鄂爾多斯盆地奧陶系生物地層對比及年代地層格架

摘要 鄂爾多斯盆地奧陶系是近年來天然氣資源勘探的重點層位，資源潛力巨大，但奧陶系巖石地層單位復雜，對比分歧較大，亟待開展精細的生物地層對比。該研究綜合前人的牙形石和筆石生物地層研究，建立盆地內奧陶系橫向對比關系，基于生物地層認為，三道坎組、桌子山組、克里摩里組以及馬家溝組屬于中奧陶統達瑞威爾階，而烏拉力克組、拉什仲組以及平涼組屬于上奧陶統；盆地下奧陶統生物地層研究都較為欠缺，西緣下奧陶統可識別出特馬豆克期R. manitouensis和G. quadraplicatus牙形石帶，在東緣發現P. obesus牙形石帶可以與西南緣亮甲山組頂部對比；盆地中上奧陶統的生物地層研究相對較全面，三道坎組頂部產出Histiodella cf. holodentata牙形石帶可與南緣麻川組以及東緣馬家溝組的D. costodus牙形石帶對比；克里摩里組至公烏素組識別出D.tablepointensis至B. compressa牙形石帶，以及P. elegans至N. gracilis筆石帶，可與西南緣水泉嶺中上部到平涼組中部、中—東緣馬家溝組中上部至峰峰組頂部對比，為達瑞威爾期至桑比期；西緣拉什仲至蛇山組產C. bicornis筆石帶，可與西南緣平涼組中部、東南緣涇河組頂部至趙老峪組底部對比，屬于桑比期中晚期；盆地西南緣的桃曲坡組產出凱迪期Y. neimengguensis和Y. yaoxianensis，可與東南緣背鍋山組對比。

關鍵詞 鄂爾多斯盆地；奧陶紀；牙形石；筆石；生物地層對比

中圖分類號：P534.42" DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2025-02-004

Biostratigraphic correlation and chronostratigraphic framework of the Ordovician in the Ordos Basin

TANG Tiezhu1， FU Rao2， FAN Liyong1， ZHANG Dongdong2， CHEN Yanlong2

（1.PetroChina Changqing Oilfield Company， Xi’an 710069， China;

2.Shaanxi Key Laboratory of Early Life and Environments/State Key Laboratory of Continental Evolution and Early Life/Department of Geology， Northwest University， Xi’an 710069， China）

Abstract The Ordovician of the Ordos Basin， with huge resource potential， has been a key target for natural gas exploration in recent years. However， the correlation of Ordovician lithostratigraphic units in the Ordos Basin is somewhat controversial， so it is urgent to conduct a detailed stratigraphic comparison based on available paleontological data. This paper synthesizes the previous research on conodont and graptolite biostratigraphy and establishes the correlation of the Ordovician within the basin. On the basis of biostratigraphic dating， this paper suggests that the Sandaokan， Zhuozishan， Kelimoli and Majiagouformations belong to the Darriwillian， Middle Ordovician， while the Lashizhong and Pingliangformations belong to the Upper Ordovician. The biostratigraphic studies of the Lower Ordovician in the basin are relatively insufficient. In the Lower Ordovician of the western margin， the conodont zones of R. manitouensis and G. quadraplicatus in the Tremadocian can be identified， and on the eastern margin， the P. obesus Conodont Zone was discovered， which can be correlated with the top of the Liangjiashan Formation on the southwestern margin. The biostratigraphic studies of the Middle and Upper Ordovician in the basin are much comprehensive. The conodont zone of Histiodella cf. holodentata recognized at the top of the Sandaokan Formation can be correlated with the D. costodus zone in the Machuan Formation on the southern margin and inthe Majiagou Formation on the eastern margin. From the Kelimoli to the Gongwusu Formation， the conodont zones from D. tablepointensis to B. compressa and the graptolite zones from P. elegans to N. gracilis were identified， which can be correlated with the middle-upper part of the Shuiquanling Formation to the middle of the Pingliang Formation on the southwestern margin and the middle-upper part of the Majiagou Formation to the top of the Fengfeng Formation on the middle-eastern margin， indicating a Darriwillian to Sandbianage. The graptolite zone of C. bicornis was recognized from the Lashizhong to Sheshan Formation on the western margin， which can be correlated with the middle of the Pingliang Formation on the southwestern margin and from the top of the Jinghe Formation to the bottom of the Zhaolaoyu Formation on the southeastern margin， suggesting amiddle-late Sandbianage. Both the Taoqupo Formation on the southwestern margin and the Beiguoshan Formation on the southeastern margin of the basin yield conodont species Y. neimengguensis and Y. yaoxianensis of the Katian， showing a correlation between them.

