石炭纪:海洋生物发展与大陆煤时代
石炭纪地层是新疆古生代最广泛出露的沉积单元，对新疆地质研究具有重要意义。在这一时期的前期，整个新疆以海洋环境为主，北疆火山活动仍然很强烈，有些地方在某些时期是陆相沉积。后期，北疆土地面积迅速增加。晚石炭世早期，海水退出阿尔泰山地区，石炭纪末期，整个准噶尔和天山大部分地区隆升为陆地，南天山、塔里木和昆仑山为海洋环境。
1.乌鲁木齐齐家沟晚石炭世动物群
在中石炭世，博格达山，包括乌鲁木齐南部山区，是一个巨大的海洋。乌鲁木齐东南部的齐家沟石灰岩中有大量的海洋无脊椎动物化石。主要有腕足类、双壳类、腹足类、菊石类、海百合茎、珊瑚等。此外，还有微体化石或不太重要的化石，如枝角类、苔藓虫、珊瑚类、有孔虫等。经过近30年的收集和研究，这些化石大部分被新疆地矿局第一区域调查大队古生物学家整理研究，并在1981出版了《新疆维吾尔自治区中国西部古生物图谱》一书。部分成果还被中国地质科学院、南京地质古生物研究所等相关科研人员发表在《古生物杂志》等专业杂志上。大量新属、新种的建立和命名，使得祁家沟作为海相古生物化石的起源地，与准噶尔盆地的石阡滩在国内地质古生界有一定的知名度。
腕足动物是祁家沟地区最常见、最丰富的化石，常呈层状保存，种类多、数量大。除了燕子，最常见的是长体贝类。主要属种有棒形蝴蝶兰、新蝴蝶兰、网状蝴蝶兰、线形蝴蝶兰、日本蝴蝶兰、蝴蝶兰、舒克贝、波纹蝴蝶兰、桃叶蝴蝶兰、波纹蝴蝶兰等。祁家沟产的双壳类属于海相类型，多生活在沿海和浅水区。主要属种有韦氏蛤蜊、血石蛤蜊、美铰蛤蜊、裂齿蛤蜊、卵石蛤蜊等。祁家沟还有许多腹足类化石，主要有全脐螺、圆脐螺、玉螺、神螺、丰螺等。大部分外形美观，但个体较小。菊石化石相对较少，多年来在祁家沟只发现了十几个。该成果已由中国地质科学院公布，属种为新诺里菊石、索莫霍霍菊石、始新世菊石。
此外，在齐家沟发现的单珊瑚还有梯曼珊瑚、圆顶珊瑚、头足珊瑚等。，而床珊瑚主要有笛形珊瑚、多壁珊瑚等。，这是一个复合礁。
齐家沟地区石炭、二叠纪地层连续沉积，富含石炭纪化石，对研究新疆石炭、二叠纪时代界线和天山地质演化史具有一定意义。由于这种连续的沉积剖面在北疆并不多见，国内地质专家学者经常来这里考察。祁家沟剖面具有露头好、化石丰富、沉积连续、交通便利的特点和优势。其实这在地质行业早就被肯定了。自65438-0977年新疆北槽会议以来，祁家沟剖面在许多重要的地质会议中都被作为参观剖面。中国也有很多地质学家和大量的地层古生物学家在这里工作和调查。新疆地矿部和高校地质系也把这里作为剖面教学、野外业务培训和竞赛的基地。
从地质研究和地质教学方面来说，祁家沟剖面和古生物化石应该说是很有价值的。虽然80年代基本完成了基础科学研究的收集和研究，但仍需妥善保护，供后人进一步研究。
2.奇台石阡滩晚石炭世动物群。
石阡滩位于奇台县北将军戈壁双井子东南低山区，是3亿年前晚石炭世具有重要地质意义的史前海洋古生物化石保存地。著名地质学家袁复礼教授是第一个研究这个地区化石的人。他将保存这些化石的地层命名为“石阡滩组”和“双井子组”。这里保存的化石有棘皮动物、海百合和珊瑚、腕足类、腹足类、头足类、双壳类和苔藓虫等，大部分都比较完整，其中相当一部分已经作为经典分子和新属种在《新疆古生物图谱》中进行了研究。石阡滩也成为奇台县的旅游景点之一。
