摘要 鄂爾多斯盆地奧陶系是近年來(lái)天然氣資源勘探的重點(diǎn)層位，資源潛力巨大，但奧陶系巖石地層單位復(fù)雜，對(duì)比分歧較大，亟待開(kāi)展精細(xì)的生物地層對(duì)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(nèi)奧陶系橫向?qū)Ρ汝P(guān)系，基于生物地層認(rèn)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(tǒng)達(dá)瑞威爾階，而烏拉力克組、拉什仲組以及平?jīng)鼋M屬于上奧陶統(tǒng)；盆地下奧陶統(tǒng)生物地層研究都較為欠缺，西緣下奧陶統(tǒng)可識(shí)別出特馬豆克期R. manitouensis和G. quadraplicatus牙形石帶，在東緣發(fā)現(xiàn)P. obesus牙形石帶可以與西南緣亮甲山組頂部對(duì)比；盆地中上奧陶統(tǒng)的生物地層研究相對(duì)較全面，三道坎組頂部產(chǎn)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(duì)比；克里摩里組至公烏素組識(shí)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?jīng)鼋M中部、中—東緣馬家溝組中上部至峰峰組頂部對(duì)比，為達(dá)瑞威爾期至桑比期；西緣拉什仲至蛇山組產(chǎn)C. bicornis筆石帶，可與西南緣平?jīng)鼋M中部、東南緣涇河組頂部至趙老峪組底部對(duì)比，屬于桑比期中晚期；盆地西南緣的桃曲坡組產(chǎn)出凱迪期Y. neimengguensis和Y. yaoxianensis，可與東南緣背鍋山組對(duì)比。

關(guān)鍵詞 鄂爾多斯盆地；奧陶紀(jì)；牙形石；筆石；生物地層對(duì)比

中圖分類(lèi)號(hào)：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(nèi)蒙、寧夏5省區(qū)（見(jiàn)圖1），屬于華北板塊西部次級(jí)構(gòu)造單元^［1］，盆地周緣均以構(gòu)造斷裂與周邊構(gòu)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(huán)坳陷和西緣沖斷構(gòu)造帶，北部為伊盟隆起，中部是陜北斜坡，是一個(gè)整體構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的大型多旋回克拉通疊合盆地^［2］。鄂爾多斯盆地蘊(yùn)藏著較為豐富的油氣、煤炭等資源，是中國(guó)第二大含油氣沉積盆地^［3］，有多套油氣生儲(chǔ)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(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)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(jīng)取得了大量的成果。但是，前人研究表明，該盆地地層復(fù)雜，巖石地層單位眾多，盆地內(nèi)各個(gè)小區(qū)之間的地層對(duì)比分歧較大^［4］。例如，有學(xué)者認(rèn)為，盆地內(nèi)三道坎、桌子山以及克里摩里組屬于下奧陶統(tǒng)^［5］，而牙形石學(xué)者則將其劃歸中奧陶統(tǒng)^［6］。為了進(jìn)一步促進(jìn)鄂爾多斯盆地早古生代沉積-構(gòu)造演化的研究及油氣資源的勘探工作，理清各個(gè)地層的時(shí)代歸屬及其區(qū)域內(nèi)的對(duì)比方案勢(shì)在必行。