Keywords Ordos Basin; Ordovician; conodont; graptolite; biostratigraphic correlation

鄂爾多斯盆地橫跨陜西、山西、甘肅、內蒙、寧夏5省區（見圖1），屬于華北板塊西部次級構造單元^［1］，盆地周緣均以構造斷裂與周邊構造單元相連。盆地東部為晉西撓褶帶，南部為渭北隆起，西部為天環坳陷和西緣沖斷構造帶，北部為伊盟隆起，中部是陜北斜坡，是一個整體構造比較簡單的大型多旋回克拉通疊合盆地^［2］。鄂爾多斯盆地蘊藏著較為豐富的油氣、煤炭等資源，是中國第二大含油氣沉積盆地^［3］，有多套油氣生儲蓋組合，其中古生代地層富含天然氣資源，勘探前景十分廣闊。經過一個多世紀的研究，鄂爾多斯盆地早古生代的巖石、古生物地層等研究已經取得了大量的成果。但是，前人研究表明，該盆地地層復雜，巖石地層單位眾多，盆地內各個小區之間的地層對比分歧較大^［4］。例如，有學者認為，盆地內三道坎、桌子山以及克里摩里組屬于下奧陶統^［5］，而牙形石學者則將其劃歸中奧陶統^［6］。為了進一步促進鄂爾多斯盆地早古生代沉積-構造演化的研究及油氣資源的勘探工作，理清各個地層的時代歸屬及其區域內的對比方案勢在必行。

奧陶系是近年來天然氣資源勘探的重點層位，鄂爾多斯盆地早奧陶世地層與華北腹地地區（或稱呂梁山以東地區）比較一致，皆由冶里組和亮甲山組碳酸鹽巖組成，然而，經歷懷遠運動第一幕所導致的弗洛期和大坪期的沉積間斷后^［7］，從達瑞威爾期開始，盆地周緣的巖石地層出現明顯的分化，其中東部依舊與華北腹地相同，而西部及南部出現了臺地-盆地過渡相沉積，因而巖石地層單位具有較強的區域性特點（見圖2）。此外，奧陶系上下均存在大規模的不整合面，特別是上部地層，經歷了晚奧陶世懷遠運動第二幕的長期暴露，導致地層大量剝蝕且差異性強。總體來看，盆地西南緣地層小區接收沉積時間最長，地層發育最完整，相比之下，盆地本部（盆地中東部地層小區）的地層較薄，因此，鄂爾多斯西南緣很早就被認為是華北乃至整個西北地區地層對比研究的關鍵所在^［8］。由于巖石地層單位的穿時性，因而無法實現精確對比，而生物地層、化學地層及放射性同位素定年是較好的地層對比工具，其中牙形石和筆石生物地層是最簡便且容易開展的研究手段，且其研究相對于其他生物類群而言也比較深入而全面^{［6，9-12］}。本研究系統梳理不同地層小區主要地層單元的牙形石及筆石生物地層信息，建立起不同地層小區間奧陶系各套地層的橫向對比關系，形成全盆地奧陶系統一的地層命名與對比方案，探討鄂爾多斯盆地與華北及國際生物地層之間的對比。

鄂爾多斯盆地奧陶紀筆石最早報道于西緣桌子山地區，隨后古生物學者于20世紀50年代對該地區開展了比較深入的筆石生物地層研究，并按照巖性建立了從三道坎到拉什仲的5個地層單位^［13-15］。之后，陳均遠等又補充建立了公烏素組和蛇山組，并依據三葉蟲和頭足類化石認為，蛇山組可以與陜西耀縣的桃曲坡組對比；同時，陳均遠等還對盆地西南緣平涼地區和隴縣地區以及東南緣耀縣桃曲坡的筆石生物地層開展了研究^［15］。此后，傅力浦等對鄂爾多斯盆地西南緣龍門洞、李家坡剖面，東南緣耀縣桃曲坡剖面開展了比較系統的筆石生物地層研究^［16-19］。陳旭、張元動等于20世紀末至21世紀初，對盆地西緣大石門剖面、西南緣官莊剖面和龍門洞剖面開展了大量的筆石研究工作^［20-22］。

盆地奧陶紀牙形石生物地層的研究要晚于筆石生物地層，直到20世紀80年代才有展開。盆地最早報道牙形石的產地有西緣桌子山、東緣呂梁山地區和陜西韓城地區^［23-24］。在鄂爾多斯盆地北緣的大佘太地區^［24］、陜西耀縣等地開始了較為系統的牙形石生物地層研究^［25］。進入21世紀，一些學者對鄂爾多斯盆地西緣等地開展了大量的牙形石工作，并在地層的劃分與對比方面取得了一系列的新認識^［6-11］。

1 鄂爾多斯盆地奧陶紀巖石地層單位及分區

1.1 奧陶紀巖石地層分區

按照巖石特征，鄂爾多斯盆地可分為5個地層小區，分別是盆地西緣地層小區、盆地西南緣地層小區、盆地東南緣地層小區，盆地中東部地層小區和盆地東緣小區^［26］（見圖1）。

西緣小區分布于桌子山到青龍山一帶，是華北板塊西緣，其中—晚奧陶世斜坡相地層發育連續；奧陶系不整合覆蓋于寒武系之上， 并被下石炭統本溪組所覆蓋。本區奧陶紀統一地層單位依次由老到新有冶里組、三道坎組、桌子山組、克里摩里組、烏拉力克組、拉什仲組、公烏素組和蛇山組^［9，27］（見圖2）。

