石炭紀地層是新疆古生代最廣泛出露的沈積單元，對新疆地質研究具有重要意義。在這壹時期的前期，整個新疆以海洋環境為主，北疆火山活動仍然很強烈，有些地方在某些時期是陸相沈積。後期，北疆土地面積迅速增加。晚石炭世早期，海水退出阿爾泰山地區，石炭紀末期，整個準噶爾和天山大部分地區隆升為陸地，南天山、塔裏木和昆侖山為海洋環境。
1.烏魯木齊齊家溝晚石炭世動物群
在中石炭世，博格達山，包括烏魯木齊南部山區，是壹個巨大的海洋。烏魯木齊東南部的齊家溝石灰巖中有大量的海洋無脊椎動物化石。主要有腕足類、雙殼類、腹足類、菊石類、海百合莖、珊瑚等。此外，還有微體化石或不太重要的化石，如枝角類、苔蘚蟲、珊瑚類、有孔蟲等。經過近30年的收集和研究，這些化石大部分被新疆地礦局第壹區域調查大隊古生物學家整理研究，並在1981出版了《新疆維吾爾自治區中國西部古生物圖譜》壹書。部分成果還被中國地質科學院、南京地質古生物研究所等相關科研人員發表在《古生物雜誌》等專業雜誌上。大量新屬、新種的建立和命名，使得祁家溝作為海相古生物化石的起源地，與準噶爾盆地的石阡灘在國內地質古生界有壹定的知名度。
腕足動物是祁家溝地區最常見、最豐富的化石，常呈層狀保存，種類多、數量大。除了燕子，最常見的是長體貝類。主要屬種有棒形蝴蝶蘭、新蝴蝶蘭、網狀蝴蝶蘭、線形蝴蝶蘭、日本蝴蝶蘭、蝴蝶蘭、舒克貝、波紋蝴蝶蘭、桃葉蝴蝶蘭、波紋蝴蝶蘭等。祁家溝產的雙殼類屬於海相類型，多生活在沿海和淺水區。主要屬種有韋氏蛤蜊、血石蛤蜊、美鉸蛤蜊、裂齒蛤蜊、卵石蛤蜊等。祁家溝還有許多腹足類化石，主要有全臍螺、圓臍螺、玉螺、神螺、豐螺等。大部分外形美觀，但個體較小。菊石化石相對較少，多年來在祁家溝只發現了十幾個。該成果已由中國地質科學院公布，屬種為新諾裏菊石、索莫霍霍菊石、始新世菊石。
此外，在齊家溝發現的單珊瑚還有梯曼珊瑚、圓頂珊瑚、頭足珊瑚等。，而床珊瑚主要有笛形珊瑚、多壁珊瑚等。，這是壹個復合礁。
齊家溝地區石炭、二疊紀地層連續沈積，富含石炭紀化石，對研究新疆石炭、二疊紀時代界線和天山地質演化史具有壹定意義。由於這種連續的沈積剖面在北疆並不多見，國內地質專家學者經常來這裏考察。祁家溝剖面具有露頭好、化石豐富、沈積連續、交通便利的特點和優勢。其實這在地質行業早就被肯定了。自65438-0977年新疆北槽會議以來，祁家溝剖面在許多重要的地質會議中都被作為參觀剖面。中國也有很多地質學家和大量的地層古生物學家在這裏工作和調查。新疆地礦部和高校地質系也把這裏作為剖面教學、野外業務培訓和競賽的基地。
從地質研究和地質教學方面來說，祁家溝剖面和古生物化石應該說是很有價值的。雖然80年代基本完成了基礎科學研究的收集和研究，但仍需妥善保護，供後人進壹步研究。
2.奇臺石阡灘晚石炭世動物群。
石阡灘位於奇臺縣北將軍戈壁雙井子東南低山區，是3億年前晚石炭世具有重要地質意義的史前海洋古生物化石保存地。著名地質學家袁復禮教授是第壹個研究這個地區化石的人。他將保存這些化石的地層命名為“石阡灘組”和“雙井子組”。這裏保存的化石有棘皮動物、海百合和珊瑚、腕足類、腹足類、頭足類、雙殼類和苔蘚蟲等，大部分都比較完整，其中相當壹部分已經作為經典分子和新屬種在《新疆古生物圖譜》中進行了研究。石阡灘也成為奇臺縣的旅遊景點之壹。