奧陶系是近年來(lái)天然氣資源勘探的重點(diǎn)層位，鄂爾多斯盆地早奧陶世地層與華北腹地地區(qū)（或稱(chēng)呂梁山以東地區(qū)）比較一致，皆由冶里組和亮甲山組碳酸鹽巖組成，然而，經(jīng)歷懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)第一幕所導(dǎo)致的弗洛期和大坪期的沉積間斷后^［7］，從達(dá)瑞威爾期開(kāi)始，盆地周緣的巖石地層出現(xiàn)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(xiàn)了臺(tái)地-盆地過(guò)渡相沉積，因而巖石地層單位具有較強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。此外，奧陶系上下均存在大規(guī)模的不整合面，特別是上部地層，經(jīng)歷了晚奧陶世懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)第二幕的長(zhǎng)期暴露，導(dǎo)致地層大量剝蝕且差異性強(qiáng)?？傮w來(lái)看，盆地西南緣地層小區(qū)接收沉積時(shí)間最長(zhǎng)，地層發(fā)育最完整，相比之下，盆地本部（盆地中東部地層小區(qū)）的地層較薄，因此，鄂爾多斯西南緣很早就被認(rèn)為是華北乃至整個(gè)西北地區(qū)地層對(duì)比研究的關(guān)鍵所在^［8］。由于巖石地層單位的穿時(shí)性，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確對(duì)比，而生物地層、化學(xué)地層及放射性同位素定年是較好的地層對(duì)比工具，其中牙形石和筆石生物地層是最簡(jiǎn)便且容易開(kāi)展的研究手段，且其研究相對(duì)于其他生物類(lèi)群而言也比較深入而全面^{［6，9-12］}。本研究系統(tǒng)梳理不同地層小區(qū)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(qū)間奧陶系各套地層的橫向?qū)Ρ汝P(guān)系，形成全盆地奧陶系統(tǒng)一的地層命名與對(duì)比方案，探討鄂爾多斯盆地與華北及國(guó)際生物地層之間的對(duì)比。

鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)筆石最早報(bào)道于西緣桌子山地區(qū)，隨后古生物學(xué)者于20世紀(jì)50年代對(duì)該地區(qū)開(kāi)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(gè)地層單位^［13-15］。之后，陳均遠(yuǎn)等又補(bǔ)充建立了公烏素組和蛇山組，并依據(jù)三葉蟲(chóng)和頭足類(lèi)化石認(rèn)為，蛇山組可以與陜西耀縣的桃曲坡組對(duì)比；同時(shí)，陳均遠(yuǎn)等還對(duì)盆地西南緣平?jīng)龅貐^(qū)和隴縣地區(qū)以及東南緣耀縣桃曲坡的筆石生物地層開(kāi)展了研究^［15］。此后，傅力浦等對(duì)鄂爾多斯盆地西南緣龍門(mén)洞、李家坡剖面，東南緣耀縣桃曲坡剖面開(kāi)展了比較系統(tǒng)的筆石生物地層研究^［16-19］。陳旭、張?jiān)獎(jiǎng)拥扔?0世紀(jì)末至21世紀(jì)初，對(duì)盆地西緣大石門(mén)剖面、西南緣官莊剖面和龍門(mén)洞剖面開(kāi)展了大量的筆石研究工作^［20-22］。

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

1 鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)巖石地層單位及分區(qū)

1.1 奧陶紀(jì)巖石地層分區(qū)

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

西緣小區(qū)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(fā)育連續(xù)；奧陶系不整合覆蓋于寒武系之上， 并被下石炭統(tǒng)本溪組所覆蓋。本區(qū)奧陶紀(jì)統(tǒng)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(jiàn)圖2）。

西南緣地層小區(qū)分布于平?jīng)觥]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?jīng)鼋M（或龍門(mén)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(gè)地層單位在沉積時(shí)間上與東緣馬家溝組馬一段至馬五段相當(dāng)（見(jiàn)圖2），因此有些學(xué)者將該3組統(tǒng)稱(chēng)為馬家溝組。

東南緣地層小區(qū)分布于耀縣—蒲城一帶，本區(qū)冶里組、亮甲山組、馬家溝組未有出露，唯有上奧陶統(tǒng)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(qū)，即盆地本部小區(qū)分布于鄂托克旗—鹽池—環(huán)縣一線以東，黃陵—韓城以北，東至榆林—延安—延長(zhǎng)等地區(qū)，發(fā)育有冶里組、亮甲山組、馬家溝組。

盆地東緣小區(qū)位于晉西一帶，包括偏關(guān)—興縣—嵐縣—柳林—蒲縣一帶，發(fā)育有冶里組、亮甲山組、馬家溝組、峰峰組。也有學(xué)者將馬家溝組分為“上馬家溝組”和“下馬家溝組”，但現(xiàn)在皆已被棄用，“下馬家溝組”即對(duì)應(yīng)于北庵莊組^［10］。