西南緣地層小區分布于平涼—隴縣—岐山一帶^［28］，由老到新依次有冶里組、亮甲山組、麻川組、水泉嶺組、三道溝組、平涼組（或龍門洞組）、背鍋山組和唐王陵組，其中麻川組、水泉嶺組、三道溝組3個地層單位在沉積時間上與東緣馬家溝組馬一段至馬五段相當（見圖2），因此有些學者將該3組統稱為馬家溝組。

東南緣地層小區分布于耀縣—蒲城一帶，本區冶里組、亮甲山組、馬家溝組未有出露，唯有上奧陶統涇河組、趙老峪組（耀縣組）、桃曲坡組出露。

盆地中東部地層小區，即盆地本部小區分布于鄂托克旗—鹽池—環縣一線以東，黃陵—韓城以北，東至榆林—延安—延長等地區，發育有冶里組、亮甲山組、馬家溝組。

盆地東緣小區位于晉西一帶，包括偏關—興縣—嵐縣—柳林—蒲縣一帶，發育有冶里組、亮甲山組、馬家溝組、峰峰組。也有學者將馬家溝組分為“上馬家溝組”和“下馬家溝組”，但現在皆已被棄用，“下馬家溝組”即對應于北庵莊組^［10］。

1.2 奧陶系巖石地層單位及產出的關鍵化石

1.2.1 盆地西緣

鄂爾多斯盆地西緣冶里組見于青龍山地區，由灰色厚層灰巖、泥質灰巖組成，夾竹葉狀灰巖及黃綠色頁巖;底部見塊狀灰巖／礫屑灰巖，可與下伏寒武系白云質灰巖／白云質粉砂巖區分，產牙形石T. gracilis，C. angulatus和E. notchpeakensis^［29］。賀蘭山地區與冶里組時代相當的下嶺南溝組產出牙形石G. quadraplicatus和Rossodus manitouensis^［8］。

三道坎組正層型位于內蒙古烏海市崗德爾山北坡三道坎，烏海地區為厚層石英砂巖、灰色白云巖和灰巖互層，底部含礫石英砂巖，中下部夾生物碎屑灰巖;寧夏青龍山地區以白云巖為主。該組在青龍山地區上覆于冶里組，而在烏海地區上覆于寒武系，都為不整合接觸。三道坎組底部對應于波羅的地區Y. crassus牙形石帶中部^［6］，在該組上部發現牙形石Histiodella cf. holodentata^［6］。

桌子山組為厚層白云質灰巖夾硅質結核與瘤狀灰巖。該組與三道坎組的界線以桌子山組底部厚層灰巖為標志。產牙形石Histiodella cf. holodentata Histiodella kristinae和Histiodella bellburnensis^［6］，此外還產頭足類Polydesmia zhuozishanensis， Ordosoceras quasilineatum，Gomphoceras，Dederoceras undulatam等^［15］。

克里摩里組正層型位于內蒙古烏海市的拉什仲廟南克力摩里剖面。該組主要為薄層灰巖夾瘤灰巖及頁巖;該組與桌子山組的界線以桌子山組的厚層塊狀灰巖或白云質灰巖消失為標志。產牙形石Histiodella kristinae， Drepanoistodus tablepointensis， Eoplacognathus suecicus， Pygodus serra以及筆石Cryptograptus gracilicornis， Pterograptus elegans， Didymograptus murchisoni等^{［9，30-31］}。

烏拉力克組正層型位于內蒙古烏海市崗德爾山烏拉力克剖面，以黑色頁巖為主，夾砂質頁巖及少量灰巖，盛產筆石化石。烏拉力克組以一套角礫灰巖與克里摩里頁巖所區分。本組頂部產筆石Nemagraptus gracilis及牙形石P. anserinus^［8，27］。

拉什仲組正層型位于內蒙古烏海市拉什仲廟西，由砂巖與頁巖組成，上部發育生物碎屑灰巖及濁流沉積;拉什仲組底部的灰綠色砂巖區別于烏拉力克組黑色頁巖；產筆石Climacograptus bicornis與Nemagraptus gracilis^{［15，31］}。

公烏素組標準層型在公烏素正北6 km青年農場南山，主要為鈣質粉砂、頁巖及泥灰巖互層，夾薄層灰巖；產筆石Climacograptus bicornis與Amplexograptus gansuensis，以及牙形石Protopanderodus insculptus^［15］。

蛇山組創名于內蒙古烏海市公烏素正北5 km的蛇山，代表了鄂爾多斯盆地西緣的最高層位^［15］。該組中下部為鈣質頁巖夾生物碎屑灰巖，上部為中厚層狀生物碎屑灰巖;其與公烏素組的界線以灰巖出現為標志，區別于公烏素組頂部的砂巖及頁巖；產牙形石Tasmanognathus sishuiensis Zhang， Microcoelodus^［8］，頭足類化石Eurasiaticoceras-Sheshanoceras ^［15］。