所谓“石钱”，是棘皮动物的茎化石风化破碎的产物，因其有一个圆石状的外轮，中间有一个圆孔和一个五角形孔，形似古钱币而得名。百合茎化石在古生代演化不明显，不是地层古生物研究中的主要化石类别，对地层时代的鉴定意义不大。而保存完好的有茎、有碗、有冠的海百合化石，则像树一样的植物，具有一定的观赏价值，受到人们的喜爱。
石阡滩地层研究最有意义的化石是腕足类、珊瑚、头足类(鹦鹉螺和菊石)和双壳类，属于北方动物群，是冷暖水交汇的产物，生物群独特。腕足动物化石主要分为喙形类、扇贝类和直贝类，属种丰富；鹦鹉螺以卷曲鹦鹉螺为主，菊石为腹部菊石，缝合线精致；双壳类以海扇和蛤蜊为代表。经过长时间的风化，这些甲壳动物和海百合化石被自然剥离出来，保存极为完好，易于识别和研究。此外，它们的生物类型独特，因此引起了古生物学的关注。对该动物群的研究仍在进行中。
3.乌什燕子山
乌什是阿克苏西部的一个偏远小镇，燕子山，又名乌溪山，位于县城西部，是一座200多米高的小山。这座山是石炭纪的石灰岩，因其有果足类化石而被称为燕子山。目前，当地政府已经在附近修建了燕泉公园，燕子山也成为阿克苏的旅游景点之一。燕子山有腕足动物等多种化石，其中有多种石燕，如分喙石燕、新石燕等。我们之前提到过石岩化石，下面再介绍一些。
作为中医用的化石，除了龙骨(脊椎动物化石)，石岩大概是最常见的了。据李时珍《本草纲目》记载，十堰有清凉解毒、宁心安神的作用。但从其化学成分来看，基本是碳酸钙，和普通石灰石没什么区别。只是在地层里埋了很久，一般是几亿年。与普通碳酸钙不同，它是由碳酸盐交代化石形成的。是因为这个原因才可以入药吗？目前没有科学的解释。
古生物学研究早已证实，石岩是一种生活在古海洋中的腕足动物化石，而不是燕子或蝙蝠化石。那你为什么把它当成燕子的化石？说来话长。早在晋代，著名画家顾恺之(约公元345 ~ 406年)在他的《启示录》一书中就提到:“零陵县有石燕，得风雨而飞如真燕。”可以算是石岩化石的最早记录。但从那时起，人们就认为石岩是一种飞燕的化石。遇到风雨，它还能“起死回生”，振翅飞翔！这位大画家的一句话，流传成了一种谬误，是一种极大的延迟。
此后，北魏著名的地理学家、文学家李道元(公元466-527年)在他的名著《水经注》中也有类似的描述:“石燕山(今湖南祁阳)有一块燕子形的石头，其石或大或小，若母子无动于衷。且雷雨薄，则石燕成群飞，蟑螂似真燕！”这段话挺形象的。讲的是祁阳的燕山山，出产化为石头的蝎子，形似燕子，有大有小，可分母子。每当雷雨时，石岩就会像燕子一样飞来飞去。根据目前的地质资料，祁阳晚泥盆世海相地层分布广泛，尤其是钙质岩中，富含石岩化石。因为《水经注》是地理学的经典，十堰能飞的说法令人信服，所以一直广为流传。