1.2 奧陶系巖石地層單位及產(chǎn)出的關(guān)鍵化石

1.2.1 盆地西緣

鄂爾多斯盆地西緣冶里組見(jiàn)于青龍山地區(qū)，由灰色厚層灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，夾竹葉狀灰?guī)r及黃綠色頁(yè)巖;底部見(jiàn)塊狀灰?guī)r／礫屑灰?guī)r，可與下伏寒武系白云質(zhì)灰?guī)r／白云質(zhì)粉砂巖區(qū)分，產(chǎn)牙形石T. gracilis，C. angulatus和E. notchpeakensis^［29］。賀蘭山地區(qū)與冶里組時(shí)代相當(dāng)?shù)南聨X南溝組產(chǎn)出牙形石G. quadraplicatus和Rossodus manitouensis^［8］。

三道坎組正層型位于內(nèi)蒙古烏海市崗德?tīng)柹奖逼氯揽?，烏海地區(qū)為厚層石英砂巖、灰色白云巖和灰?guī)r互層，底部含礫石英砂巖，中下部夾生物碎屑灰?guī)r;寧夏青龍山地區(qū)以白云巖為主。該組在青龍山地區(qū)上覆于冶里組，而在烏海地區(qū)上覆于寒武系，都為不整合接觸。三道坎組底部對(duì)應(yīng)于波羅的地區(qū)Y. crassus牙形石帶中部^［6］，在該組上部發(fā)現(xiàn)牙形石Histiodella cf. holodentata^［6］。

桌子山組為厚層白云質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)結(jié)核與瘤狀灰?guī)r。該組與三道坎組的界線以桌子山組底部厚層灰?guī)r為標(biāo)志。產(chǎn)牙形石Histiodella cf. holodentata Histiodella kristinae和Histiodella bellburnensis^［6］，此外還產(chǎn)頭足類(lèi)Polydesmia zhuozishanensis， Ordosoceras quasilineatum，Gomphoceras，Dederoceras undulatam等^［15］。

克里摩里組正層型位于內(nèi)蒙古烏海市的拉什仲?gòu)R南克力摩里剖面。該組主要為薄層灰?guī)r夾瘤灰?guī)r及頁(yè)巖;該組與桌子山組的界線以桌子山組的厚層塊狀灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r消失為標(biāo)志。產(chǎn)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(nèi)蒙古烏海市崗德?tīng)柹綖趵似拭妫院谏?yè)巖為主，夾砂質(zhì)頁(yè)巖及少量灰?guī)r，盛產(chǎn)筆石化石。烏拉力克組以一套角礫灰?guī)r與克里摩里頁(yè)巖所區(qū)分。本組頂部產(chǎn)筆石Nemagraptus gracilis及牙形石P. anserinus^{［8，27］}。

拉什仲組正層型位于內(nèi)蒙古烏海市拉什仲?gòu)R西，由砂巖與頁(yè)巖組成，上部發(fā)育生物碎屑灰?guī)r及濁流沉積;拉什仲組底部的灰綠色砂巖區(qū)別于烏拉力克組黑色頁(yè)巖；產(chǎn)筆石Climacograptus bicornis與Nemagraptus gracilis^{［15，31］}。

公烏素組標(biāo)準(zhǔn)層型在公烏素正北6 km青年農(nóng)場(chǎng)南山，主要為鈣質(zhì)粉砂、頁(yè)巖及泥灰?guī)r互層，夾薄層灰?guī)r；產(chǎn)筆石Climacograptus bicornis與Amplexograptus gansuensis，以及牙形石Protopanderodus insculptus^［15］。

蛇山組創(chuàng)名于內(nèi)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(zhì)頁(yè)巖夾生物碎屑灰?guī)r，上部為中厚層狀生物碎屑灰?guī)r;其與公烏素組的界線以灰?guī)r出現(xiàn)為標(biāo)志，區(qū)別于公烏素組頂部的砂巖及頁(yè)巖；產(chǎn)牙形石Tasmanognathus sishuiensis Zhang， Microcoelodus^［8］，頭足類(lèi)化石Eurasiaticoceras-Sheshanoceras ^［15］。