所謂“石錢”，是棘皮動物的莖化石風化破碎的產物，因其有壹個圓石狀的外輪，中間有壹個圓孔和壹個五角形孔，形似古錢幣而得名。百合莖化石在古生代演化不明顯，不是地層古生物研究中的主要化石類別，對地層時代的鑒定意義不大。而保存完好的有莖、有碗、有冠的海百合化石，則像樹壹樣的植物，具有壹定的觀賞價值，受到人們的喜愛。
石阡灘地層研究最有意義的化石是腕足類、珊瑚、頭足類(鸚鵡螺和菊石)和雙殼類，屬於北方動物群，是冷暖水交匯的產物，生物群獨特。腕足動物化石主要分為喙形類、扇貝類和直貝類，屬種豐富；鸚鵡螺以卷曲鸚鵡螺為主，菊石為腹部菊石，縫合線精致；雙殼類以海扇和蛤蜊為代表。經過長時間的風化，這些甲殼動物和海百合化石被自然剝離出來，保存極為完好，易於識別和研究。此外，它們的生物類型獨特，因此引起了古生物學的關註。對該動物群的研究仍在進行中。
3.烏什燕子山
烏什是阿克蘇西部的壹個偏遠小鎮，燕子山，又名烏溪山，位於縣城西部，是壹座200多米高的小山。這座山是石炭紀的石灰巖，因其有果足類化石而被稱為燕子山。目前，當地政府已經在附近修建了燕泉公園，燕子山也成為阿克蘇的旅遊景點之壹。燕子山有腕足動物等多種化石，其中有多種石燕，如分喙石燕、新石燕等。我們之前提到過石巖化石，下面再介紹壹些。
作為中醫用的化石，除了龍骨(脊椎動物化石)，石巖大概是最常見的了。據李時珍《本草綱目》記載，十堰有清涼解毒、寧心安神的作用。但從其化學成分來看，基本是碳酸鈣，和普通石灰石沒什麽區別。只是在地層裏埋了很久，壹般是幾億年。與普通碳酸鈣不同，它是由碳酸鹽交代化石形成的。是因為這個原因才可以入藥嗎？目前沒有科學的解釋。
古生物學研究早已證實，石巖是壹種生活在古海洋中的腕足動物化石，而不是燕子或蝙蝠化石。那妳為什麽把它當成燕子的化石？說來話長。早在晉代，著名畫家顧愷之(約公元345 ~ 406年)在他的《啟示錄》壹書中就提到:“零陵縣有石燕，得風雨而飛如真燕。”可以算是石巖化石的最早記錄。但從那時起，人們就認為石巖是壹種飛燕的化石。遇到風雨，它還能“起死回生”，振翅飛翔！這位大畫家的壹句話，流傳成了壹種謬誤，是壹種極大的延遲。
此後，北魏著名的地理學家、文學家李道元(公元466-527年)在他的名著《水經註》中也有類似的描述:“石燕山(今湖南祁陽)有壹塊燕子形的石頭，其石或大或小，若母子無動於衷。且雷雨薄，則石燕成群飛，蟑螂似真燕！”這段話挺形象的。講的是祁陽的燕山山，出產化為石頭的蠍子，形似燕子，有大有小，可分母子。每當雷雨時，石巖就會像燕子壹樣飛來飛去。根據目前的地質資料，祁陽晚泥盆世海相地層分布廣泛，尤其是鈣質巖中，富含石巖化石。因為《水經註》是地理學的經典，十堰能飛的說法令人信服，所以壹直廣為流傳。
