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对新疆北塔山地区下泥盆统埃姆斯阶实测剖面综合研究，结合地层中岩石组合、结构、构造、生物面貌等因素，将区内埃姆斯期地层沉积相进行划分。卓木巴斯套组下部发育海退系列滨浅海沉积相，中上部发育障壁岛向陆地迁移的海进序列，将其划分出浅海陆棚斜坡亚相、远滨亚相、临滨亚相、前滨亚相、风暴海滩亚相、泻湖亚相等沉积亚相，并描述各亚相特征。结合古生物特征分析研究区古地理环境演化机制，并与邻区同时期沉积环境进行对比，认为研究区在布拉格末期—早埃姆斯期发生了一次规模小、速度慢的海退，晚埃姆斯期—早埃菲尔期发生了大规模海进。