1.2.2 盆地西南緣

冶里組為中—薄層泥質(zhì)白云巖夾頁(yè)巖為主的地層。鄂爾多斯盆地賀蘭山地區(qū)與冶里組時(shí)代相當(dāng)?shù)南聨X南溝組產(chǎn)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(tuán)塊白云巖為主，夾少量薄層泥巖，頂部產(chǎn)牙形石Pa. obesus。麻川組標(biāo)準(zhǔn)層型位于鄂爾多斯盆地平?jīng)雎榇ㄋ獮炒迥蟼?cè)，主要由白云質(zhì)灰?guī)r組成，產(chǎn)牙形石D. costatus。

水泉嶺組正層型位于甘肅平?jīng)雎榇ㄠl(xiāng)水泉灣村，以中—厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾薄層灰?guī)r，該組以底部厚層豹皮灰?guī)r與麻川組區(qū)分；產(chǎn)牙形石Plectodina onychodonta，T. tangshanensis，R. laiwuensis，A. leptosomatus和L.dissectus^［8］。

三道溝組標(biāo)準(zhǔn)剖面位于甘肅平?jīng)鰨{門(mén)鄉(xiāng)三道溝，主要為薄層狀灰?guī)r，夾中厚層狀灰?guī)r，上部有黏土巖，底部以厚層瘤狀灰?guī)r與下伏水泉嶺組區(qū)分；產(chǎn)牙形石P. serra^［8］。

平?jīng)鼋M正層型為甘肅省平?jīng)鍪泄偾f剖面，以薄層頁(yè)巖及粉砂巖為主，夾灰?guī)r及斑脫巖，部分地區(qū)底部見(jiàn)角礫灰?guī)r。盆地西南緣平?jīng)鼋M產(chǎn)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(rèn)為其時(shí)代屬于桑比期早期至凱迪期早期^［32-36］。龍門(mén)洞組為陳均遠(yuǎn)等據(jù)龍門(mén)洞剖面“平?jīng)鼋M”相應(yīng)地層所建立^［15］，本研究暫用平?jīng)鼋M統(tǒng)稱(chēng)傳統(tǒng)的“平?jīng)鼋M”和“龍門(mén)洞組”開(kāi)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?guī)r，中部夾瘤狀灰?guī)r，底部有角礫灰?guī)r^［15］；產(chǎn)牙形石Belodina compressa，B. dispansa，Protopanderodus liripipus等^［37］。

唐王陵組可分為白云巖段、頁(yè)巖段、礫巖段，可能存在地層重復(fù)，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(jié)果認(rèn)為，其沉積年齡為更接近新元古代晚期或震旦紀(jì)^［39］，但依然存在較大爭(zhēng)議。

1.2.3 盆地東南緣

涇河組標(biāo)準(zhǔn)剖面位于陜西禮泉涇河沿岸，上部以厚層-塊狀灰?guī)r為主，下部為厚層白云質(zhì)灰?guī)r。該組頂部產(chǎn)牙形石B. compressa。

趙老峪組標(biāo)準(zhǔn)剖面位于陜西富平縣趙老峪，主要為薄層狀灰?guī)r與內(nèi)碎屑灰?guī)r，夾中層到巨厚層狀角礫灰?guī)r和薄層硅質(zhì)巖，該組底部以薄層狀灰?guī)r及凝灰?guī)r與下伏涇河組區(qū)分。耀縣組與趙老峪組屬同時(shí)異相，耀縣組標(biāo)準(zhǔn)剖面建立在耀縣桃曲坡，為厚層塊狀灰?guī)r。趙老峪組與耀縣組產(chǎn)牙形石T. shichuanheensis，T. borealis， Phragmodus undatus， Belodina confluens和T. gracilis^{［25，34，40］}，且華北標(biāo)準(zhǔn)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?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r，夾中厚層灰?guī)r及頁(yè)巖，底部以薄層灰?guī)r與下伏耀縣組區(qū)分；產(chǎn)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(xì)晶白云巖為主，夾薄層泥質(zhì)云巖；產(chǎn)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(qū)分于冶里組；產(chǎn)牙形石Paraserratognathus obesus^［15］。

馬家溝組可以根據(jù)巖性劃分為6段（馬六相當(dāng)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?guī)r白云巖為主；產(chǎn)牙形石Tangshanodus tangshanensis，Plectodina fragilis，Plectodina onychodonta^{［8，41-42］}。峰峰組為塊狀灰?guī)r夾云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)云巖及白云巖；產(chǎn)牙形石Scandodu shandanensis和B. compressa^［8］。