到了唐代，十堰开始注意到它有治疗疾病的作用，于是就入药了。同时也对传说中的十堰能不能飞的问题给出了明确的答案。如李(公元584 ~ 669年)主持编纂的《新本草》，其中提到“永州祁阳西北十里，有一丘，掘深取之。它小如蛤蜊，硬如重石。俗话说，雷雨出山洞，随雨而落者愚。”这篇独特的文字指出，十堰的形状类似于蛤蜊，坚硬如石，沉甸甸的。但因为它不会飞，所以把它当成一只飞燕就无关紧要了。
新疆泥盆纪-石炭纪石岩化石相当丰富。燕子山只是因为离县城近，所以是这类化石产地的代表。塔里木西南缘和南天山有许多完整的和未开发的石岩化石产地。岩石圈是最重要的腕足动物化石类群，产于志留纪至二叠纪地层。因其形态多样，纹饰发达，是腕足类地层划分中最重要的化石，在二叠纪末全部灭绝。
4.蝴蝶兰沙眼、巨大钩端螺旋体和纤细钩端螺旋体。
新疆早石炭世早期代表性的腕足动物化石是管花石栎，仅见于北天山及其以北的准噶尔地区。它是北方生物群的腕足动物化石，在我国内蒙古、黑龙江等地均有发现。
早石炭世晚期是一个世界性的海侵期，整个天山和塔里木地区都处于海洋环境。大型腕足动物有巨腕足动物和钩端螺旋体两种，是中国南方早石炭世的典型化石。它们在海侵时期分布于整个天山，但在准噶尔地区没有出现。北天山是早石炭世两种腕足动物的分界线，但在有限的区域内，两种腕足动物有重叠。今天，这两种化石是早石炭世的标准化石。由于它们易于发现和识别，对新疆石炭纪地层的研究具有重要意义。在伊犁等地的这一时期地层中，这种化石往往以结壳的形式产出，是过去海滩的最好见证。1957年北京地质研究所杨士班对博罗科努山北坡的两个腕足动物化石进行了系统的收集和研究，并在1964年发表了相关专著。
5.新疆的蜻蜓和菊石
除了腕足类、珊瑚等化石，新疆石炭纪的蜻蜓、菊石化石也非常丰富，对石炭纪地层的划分有重要价值。蜻蜓是一种特殊的有孔虫化石，普遍存在于世界各地的石炭纪石灰岩中。有米粒那么大，最初叫纺锤虫。著名地质学家李四光早年在国内首次研究了这种化石，并翻译成蝌蚪化石。目前缩写为。它出现在早石炭世晚期，在二叠纪末灭绝。由于其演化速度快，是石炭纪-二叠纪的标准化石，对世界石炭纪-二叠纪的地层划分和对比非常重要。新疆盛产石炭纪化石，天山、昆仑山更是广为人知。致密的石灰岩经过打磨抛光，可作为观赏和高档建筑材料。
菊花在泥盆纪开始出现，在石炭纪成为重要的化石。由于加固的需要，菊石中用来支撑壳体的隔墙已经由简单弯曲迅速演变为复杂弯曲。隔壁与外壳连接处形成的复线叫缝合线。不同时代的菊石各属各种的缝合线千差万别，如同一部古书，使菊石成为化石界最理想的标准化石，可以准确确定地层时代，同时大大增加了菊石的美观性，因而得名。新疆石炭纪菊石是我国保存最好、层数最多的地区，以准噶尔、天山、喀喇昆仑为主要产区。根据菊石的种类建立的化石带相当于时区，石炭纪可以详细划分。
新疆的石炭纪古植物化石也是丰富而独特的。早石炭世晚期以来，新疆部分地区出现陆地，大致以天山为界，北部有安加拉植物群，南部有华夏植物群，是研究石炭纪植物群的理想场所。产出的准安加拉蕨和脉蕨化石是这两个古老植物区系的代表性属和种。但总的来说，石炭纪新疆陆地面积较小，大型乔木植物较少。除了昆仑山前的一些地区，没有可供开采的煤矿。新疆大量的煤炭形成于侏罗纪。