifera带,可能缺失了相当于牙形石Pa.triangularis带的地层;②及⑧段大致相当于牙形石Pa.ru.trachytera-Lower-Middle S.praesulcata带;而第④段则大致相当于Middle-Upper S.praesulcata带。 本文系统研究了西准噶尔地区泥盆一石炭系界线附近的腕足动物群,总计19属22种,包括扭月贝类、长身贝类、直形贝类、正形贝类、小嘴贝类、无窗贝类、穿孔贝类及石燕贝类。穿孔贝类为该地区上泥盆统中的首次报道。详细研究了Syringothyris-Spirifer动物群的标志性物种Syringothyris textiformis及S.Hannibalensis的内部结构,二者都以具有发育的管孔及缺失中隔板为主要特征,不同的是前者腹壳后部次生加厚强烈、管孔长度较大;并根据其与已知的浮游化石的层位关系,认为Syringothyris-Spirifer动物群代表了Hangerbeng事件后新兴的腕足动物类群。该地区泥盆—石炭系界线附近的腕足动物群与哈萨克斯坦、俄罗斯库兹涅茨盆地、莫斯科盆地及北美同期的化石组合较为相似,在组成上与华南有较大差异。 本文在法门期晚期地层内首次发现以Platyclymenia为代表的菊石动物群,这不仅是研究地区,乃至整个准噶尔及新疆也属于首次。结合其他层位发现的菊石,在西准噶尔地区法门晚期—杜内早期地层内共识别出三个菊石带,可分别对比于西欧的标准菊石带。①法门晚期标准菊石第Ⅳ带(Platyclymenia带),组成分子包括:Sporadoceras inflexum Wedekind、Prionoceras frechi(Wedekind)、Platyclymenia subnautilina(Sandberger)及“Cyrtoclymenia”sp.,可能相当于牙形石Upper Pa.ru.trachytera带的最上部至Lower Pa.pe.postera带的下部(即法门阶上部)。这些菊石很可能与Annulata事件有关。②法门晚期标准菊石带Ⅵ-F的分子:Cumaclymenia sp.、Cymaclymenia striata(Münster)、Mimimitoceras sp.、Mimimitoceras cf.M.rotersi Kom。③早石炭世杜内早期Gattendorfia-Eocanites带,包括Weyerella angularia(Liang& Wang)及Protocanites aff.P.firmus Sheng等。 国际上,泥盆纪末期的生物绝灭事件(Hangenberg汉根卑尔格事件)发生于泥盆系—石炭系界线之下的牙形石Middle S.praesulcata带。该事件对西准噶尔地区腕足类的影响表现在Syringothyris-Spirifer动物群的兴起取代了下伏地层产出的丰富的弓石燕类动物群。对菊石类的影响体现为该事件之后海神石类的残存及棱菊石类的新生。Hangenberg事件之后西准噶尔地区海神石类仅剩Cymaclymenia一属;棱菊石类的新生则表现为Acutimitoceras的出现。三叶虫Omegops accipitrinus mobilis(Hsiang)可以延续到晚泥盆世最晚期,似乎并未受到Hangenberg事件的影响。 研究了布龙果尔剖面洪古勒楞组、黑山头组的岩相特征,初步建立了该地区法门期的相对海平面变化曲线,表现为两次海进一海退旋回。布龙果尔剖面与华南台地相晚泥盆世法门期的海平面变化趋势相比,二者在法门中期及最晚期,大体可以进行对比。法门晚期,华南台地相海平面相对较浅,而在布龙果尔剖面表现为逐渐加深,直至Upper Pa.ru.trachytera.带顶部达到最大海侵。布龙果尔剖面洪古勒楞组下段(灰岩段)的碳同位素特征与湘中锡矿山剖面上泥盆统法门下中亚阶(牙形石Pa.crepida-pa.ma.marginifera带)的变化趋势较为一致,与华南及世界其他地区的弗拉斯—法门期之交的δ13C变化趋势明显不同。