到了唐代，十堰開始註意到它有治療疾病的作用，於是就入藥了。同時也對傳說中的十堰能不能飛的問題給出了明確的答案。如李(公元584 ~ 669年)主持編纂的《新本草》，其中提到“永州祁陽西北十裏，有壹丘，掘深取之。它小如蛤蜊，硬如重石。俗話說，雷雨出山洞，隨雨而落者愚。”這篇獨特的文字指出，十堰的形狀類似於蛤蜊，堅硬如石，沈甸甸的。但因為它不會飛，所以把它當成壹只飛燕就無關緊要了。
新疆泥盆紀-石炭紀石巖化石相當豐富。燕子山只是因為離縣城近，所以是這類化石產地的代表。塔裏木西南緣和南天山有許多完整的和未開發的石巖化石產地。巖石圈是最重要的腕足動物化石類群，產於誌留紀至二疊紀地層。因其形態多樣，紋飾發達，是腕足類地層劃分中最重要的化石，在二疊紀末全部滅絕。
4.蝴蝶蘭沙眼、巨大鉤端螺旋體和纖細鉤端螺旋體。
新疆早石炭世早期代表性的腕足動物化石是管花石櫟，僅見於北天山及其以北的準噶爾地區。它是北方生物群的腕足動物化石，在我國內蒙古、黑龍江等地均有發現。
早石炭世晚期是壹個世界性的海侵期，整個天山和塔裏木地區都處於海洋環境。大型腕足動物有巨腕足動物和鉤端螺旋體兩種，是中國南方早石炭世的典型化石。它們在海侵時期分布於整個天山，但在準噶爾地區沒有出現。北天山是早石炭世兩種腕足動物的分界線，但在有限的區域內，兩種腕足動物有重疊。今天，這兩種化石是早石炭世的標準化石。由於它們易於發現和識別，對新疆石炭紀地層的研究具有重要意義。在伊犁等地的這壹時期地層中，這種化石往往以結殼的形式產出，是過去海灘的最好見證。1957年北京地質研究所楊士班對博羅科努山北坡的兩個腕足動物化石進行了系統的收集和研究，並在1964年發表了相關專著。
5.新疆的蜻蜓和菊石
除了腕足類、珊瑚等化石，新疆石炭紀的蜻蜓、菊石化石也非常豐富，對石炭紀地層的劃分有重要價值。蜻蜓是壹種特殊的有孔蟲化石，普遍存在於世界各地的石炭紀石灰巖中。有米粒那麽大，最初叫紡錘蟲。著名地質學家李四光早年在國內首次研究了這種化石，並翻譯成蝌蚪化石。目前縮寫為。它出現在早石炭世晚期，在二疊紀末滅絕。由於其演化速度快，是石炭紀-二疊紀的標準化石，對世界石炭紀-二疊紀的地層劃分和對比非常重要。新疆盛產石炭紀化石，天山、昆侖山更是廣為人知。致密的石灰巖經過打磨拋光，可作為觀賞和高檔建築材料。
菊花在泥盆紀開始出現，在石炭紀成為重要的化石。由於加固的需要，菊石中用來支撐殼體的隔墻已經由簡單彎曲迅速演變為復雜彎曲。隔壁與外殼連接處形成的復線叫縫合線。不同時代的菊石各屬各種的縫合線千差萬別，如同壹部古書，使菊石成為化石界最理想的標準化石，可以準確確定地層時代，同時大大增加了菊石的美觀性，因而得名。新疆石炭紀菊石是我國保存最好、層數最多的地區，以準噶爾、天山、喀喇昆侖為主要產區。根據菊石的種類建立的化石帶相當於時區，石炭紀可以詳細劃分。
新疆的石炭紀古植物化石也是豐富而獨特的。早石炭世晚期以來，新疆部分地區出現陸地，大致以天山為界，北部有安加拉植物群，南部有華夏植物群，是研究石炭紀植物群的理想場所。產出的準安加拉蕨和脈蕨化石是這兩個古老植物區系的代表性屬和種。但總的來說，石炭紀新疆陸地面積較小，大型喬木植物較少。除了昆侖山前的壹些地區，沒有可供開采的煤礦。新疆大量的煤炭形成於侏羅紀。