2 生物地層對(duì)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(lèi)以及三葉蟲(chóng)為主^{［8，10-12，15，34］}。此外，在某些地層層段中，還可以產(chǎn)出腹足類(lèi)、腕足動(dòng)物、放射蟲(chóng)、珊瑚和介形蟲(chóng)等^［43］。這些化石類(lèi)群中最具地層對(duì)比價(jià)值的是牙形石與筆石。牙形石與筆石的重要性也體現(xiàn)在“金釘子”（即“全球界線層型剖面與點(diǎn)”或稱(chēng)“GSSP”）的標(biāo)準(zhǔn)化石上，已經(jīng)確立的奧陶系7個(gè)“金釘子”中，有5個(gè)是由筆石定義的，剩下的2個(gè)由牙形石定義^［44］。牙形石作為公認(rèn)的脊椎動(dòng)物的口部攝食器官，其個(gè)體微小，演化速率快且容易識(shí)別鑒定，易于少量巖石樣品中獲取大量化石。整個(gè)晚奧陶世持續(xù)大約15 個(gè)百萬(wàn)年（Myr），現(xiàn)已建立的筆石化石帶10～11個(gè)^［44-45］，牙形石化石帶7～13個(gè)^［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(yè)巖。碳酸鹽巖主要以牙形石為生物地層對(duì)比工具^［6］（見(jiàn)圖3），而頁(yè)巖主要以筆石為地層的劃分與對(duì)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?wèn)|部北美中大陸地區(qū)的牙形石相似，這一特征揭示了該地區(qū)在奧陶紀(jì)可能位于熱帶和亞熱帶地區(qū)^{［34，42］}。

鄂爾多斯盆地中—下奧陶統(tǒng)的牙形石生物序列主要采用華北唐山地區(qū)建立的奧陶系牙形石帶，該地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)發(fā)育良好，一直作為華北地區(qū)奧陶系的標(biāo)準(zhǔn)剖面^{［8，23］}。安太庠等建立的下奧陶統(tǒng)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(qū)的生物地層對(duì)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(jiàn)的地方屬種，與華南及國(guó)際的奧陶系對(duì)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(guó)內(nèi)外代表性牙形石帶的對(duì)比。本研究在鄂爾多斯盆地牙形石生物地層對(duì)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(tǒng)生物地層

奧陶系底界國(guó)際界線層型剖面與點(diǎn)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(dòng)古大西洋牙形石Iapetognathus fluctivagus的首現(xiàn)為標(biāo)志^［46］。 然而， 鄂爾多斯盆地并不產(chǎn)出I. fluctivagus，" 這導(dǎo)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(qū)冶里組可以識(shí)別出I. jilinensis， 該種與I. fluctivagus具有較近的親緣關(guān)系，且在華北等地區(qū)廣泛用于界定奧陶系的底界^［34］。然而，有學(xué)者指出，I. fluctivagus在綠岬剖面的首現(xiàn)位置有誤^［47-49］，即該物種的首現(xiàn)位置并不與國(guó)際地層委員會(huì)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(guó)際地層委員會(huì)于2019年批準(zhǔn)華北小陽(yáng)橋剖面為奧陶系底界的全球輔助剖面^{［12，49］}， 并認(rèn)為奧陶系底界位于小陽(yáng)橋剖面牙形石Cordylodus intermedius帶內(nèi)部。" 華北小陽(yáng)橋剖面的精細(xì)研究為鄂爾多斯盆地奧陶系底界（即特馬豆克階底界）的對(duì)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(xì)的研究， 界線上下牙形石生物地層也不明確， 有待進(jìn)一步地深入研究。 但是， I. jilinensis帶之上波羅的標(biāo)準(zhǔn)牙形石C. angulatus帶在西緣冶里組中部有發(fā)現(xiàn)^［29］（見(jiàn)圖3），C. angulatus帶是目前鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)的奧陶系最低牙形石帶。