1.2.2 盆地西南緣

冶里組為中—薄層泥質白云巖夾頁巖為主的地層。鄂爾多斯盆地賀蘭山地區與冶里組時代相當的下嶺南溝組產出牙形石C. herfurthi，R. manitouensis和G.quadraplicatus^［8］。亮甲山組以灰色厚層含燧石條帶或團塊白云巖為主，夾少量薄層泥巖，頂部產牙形石Pa. obesus。麻川組標準層型位于鄂爾多斯盆地平涼麻川水泉灣村南側，主要由白云質灰巖組成，產牙形石D. costatus。

水泉嶺組正層型位于甘肅平涼麻川鄉水泉灣村，以中—厚層狀白云質灰巖為主，夾薄層灰巖，該組以底部厚層豹皮灰巖與麻川組區分；產牙形石Plectodina onychodonta，T. tangshanensis，R. laiwuensis，A. leptosomatus和L.dissectus^［8］。

三道溝組標準剖面位于甘肅平涼峽門鄉三道溝，主要為薄層狀灰巖，夾中厚層狀灰巖，上部有黏土巖，底部以厚層瘤狀灰巖與下伏水泉嶺組區分；產牙形石P. serra^［8］。

平涼組正層型為甘肅省平涼市官莊剖面，以薄層頁巖及粉砂巖為主，夾灰巖及斑脫巖，部分地區底部見角礫灰巖。盆地西南緣平涼組產出較為豐富的牙形石及筆石， 筆石包括Climacograptus longxianensis^［16］，Nemagraptus gracilis，Climacograptus bicornis，Diplacanthograptus caudatus和Diplacanthograptus spiniferus^{［27，31］};牙形石包括P. anserinus，P. aculeata和E. quadridactylus^［32］。前人認為其時代屬于桑比期早期至凱迪期早期^［32-36］。龍門洞組為陳均遠等據龍門洞剖面“平涼組”相應地層所建立^［15］，本研究暫用平涼組統稱傳統的“平涼組”和“龍門洞組”開展討論。

背鍋山組正層型為陜西隴縣李家坡背鍋山剖面，為塊狀至中層灰巖，中部夾瘤狀灰巖，底部有角礫灰巖^［15］；產牙形石Belodina compressa，B. dispansa，Protopanderodus liripipus等^［37］。

唐王陵組可分為白云巖段、頁巖段、礫巖段，可能存在地層重復，礫巖段礫石成分混雜，未建立化石帶^［38］。有基于碎屑巖鋯石放射性同位素定年結果認為，其沉積年齡為更接近新元古代晚期或震旦紀^［39］，但依然存在較大爭議。

1.2.3 盆地東南緣

涇河組標準剖面位于陜西禮泉涇河沿岸，上部以厚層-塊狀灰巖為主，下部為厚層白云質灰巖。該組頂部產牙形石B. compressa。

趙老峪組標準剖面位于陜西富平縣趙老峪，主要為薄層狀灰巖與內碎屑灰巖，夾中層到巨厚層狀角礫灰巖和薄層硅質巖，該組底部以薄層狀灰巖及凝灰巖與下伏涇河組區分。耀縣組與趙老峪組屬同時異相，耀縣組標準剖面建立在耀縣桃曲坡，為厚層塊狀灰巖。趙老峪組與耀縣組產牙形石T. shichuanheensis，T. borealis， Phragmodus undatus， Belodina confluens和T. gracilis^{［25，34，40］}，且華北標準牙形石帶T. shichuanheensis帶最先在耀縣桃曲坡剖面耀縣組建立^［25］。

桃曲坡組正層型也位于耀縣桃曲坡剖面，為薄層灰巖和泥質灰巖，夾中厚層灰巖及頁巖，底部以薄層灰巖與下伏耀縣組區分；產牙形石Yaoxianognathus neimengguensis和Yaoxianognathus ya-oxianensis^{［34，40］}。

1.2.4 盆地中東部

冶里組以褐灰色粗—細晶白云巖為主，夾薄層泥質云巖；產牙形石Scalpellodus tersus。亮甲山組以厚層含燧石白云巖為主，夾薄層泥巖，巖性可明顯區分于冶里組；產牙形石Paraserratognathus obesus^［15］。

馬家溝組可以根據巖性劃分為6段（馬六相當于華北峰峰）。馬一、馬三、馬五段主要為白云巖、膏鹽巖，馬二、馬四、馬六段以塊狀灰巖白云巖為主；產牙形石Tangshanodus tangshanensis，Plectodina fragilis，Plectodina onychodonta^{［8，41-42］}。峰峰組為塊狀灰巖夾云質灰巖、灰質云巖及白云巖；產牙形石Scandodu shandanensis和B. compressa^［8］。

