明确泥盆纪地层在塔里木盆地的大范围存在,是库斯拉甫一带1:50000区域地质矿产调查的最新成果,包括中泥盆世晚期的克孜勒陶组(粗)碎屑岩及生物(碎屑)碳酸盐岩的交替沉积组合和晚泥盆世(—下石炭统)的奇自拉夫组红色陆源碎屑岩(含基性火山岩)沉积两部分。1:250000塔什库尔干幅和英吉沙幅地质调查报告却将大部分中泥盆统归属为石炭系克里塔克组。
(一)中泥盆世滨海台地环境
中泥盆统沉积物为滚圆度较好的砾岩与生物碎屑灰岩及少量页岩的组合。砾径多在5~8cm之间,成分主要为石英岩,少量为灰岩,显示滨海河流水道相沉积。碳酸盐岩中的生物以珊瑚为主,且呈现造礁生态(地层图版Ⅲ-8),其他生物以有孔虫、钙藻等为多。代表性生物有Disphyllum kweihsienense及Hexagonaria longiseptata等,生态上显示原地埋藏的特点。此地层在研究区内未见底,在区域上有以沉积(角度)不整合的形式超覆于前寒武纪古老基底之上。值得讨论的是,此部分地层中有浅成相至超浅成相基性脉岩(辉绿岩)的顺层贯入,显示有次火山岩的特点,在盖孜边关检查站之北,则有基性火山熔岩的存在(前人成果归为石炭系),指示这种火山岩的形成环境是海下溢流形成。从生态环境角度综合分析,这一古地理环境是低纬度的热带海洋,而不是现在的地理纬度,视与扬子海域泥盆纪海盆处于相近似的纬度上。若此认识成立,塔里木陆块的大地构造位置即应归属于扬子大陆。此观点在古地理和古构造认识方面是一种新的思考,这对中国大地构造环境格局的更深入研究具有重要意义。
中泥盆世的初始海侵进入古老基底的过程是个重要的成矿过程,古地理环境为滨海浅海盆地环境。卡兰古式铅锌矿即集中产出在这一海进式环境中。这在成矿背景上与中国南方大陆有着相类似的特点。在成矿的古地理模式上确实与美国密西西比型铅锌矿有较大的相似性。但密西西比型铅锌矿的赋矿层位是在石炭系,而卡兰古式铅锌矿却是在中泥盆统。前人的大量文献均将卡兰古式铅锌矿赋矿地层归属于石炭系,从本次大量礁相古生物的发现来看,赋矿地层时代应改定中泥盆世。
(二)晚泥盆世火山-陆源碎屑盆地
进入晚泥盆世,古地理环境发生明显的变化,以红色陆源碎屑沉积为主,灰绿色层较少。盆地最早期有粗陆源碎屑(砾石)沉积,存在冲刷型不连续界面。沉积物粒度由下往上逐渐变细,以大套砂、泥质岩为主,局部有含生物灰岩夹层,总厚度2592m。盆地中生物化石极为稀少,仅在灰岩中发现有少量群体珊瑚和腕足化石。盆地演化中的另一个特点是,新发现有溢流相基性火山熔岩,区域分布较广。故这一盆地属火山-碎屑岩沉积盆地。
在这一盆地中,沉积再造型铜矿是最主要的矿产,赋矿层位为大套紫红色碎屑岩建造中的灰绿-暗绿色砂、泥岩层,也是我国已知砂岩型铜矿中较为古老的层位。