鄂爾多斯盆地西緣下奧陶統(tǒng)牙形石僅在賀蘭山地區(qū)產(chǎn)出較好，下嶺南溝組可識(shí)別出R. manitouensis帶、G. quadraplicatus帶，可與華北地區(qū)下奧陶統(tǒng)冶里組中、上部對(duì)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(bào)道。薛春玲在西南緣岐山剖面亮甲山組底部發(fā)現(xiàn)Monocostodus sevierensis牙形石動(dòng)物群，但缺少較為精確指示時(shí)間的牙形石分子，只能大致將該層位的時(shí)間限定在寒武紀(jì)芙蓉世到早奧陶世^［50］。盆地東緣冶里組頂部產(chǎn)出Scalpellodus tersus，對(duì)應(yīng)于華北特馬豆克階頂部標(biāo)準(zhǔn)牙形石帶。在東緣和西南緣亮甲山組頂部發(fā)現(xiàn)牙形石Paraserratognathus obesus，屬于華北弗洛階第三牙形石帶（見(jiàn)圖3）。

相對(duì)于牙形石而言，鄂爾多斯盆地下奧陶統(tǒng)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(tǒng)主要以碳酸鹽巖沉積為主。整個(gè)華北板塊下奧陶統(tǒng)可識(shí)別出5個(gè)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(jiàn)圖3），可惜這些化石帶在鄂爾多斯盆地尚未識(shí)別。

2.2 中奧陶統(tǒng)

鄂爾多斯盆地西緣老石旦地區(qū)三道坎組頂部產(chǎn)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(duì)比意義，且可能是H. holodentata和H. kristinae的過(guò)渡類(lèi)型。因此，景秀春等人建立H. cf. holodentata化石帶，并以H. kristinae的首現(xiàn)作為該帶的頂，對(duì)應(yīng)于華北標(biāo)準(zhǔn)化石帶H.holodentata帶^{［6，10，44］}的上部、頭足類(lèi)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(dá)瑞威爾期早期^［6］。

有學(xué)者在華北部分地區(qū)建立H. holodentata-T. tangshanensis組合帶。 然而， 有剖面化石證據(jù)顯示， T. tangshanensis的首現(xiàn)層位要高于H. holodentata的首現(xiàn)層位^［10］， 二者適合單獨(dú)建帶以便提高地層的對(duì)比精度。 例如， 尹升菊等在鄂爾多斯盆地本部依據(jù)鉆井巖心樣品產(chǎn)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(biāo)本^［41］。" 將未產(chǎn)出的牙形石和剖面產(chǎn)出的化石種建立組合帶反而降低了牙形石生物地層對(duì)比的精度， 因?yàn)樵摻M合帶指示的時(shí)間跨越了3個(gè)華北標(biāo)準(zhǔn)牙形石帶， 即從H. holodentata帶到T. tangshanensis帶（見(jiàn)圖3）。 實(shí)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(shí)^{［6，8，10］}。東緣韓城灰溝—華子山剖面下馬家溝組T. tangshanensis帶產(chǎn)出的牙形石整體面貌與華北唐山地區(qū)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(qū)桌子山組下部產(chǎn)出的H. kristinae建立，該帶時(shí)間上大致與L. dissectus帶和A. leptosomatus帶相當(dāng)（見(jiàn)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(duì)比。Histiodella kristinae在北美中大陸地區(qū)及華南斜坡相都有發(fā)現(xiàn)，屬于達(dá)瑞威爾期中期^［44］。另外，Wang等于鄂爾多斯西緣大石門(mén)剖面克里摩里組下部發(fā)現(xiàn)H. kristinae^［27］，Jing等認(rèn)為老石旦地區(qū)桌子山組H. kristinae帶與大石門(mén)地區(qū)克里摩里組下部H. kristinae帶等時(shí)，因此盆地西緣地區(qū)巖石地層穿時(shí)現(xiàn)象十分明顯^［6］。H. kristinae帶之上為H. bellburnensis帶，該帶在華北發(fā)現(xiàn)較少，其與波羅的地區(qū)的牙形石對(duì)比亦存在疑問(wèn)^［6］。