2 生物地層對比

鄂爾多斯盆地奧陶系中的古生物化石主要以牙形石、筆石、頭足類以及三葉蟲為主^{［8，10-12，15，34］}。此外，在某些地層層段中，還可以產出腹足類、腕足動物、放射蟲、珊瑚和介形蟲等^［43］。這些化石類群中最具地層對比價值的是牙形石與筆石。牙形石與筆石的重要性也體現在“金釘子”（即“全球界線層型剖面與點”或稱“GSSP”）的標準化石上，已經確立的奧陶系7個“金釘子”中，有5個是由筆石定義的，剩下的2個由牙形石定義^［44］。牙形石作為公認的脊椎動物的口部攝食器官，其個體微小，演化速率快且容易識別鑒定，易于少量巖石樣品中獲取大量化石。整個晚奧陶世持續大約15 個百萬年（Myr），現已建立的筆石化石帶10～11個^［44-45］，牙形石化石帶7～13個^［44］，因此，生物地層的年精度為2～1.5 Myr。鄂爾多斯盆地奧陶系以碳酸鹽巖為主，其次為頁巖。碳酸鹽巖主要以牙形石為生物地層對比工具^［6］（見圖3），而頁巖主要以筆石為地層的劃分與對比工具。值得注意的是，華北奧陶系的牙形石屬于低緯度暖水型生物，這與澳大利亞東部北美中大陸地區的牙形石相似，這一特征揭示了該地區在奧陶紀可能位于熱帶和亞熱帶地區^{［34，42］}。

鄂爾多斯盆地中—下奧陶統的牙形石生物序列主要采用華北唐山地區建立的奧陶系牙形石帶，該地區中—下奧陶統發育良好，一直作為華北地區奧陶系的標準剖面^［8，23］。安太庠等建立的下奧陶統牙形石序列，由下而上依次為：特馬豆克階Cordylodus rotundatus-Rossodus manitouensis帶、Glyptoconus quadraplicatus-Scolopodus opimus帶、Scalpellodus tersus帶;弗洛階Serratognathus bilobatus帶、Serratognathus extensus帶、Paraserr-atognathus paltodiformis帶、Jumudontus gananda-Scolopodus sunanensis帶^［23］。該序列在華北地區的生物地層對比中具有很好的效果，被廣泛采用。但是，該化石帶主要基于華北常見的地方屬種，與華南及國際的奧陶系對比較為困難^［11］。王志浩等修訂了華北奧陶系牙形石帶，從下到上依次為，特馬豆克階Iapetognathu sjilinensis-Cordylodus lindstromi帶、Cordylodus angulatus帶、Chosonod-ina herfurthi帶、Rossodus manitouensis帶、Glypto-conus quadraplicatus帶、Scalpellodus tersus-Trian-gulodus aff. bifidus帶、弗洛階Serratognathus bi-loxbatus帶、Serratognathus extensus帶、Paraserrat-ognathus obesus、Jumudontus gananda帶^［10］。該序列極大地方便了華北與國內外代表性牙形石帶的對比。本研究在鄂爾多斯盆地牙形石生物地層對比也主要參考該方案。

2.1 寒武系與奧陶系界線及下奧陶統生物地層

奧陶系底界國際界線層型剖面與點位，即特馬豆克階GSSP建立在加拿大紐芬蘭西部綠岬（Green Point），并以波動古大西洋牙形石Iapetognathus fluctivagus的首現為標志^［46］。 然而， 鄂爾多斯盆地并不產出I. fluctivagus，" 這導致在該盆地難以定義寒武系與奧陶系的界線。 但是， 華北地區冶里組可以識別出I. jilinensis， 該種與I. fluctivagus具有較近的親緣關系，且在華北等地區廣泛用于界定奧陶系的底界^［34］。然而，有學者指出，I. fluctivagus在綠岬剖面的首現位置有誤^［47-49］，即該物種的首現位置并不與國際地層委員會指定的奧陶系底界位置重合，而是位于指定的奧陶系底界之上大約10 m的位置^［49］。 國際地層委員會于2019年批準華北小陽橋剖面為奧陶系底界的全球輔助剖面^{［12，49］}， 并認為奧陶系底界位于小陽橋剖面牙形石Cordylodus intermedius帶內部。" 華北小陽橋剖面的精細研究為鄂爾多斯盆地奧陶系底界（即特馬豆克階底界）的對比提供了重要參考。" 鄂爾多斯盆地的寒武—奧陶系界線幾乎未有詳細的研究， 界線上下牙形石生物地層也不明確， 有待進一步地深入研究。 但是， I. jilinensis帶之上波羅的標準牙形石C. angulatus帶在西緣冶里組中部有發現^［29］（見圖3），C. angulatus帶是目前鄂爾多斯盆地發現的奧陶系最低牙形石帶。

鄂爾多斯盆地西緣下奧陶統牙形石僅在賀蘭山地區產出較好，下嶺南溝組可識別出R. manitouensis帶、G. quadraplicatus帶，可與華北地區下奧陶統冶里組中、上部對比^［8，10］。盆地西南緣冶里組與馬家溝組的生物地層研究程度較低，僅有少量牙形石報道。薛春玲在西南緣岐山剖面亮甲山組底部發現Monocostodus sevierensis牙形石動物群，但缺少較為精確指示時間的牙形石分子，只能大致將該層位的時間限定在寒武紀芙蓉世到早奧陶世^［50］。盆地東緣冶里組頂部產出Scalpellodus tersus，對應于華北特馬豆克階頂部標準牙形石帶。在東緣和西南緣亮甲山組頂部發現牙形石Paraserratognathus obesus，屬于華北弗洛階第三牙形石帶（見圖3）。

