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专题研究表明,龙首山确有石炭、二迭纪地层分布。区内石炭系包括下、中、上三统,下统为南洼顶组,因产Yuanophyllum带的珊瑚、腕足类和苔藓虫化石,相当维宪晚期沉积。中统包括三岔组和尖山组,前者所产植物化石与靖远组类似,时代属纳缪尔期,后者的动、植物化石与本溪群、羊虎沟组的一致,时代为维所发期。上统沿用太原群,植物化石组合面藐与我国早期华夏植物群一致,时代为斯特芬期。龙首山石炭纪地层的确定,为进一步探讨该区的地质发育史和相关地质问题,提供了实际材料。