內(nèi)蒙古烏海地區(qū)克里摩里組可以識(shí)別出3個(gè)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(gè)亞帶^［9］。烏海地區(qū)的E. suecicus帶對(duì)應(yīng)于華北標(biāo)準(zhǔn)化石帶E. suecicus帶的中上部^［9］，可與馬家溝組五段對(duì)比。另外，Eoplacognathus suecicus在鄂爾多斯盆地西緣的首現(xiàn)要略晚于波羅的與華南板塊的首現(xiàn)^［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(fā)現(xiàn)，但西緣的P. anitae帶可以與南緣、中部及東緣的Plectodina onychodonta帶對(duì)比^［9］。西緣和西南緣的P. serra帶可以與中—東部地區(qū)馬五段上部的Aurilobodus serratus帶對(duì)比。陳均遠(yuǎn)等認(rèn)為，盆地西南緣的三道溝組與西緣的克里摩里組可以對(duì)比^［15］，后期的牙形石基本支持這個(gè)觀點(diǎn)，只是所產(chǎn)牙形石P. serra顯示三道溝組應(yīng)該對(duì)應(yīng)于克里摩里組的中到頂部。

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

筆石生物地層方面，鄂爾多斯盆地西緣中奧陶統(tǒng)可識(shí)別2個(gè)具有重要地層對(duì)比意義筆石帶，包括Pterograptus elegans帶和Didymograptus murchisoni帶（見(jiàn)圖4）。鄂爾多斯盆地西緣棋探9井克里摩里組中下部及內(nèi)蒙古烏海大石門(mén)剖面克里摩里組下部產(chǎn)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(qū)均有發(fā)現(xiàn)^{［42，54，56］}，但在鄂爾多斯盆地僅發(fā)現(xiàn)于西南緣，主要是由于盆地其他地區(qū)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(nèi)蒙古烏海大石門(mén)剖面D. murchisoni帶見(jiàn)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(fā)現(xiàn)，但見(jiàn)于華南塔里木等地^{［42，54，57］}，可與波羅的海地區(qū)Pseudample-xograptus distichus帶及北美洲Hustedograptus teretiusculus帶對(duì)比^{［43，54，58］}。

2.3 上奧陶統(tǒng)

盆地西緣上奧陶統(tǒng)可以識(shí)別出兩個(gè)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(shí)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(shí)別出峰峰組的Scandodus handanensis帶和B. compressa帶。上奧陶統(tǒng)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?jīng)鼋M底部對(duì)比。 盆地西緣拉什仲組、 西南緣平?jīng)鼋MP. aculeata帶和E. quadri-dactylus帶層位相當(dāng)。西緣的公烏素組和蛇山組可以與西南緣平?jīng)鼋M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(duì)比^［11］（見(jiàn)圖5）。

盆地北緣大佘太鎮(zhèn)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(chǎn)牙形石Belodina confluens^［11］，白彥花山組產(chǎn)牙形石Yaoxianognathus neimengguensis和Yaoxianognathus yaoxianensis^{［34，40］}。烏蘭胡洞組大致對(duì)應(yīng)于平?jīng)鼋M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(duì)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(mén)洞剖面平?jīng)鼋M（或稱(chēng)龍門(mén)洞組）上奧陶統(tǒng)可識(shí)別出4個(gè)筆石帶，且具有重要地層對(duì)比意義，這包括Nemagraptusgracilis帶、Climac-ograptus bicornis帶、Diplacanthograptus caudatus帶和Diplacanthograptus spiniferus帶^［42］（見(jiàn)圖4）。

emagraptus gracilis是全球廣布的筆石種，其首現(xiàn)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(jiàn)于內(nèi)蒙古烏海大石門(mén)剖面烏拉力克組上部^{［31，61］}。在鄂爾多斯盆地西南緣甘肅平?jīng)龉偾f剖面平?jīng)鼋M產(chǎn)出N. gracilis帶和Climacograptus bicornis帶，且擁有近乎完整的桑比期筆石動(dòng)物群^{［33，36］}。這些N. gracilis首現(xiàn)層位，分別位于烏拉力克組上部及平?jīng)鼋M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(qū)同名帶、波羅的海地區(qū)及英國(guó)Diplograptus foliaceus帶對(duì)比^{［21，33，56］}。鄂爾多斯盆地西緣C. bicornis帶可見(jiàn)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(mén)洞剖面平?jīng)鼋M上部、甘肅平?jīng)龉偾f剖面平?jīng)鼋M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(duì)比，這些層位大致等時(shí)。甘肅平?jīng)龅貐^(qū)Climacograptus bicornis筆石帶位于Belodina compressa牙形石帶內(nèi)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(duì)它們的研究表明， 鄂爾多斯地區(qū)牙形石和筆石生物地層研究結(jié)果高度吻合且統(tǒng)一^［36］。