相對于牙形石而言，鄂爾多斯盆地下奧陶統筆石生物地層的研究較差，這是由于鄂爾多斯盆地下奧陶統主要以碳酸鹽巖沉積為主。整個華北板塊下奧陶統可識別出5個筆石分帶，包括Rhabdinopora flabelliformis parabola帶、Anisogra-ptus matanensis帶、Psigraptus jacksoni帶、Aorogr-aptus victoriae帶和Tetragraptus approximatus帶^{［20，34，49］}（見圖3），可惜這些化石帶在鄂爾多斯盆地尚未識別。

2.2 中奧陶統

鄂爾多斯盆地西緣老石旦地區三道坎組頂部產出Histiodella cf. holodentata，Ansellacrassa和Baltoniodus medius等牙形石物種^［6］，這其中Histiodella cf. holodentata最具地層對比意義，且可能是H. holodentata和H. kristinae的過渡類型。因此，景秀春等人建立H. cf. holodentata化石帶，并以H. kristinae的首現作為該帶的頂，對應于華北標準化石帶H.holodentata帶^{［6，10，44］}的上部、頭足類Pseudowutinoceras帶和Parakogeno-ceras帶^［15］；鄂爾多斯盆地西南緣和東緣的D.costodus帶、加拿大紐芬蘭Histiodella cf. holodentata帶^［51］，屬于達瑞威爾期早期^［6］。

有學者在華北部分地區建立H. holodentata-T. tangshanensis組合帶。 然而， 有剖面化石證據顯示， T. tangshanensis的首現層位要高于H. holodentata的首現層位^［10］， 二者適合單獨建帶以便提高地層的對比精度。 例如， 尹升菊等在鄂爾多斯盆地本部依據鉆井巖心樣品產出的牙形石建立了H. holodentata-T. tangshanensis組合帶， 但尹升菊等并未獲得H. holodentata標本^［41］。" 將未產出的牙形石和剖面產出的化石種建立組合帶反而降低了牙形石生物地層對比的精度， 因為該組合帶指示的時間跨越了3個華北標準牙形石帶， 即從H. holodentata帶到T. tangshanensis帶（見圖3）。 實際上， 該組合帶指示了北庵莊組頂部， 與盆地西南緣水泉嶺組下部的T. tangshanensis帶以及東緣馬家溝組三段的T. tangshanensis帶大致等時^{［6，8，10］}。東緣韓城灰溝—華子山剖面下馬家溝組T. tangshanensis帶產出的牙形石整體面貌與華北唐山地區下馬家溝組相似^{［6，8，10］}。

鄂爾多斯西緣第二化石帶基于老石旦地區桌子山組下部產出的H. kristinae建立，該帶時間上大致與L. dissectus帶和A. leptosomatus帶相當（見圖3），可與西南緣水泉嶺組下部以及東緣馬家溝組下部L. dissectus和A. leptosomatus帶對比。Histiodella kristinae在北美中大陸地區及華南斜坡相都有發現，屬于達瑞威爾期中期^［44］。另外，Wang等于鄂爾多斯西緣大石門剖面克里摩里組下部發現H. kristinae^［27］，Jing等認為老石旦地區桌子山組H. kristinae帶與大石門地區克里摩里組下部H. kristinae帶等時，因此盆地西緣地區巖石地層穿時現象十分明顯^［6］。H. kristinae帶之上為H. bellburnensis帶，該帶在華北發現較少，其與波羅的地區的牙形石對比亦存在疑問^［6］。

內蒙古烏海地區克里摩里組可以識別出3個牙形石帶，分別是Dzikodus tablepointensis帶、 Eoplacognathus suecicus帶和Pygodus serra帶， 其中E.suecicus帶又可分為P. lunnensis和P. anitae兩個亞帶^［9］。烏海地區的E. suecicus帶對應于華北標準化石帶E. suecicus帶的中上部^［9］，可與馬家溝組五段對比。另外，Eoplacognathus suecicus在鄂爾多斯盆地西緣的首現要略晚于波羅的與華南板塊的首現^［6］。Dzikodus tablepointensis Eoplacognath-us suecicus，P. lunnensis和P. anitae在盆地南緣、中部和東緣都未有發現，但西緣的P. anitae帶可以與南緣、中部及東緣的Plectodina onychodonta帶對比^［9］。西緣和西南緣的P. serra帶可以與中—東部地區馬五段上部的Aurilobodus serratus帶對比。陳均遠等認為，盆地西南緣的三道溝組與西緣的克里摩里組可以對比^［15］，后期的牙形石基本支持這個觀點，只是所產牙形石P. serra顯示三道溝組應該對應于克里摩里組的中到頂部。

烏拉力克組也可以識別出2個牙形石帶，分別是Pygodus serra帶和P. anserinus帶^［9］，這兩個建帶化石是典型的達瑞威爾期分子，唯有頂部的P. anserinus帶穿越達瑞威爾階與桑比階的界線^{［9，44，52-53］}。 這些達瑞威爾期及桑比期的牙形石與波羅的地區同時期的牙形石相似度較高^［9，44］。P. anserinus在鄂爾多斯盆地發現較多，包括隴縣、烏海和平涼^［8，27］等地。

筆石生物地層方面，鄂爾多斯盆地西緣中奧陶統可識別2個具有重要地層對比意義筆石帶，包括Pterograptus elegans帶和Didymograptus murchisoni帶（見圖4）。鄂爾多斯盆地西緣棋探9井克里摩里組中下部及內蒙古烏海大石門剖面克里摩里組下部產P. elegans帶筆石^［54-55］。P. elegans分布比較廣，在華南波羅的海及北美洲地區均有發現^{［42，54，56］}，但在鄂爾多斯盆地僅發現于西南緣，主要是由于盆地其他地區被以碳酸鹽巖為主的巖相所控制。該帶共生筆石包括Cryptograptus tricornis， Archiclimacograptus ang-ulatus， Pterograptusscanicus， Archiclimacograptus intermedius， Kalpinograptus ovatus， Xiphograptus norvegicus等^［42-43］。

鄂爾多斯盆地西緣內蒙古烏海大石門剖面D. murchisoni帶見于克里摩里組上部到烏拉力克組底部^［43］。D. murchisoni帶共生筆石包括Archiclimacograptus arctus， Pseudamplexograptus distichus， Acrograptus saerganensis， Glossograptus acanthus， Pseudamplexograptus distichus， Haddi-ngograptus eurystoma等^{［42，54］}。D. murchisoni帶在盆地南緣、中部及東緣都未有發現，但見于華南塔里木等地^{［42，54，57］}，可與波羅的海地區Pseudample-xograptus distichus帶及北美洲Hustedograptus teretiusculus帶對比^{［43，54，58］}。

2.3 上奧陶統

盆地西緣上奧陶統可以識別出兩個牙形石帶，包括P. anserinus帶和Belodina compressa帶^［9，11］。盆地西南緣化石記錄最完整，可以識別出P. anserinus帶、P. aculeata帶、E. quadridactylus帶、B. compressa帶、Protopanderodus liripipus帶、Protopanderodus insculptus帶、Yaoxianognathus neimengguensis帶和Yaoxianognathus yaoxianens-is帶。盆地中東部可以識別出峰峰組的Scandodus handanensis帶和B. compressa帶。上奧陶統底界，即桑比階底界，位于P. anserinus帶下部^［9］。這些牙形石顯示， 西緣烏拉力克組上部P. anserinus帶可以與西南緣平涼組底部對比。 盆地西緣拉什仲組、 西南緣平涼組P. aculeata帶和E. quadri-dactylus帶層位相當。西緣的公烏素組和蛇山組可以與西南緣平涼組中部、東南緣涇河組頂部以及東緣峰峰組頂部桑比期中期B. compressa帶對比^［11］（見圖5）。

盆地北緣大佘太鎮周緣也有少量奧陶系地層出露，包括二哈公組、烏蘭胡洞組、白彥花山組。其中，烏蘭胡洞組產牙形石Belodina confluens^［11］，白彥花山組產牙形石Yaoxianognathus neimengguensis和Yaoxianognathus yaoxianensis^{［34，40］}。烏蘭胡洞組大致對應于平涼組和耀縣組頂部，白彥花山組可與東南緣的桃曲坡組以及西南緣的背鍋山組對比^{［8，40，59］}。

筆石生物地層研究方面，鄂爾多斯盆地西南緣陜西隴縣龍門洞剖面平涼組（或稱龍門洞組）上奧陶統可識別出4個筆石帶，且具有重要地層對比意義，這包括Nemagraptusgracilis帶、Climac-ograptus bicornis帶、Diplacanthograptus caudatus帶和Diplacanthograptus spiniferus帶^［42］（見圖4）。

emagraptus gracilis是全球廣布的筆石種，其首現層位為桑比階的底界^{［21，60］}。該帶還伴生有筆石Acrograptus tenuiculus， Archiclimacograptus meridionalis， Dicranograptus brevicaulis等。N. gracilis帶在鄂爾多斯盆地西緣見于內蒙古烏海大石門剖面烏拉力克組上部^{［31，61］}。在鄂爾多斯盆地西南緣甘肅平涼官莊剖面平涼組產出N. gracilis帶和Climacograptus bicornis帶，且擁有近乎完整的桑比期筆石動物群^{［33，36］}。這些N. gracilis首現層位，分別位于烏拉力克組上部及平涼組底部，皆指示桑比階底界。

桑比期中晚期，Climacograptus bicornis帶共生的筆石有Syndyograptus sinensis， Dicranograp-tus kansuensis， Orthograptus whitfieldi等。此帶可以與華南、北美地區同名帶、波羅的海地區及英國Diplograptus foliaceus帶對比^{［21，33，56］}。鄂爾多斯盆地西緣C. bicornis帶可見于拉什仲組、公烏素組和蛇山組^{［43，55，58］}，可以與鄂爾多斯盆地西南緣隴縣龍門洞剖面平涼組上部、甘肅平涼官莊剖面平涼組上部^{［33，36］}、盆地東南緣陜西富平趙老峪剖面趙老峪組下部^［19］的筆石C bicornis對比，這些層位大致等時。甘肅平涼地區Climacograptus bicornis筆石帶位于Belodina compressa牙形石帶內部， 二者同為晚奧陶世桑比期全球廣布性的重要的化石帶， 對它們的研究表明， 鄂爾多斯地區牙形石和筆石生物地層研究結果高度吻合且統一^［36］。