Diplacanthograptus caudatus帶共生筆石有Amplexograptus praetypicalis， Dicellograptus ang-ulatus等。D. caudatus是位于美國(guó)俄克拉荷馬州Black Knob Ridge剖面凱迪階底界GSSP的標(biāo)準(zhǔn)化石^{［21，62］}。在鄂爾多斯盆地，D. caudatus帶僅在陜西隴縣龍門(mén)洞剖面平?jīng)鼋M上部可見(jiàn)^{［21，33，42］}，說(shuō)明凱迪階與桑比階界線位于平?jīng)鼋M上部且可能位于趙老峪組（或耀縣組）中部（見(jiàn)圖4）。

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

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)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(tǒng)，西緣的烏拉力克組和拉什仲組以及西南緣的平?jīng)鼋M屬于中奧陶統(tǒng)，盆地中東部地區(qū)的馬家溝組以及峰峰組（或馬六段）也為下奧陶統(tǒng)^{［5，63］}，而本研究通過(guò)系統(tǒng)梳理牙形石及筆石生物地層認(rèn)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(tǒng)達(dá)瑞威爾階，而峰峰組、烏拉力克組中上部、拉什仲組以及平?jīng)鼋M屬于上奧陶統(tǒng)。放射性同位素定年也支持平?jīng)鼋M與趙老峪組屬于上奧陶統(tǒng)，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(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，西部烏拉力克組和拉什仲組可以和盆地西南緣的平?jīng)鼋M對(duì)比^［5］，而本研究認(rèn)為，烏拉力克組和拉什仲組并不完全與平?jīng)鼋M等時(shí)，烏拉力克組底部與三道溝組頂部等時(shí)，烏拉力克組中、上部和整個(gè)拉什仲組可以與平?jīng)鼋M中、下部對(duì)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(tǒng)達(dá)瑞威爾階。

3 結(jié)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(tǒng)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(tǒng)達(dá)瑞威爾階及上統(tǒng)的研究相對(duì)下統(tǒng)而言較為豐富， 且地層劃分與對(duì)比更加詳細(xì)。 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(tǒng)達(dá)瑞威爾階， 而峰峰組、 拉什仲組以及平?jīng)鼋M屬于上奧陶統(tǒng)。

2）鄂爾多斯盆地下奧陶統(tǒng)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(tǒng)可識(shí)別出特馬豆克期R. manitouensis和G. quadraplicatus牙形石帶， 可與華北地區(qū)下奧陶統(tǒng)冶里組中、 上部對(duì)比。 在東緣發(fā)現(xiàn)P. obesus牙形石帶可以與西南緣亮甲山組頂部對(duì)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(duì)較全面， 西緣三道坎組組頂部產(chǎn)出Histiodella cf. holodentata牙形石帶化石，對(duì)應(yīng)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?？死锬锝M至公烏素組識(shí)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?jīng)鼋M中部、 中—東緣馬家溝組中上部至峰峰組頂部對(duì)比， 時(shí)代為達(dá)瑞威爾期至桑比期。 西緣拉什仲至蛇山組產(chǎn)C. bicornis筆石帶， 可與西南緣平?jīng)鼋M中部、 東南緣涇河組頂部至趙老峪組底部帶對(duì)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(chǎn)出華北地方性屬種Y. neimengguensis和Y. yaoxianensis，說(shuō)明這3個(gè)地層單位時(shí)代相當(dāng)。

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（編 輯 雷雁林）

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)慶油田創(chuàng)新聯(lián)合體研究項(xiàng)目（2024D1JC06）；地球多圈層相互作用的油氣富集理論研究項(xiàng)目（THEMSIE04010106）。

第一作者：唐鐵柱， 男， 高級(jí)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(dǎo)師，從事早古生代和三疊紀(jì)磷灰石質(zhì)化石及生物與古環(huán)境協(xié)同演化的研究，yanlong.chen@nwu.edu.cn。