Diplacanthograptus caudatus帶共生筆石有Amplexograptus praetypicalis， Dicellograptus ang-ulatus等。D. caudatus是位于美國俄克拉荷馬州Black Knob Ridge剖面凱迪階底界GSSP的標準化石^{［21，62］}。在鄂爾多斯盆地，D. caudatus帶僅在陜西隴縣龍門洞剖面平涼組上部可見^{［21，33，42］}，說明凱迪階與桑比階界線位于平涼組上部且可能位于趙老峪組（或耀縣組）中部（見圖4）。

在鄂爾多斯盆地，D. spiniferus帶僅在陜西隴縣龍門洞剖面平涼組頂部可見^{［21，33，42］}，同等層位的趙老峪組或耀縣組未有報道。Diplacanthogr-aptus spiniferus帶共生筆石有Dicellograptus flex-uosus， Diplacanthograptus lanceolatus等。D. spin-iferus帶可對比到華南的D. caudatus-D. spinifer-us帶^［21］、 波羅的地區的Dicranograptus clingani帶^［31］。

傳統觀點認為，鄂爾多斯盆地西緣的三道坎組、桌子山組以及克里摩里組屬于下奧陶統，西緣的烏拉力克組和拉什仲組以及西南緣的平涼組屬于中奧陶統，盆地中東部地區的馬家溝組以及峰峰組（或馬六段）也為下奧陶統^［5，63］，而本研究通過系統梳理牙形石及筆石生物地層認為，三道坎組、桌子山組、克里摩里組以及馬家溝組為中奧陶統達瑞威爾階，而峰峰組、烏拉力克組中上部、拉什仲組以及平涼組屬于上奧陶統。放射性同位素定年也支持平涼組與趙老峪組屬于上奧陶統，鋯石放射性同位素定年顯示，趙老峪組中上部年齡為（453.2±6.9）Ma^［64］。另外，也有傳統觀點認為，西部烏拉力克組和拉什仲組可以和盆地西南緣的平涼組對比^［5］，而本研究認為，烏拉力克組和拉什仲組并不完全與平涼組等時，烏拉力克組底部與三道溝組頂部等時，烏拉力克組中、上部和整個拉什仲組可以與平涼組中、下部對比，三道坎組、桌子山組、克里摩里組以及馬家溝組屬于中奧陶統達瑞威爾階。

3 結論

1）鄂爾多斯盆地牙形石生物地層研究程度及分辨率要高于筆石生物地層; 下奧陶統亮甲山組和冶里組的牙形石和筆石生物地層研究欠缺， 而中統達瑞威爾階及上統的研究相對下統而言較為豐富， 且地層劃分與對比更加詳細。 基于牙形石及筆石生物地層可知， 三道坎組、 桌子山組、 克里摩里組以及馬家溝組屬于中奧陶統達瑞威爾階， 而峰峰組、 拉什仲組以及平涼組屬于上奧陶統。

2）鄂爾多斯盆地下奧陶統冶里組和亮甲山組的牙形石與筆石生物地層研究都較為欠缺， 西緣下奧陶統可識別出特馬豆克期R. manitouensis和G. quadraplicatus牙形石帶， 可與華北地區下奧陶統冶里組中、 上部對比。 在東緣發現P. obesus牙形石帶可以與西南緣亮甲山組頂部對比， 屬于華北弗洛階第三牙形石帶。 盆地中晚奧陶世的牙形石和筆石生物地層研究相對較全面， 西緣三道坎組組頂部產出Histiodella cf. holodentata牙形石帶化石，對應于南緣麻川組以及東緣馬家溝組的華北地方性D. costodus牙形石帶。克里摩里組至公烏素組識別出D.tablepointensis至B. compressa牙形石帶，以及P. elegans至N. gracilis筆石帶化石， 可與西南緣水泉嶺中上部到平涼組中部、 中—東緣馬家溝組中上部至峰峰組頂部對比， 時代為達瑞威爾期至桑比期。 西緣拉什仲至蛇山組產C. bicornis筆石帶， 可與西南緣平涼組中部、 東南緣涇河組頂部至趙老峪組底部帶對比， 屬于桑比期中晚期。 盆地南緣的桃曲坡組、 背鍋山組以及北緣的白彥花山組皆產出華北地方性屬種Y. neimengguensis和Y. yaoxianensis，說明這3個地層單位時代相當。

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（編 輯 雷雁林）

基金項目：長慶油田創新聯合體研究項目（2024D1JC06）；地球多圈層相互作用的油氣富集理論研究項目（THEMSIE04010106）。

第一作者：唐鐵柱， 男， 高級工程師， 從事鄂爾多斯盆地奧陶系生物地層研究， ttz_cq@petrochina.com.cn。

通信作者：陳延龍，男，副教授，博士生導師，從事早古生代和三疊紀磷灰石質化石及生物與古環境協同演化的研究，yanlong.chen@nwu.edu.cn。