土城子阶，是中国上侏罗统下部的一个阶，由第二届全国地层委员会侏罗系工作组在 1999 年 12月第三届全国地层会议预备会期间提出，阶名源自岩石地层单位 “土城子组”。
根据对比，土城子阶大致相当于 《国际地层表》中的上侏罗统牛津阶 (Oxfordian) 。
通过课题组 (王思恩等) 的研究，取得的主要进展是: 初步选定了土城子阶的代表性剖面; 初步限定了土城子阶在岩石地层中的范围，积累了重要的化石资料，并据此初步明确了土城子阶的涵义。
(一) 土城子阶代表性 (层型) 剖面位置
土城子阶命名时指定的层型剖面是，辽宁省北票市土城子乡蓝旗东沟至下油房沟一带剖面。由于该剖面为一套较粗的碎屑岩，含化石十分稀少，不宜作为阶的层型剖面。经课题组在区域上的广泛考察，发现在辽宁金岭寺-羊山盆地、辽西凌源三十家子盆地以及冀北平泉杨树岭盆地均有含化石较丰富的土城子组 (冀北称后城组) 分布。初步选定冀北平泉县杨树岭盆地内的后城组 (土城子组) 剖面作为土城子阶的代表性剖面。
(二) 土城子阶代表性 (层型) 剖面和邻区参考剖面介绍
土城子阶的阶名源自岩石地层单位土城子组的组名，但土城子组不等于土城子阶。经研究，初步判定，土城子阶仅限于土城子组的中上部层位。为说明这一问题，下面全面介绍有关土城组的岩性特征及化石产出情况。
土城子组在正常发育的情况下，一般自下而上分 3 个岩性段: 下段为紫红色凝灰质页岩夹少许灰绿色粉砂岩及粉砂质泥岩，含叶肢介、介形虫、古植物及孢粉等化石; 中段为灰紫色泥砂质胶结砾岩夹砂岩; 上段为紫红色、灰绿色凝灰质砂岩夹页岩，具大型交错层理及板状层理，含叶肢介、介形虫等化石。本组在各地的厚度变化较大，160～4400 余米。
下面重点介绍代表性 (层型) 剖面及几个重点参考剖面的化石产出层位的情况。
1. 冀北平泉县杨树岭剖面 (代表性剖面)
上覆地层下白垩统义县组
中国主要断代地层建阶研究项目(2001～2009) 进展与成果
下伏地层 下奥陶统冶里组浅灰色白云质灰岩
2. 金岭寺 羊山盆地
(1) 在北票市金岭寺杨家沟-胥定沟剖面: 土城子组下段上部的紫红色泥岩、砂质泥岩所夹的一层厚 0. 8 m 的灰绿色泥岩、砂质泥岩中含较丰富的叶肢介化石，主要属种为 Pseudograpta murchisoniae，P. cf. murchisoniae， P. orbita， P. mirabilis (Cf. P. morrisi ) ， P. jonesi， P. subquadrata， P. paucilineata;Monilestheria jinlingsiensis (= Prosentestheria jinlingsiensis) ，M. cf. jinlingsiensis，M. oblonga，Monilestheria sp. ; Mesolimnadia jinlingsiensis 等; 同层还含少量古植物化石 Pagiophyllum sp. 等。该剖面向东，至蔡家沟，相当层位还含叶肢介 Pseudograpta inconstanlis，Mesolimnadia recta，Prolynceus beipiaoensis 等; 还含昆虫 Mesobetis sibirica 以及以 Classopollis 占优势 (80%以上) 的孢粉组合。
(2) 在北票市巴图营乡塔山沟剖面: 土城子组下段下部一层厚 1. 88 m 的灰绿色泥质页岩夹黄灰色粉砂岩中含以下叶肢介化石: Pseudograpta murchisoniae，P. subquadrata，P. orbita，Pseudograpta spp. ，Mesolimnadia sp. 等，以及古植物，孢粉等化石。
(3) 在北票市巴图营乡柳树沟林场剖面: 土城子组下段下部一层厚 11. 43 m 的灰绿色、黄绿色粉砂质泥岩中含叶肢介: Pseudograpta murchisoniae，P. subquadrata，P. orbita，Pseudograpta spp. 等。
(4) 在北票市长皋乡大板沟剖面: 土城子组下段下部 (距底约 70 m) 一层黄绿色、灰绿色泥岩、粉砂 质 泥 岩 夹 白 色 钙 质 粉 砂 岩 中 含 叶 肢 介 化 石: Sinograpta beisijiaziensis， S. xiwopuensis，S. dabangouensis sp. nov. 等及古植物化石。
(5) 在辽宁朝阳市北四家子乡马家沟剖面: 土城子组下段下部 (距底 114 m) 一层厚 10 m 的灰绿色泥岩夹黄灰色薄层粉砂岩含丰富的叶肢介和介形虫化石。叶肢介有: Sinograpta dabangouensis，S. xiwopuensis，S. beisijiaziensis，Pseudograpta brevis，P. paucilineata 等; 介 形 虫 有: Darwinula magna ，D. submagna， D. sarytirmenensis， D. impudica， D. lufengensis， D. changxinensis， D. arwinula spp. ，Damonella depressa，D. truncatula sp. nov. 等。在 朝 阳 市 二十家 子剖面土 城 子组 下 段 还 含 杨 氏 朝 阳 龙Chaoyangosaurus youngi。
3. 辽宁凌源县三十家子盆地
该盆地内的土城子组主要是一套粗碎屑岩，以砾岩、砂砾岩和不同粒级的砂岩为主，间夹少量泥岩。在盆地东北部的水泉车站附近，土城子组上段上部一层厚 7. 5 m 的灰黄色、灰绿色砂质泥岩中含丰富的叶肢介化石，但属种单调，仅为一新属种水泉小凌源叶肢介 Lingyuanella shuiquanensisgen. et sp. nov. 。
4. 河北省赤城县后城盆地
在赤城县上庄子和河西村剖面: 在后城组 (土城子组) 近底部的一层灰绿色页岩中，含叶肢介Euestheria spp. 和 介 形 虫 Darwinula sarytirmenensis， D. sublatovata， D. tielingensis， Timiriasevia aff. rectidorsalis，Damonella truncatula; 还有双壳类 Arguniella lingyanensis，A. yanshanensis 等。
5. 北京延庆县花盆盆地
在后城组 (土城子组) 下部的一层厚 30 m 的绿色、灰黑色页岩中，含叶肢介 Euestheria spp. ; 昆虫 Ｒhipidobiattina (Canaliblatta) yanqingensis，Euryblattula huapenensis，Samaroblattula houchengensis，S. lata 等。此层之下的灰色泥灰岩、钙质泥岩中含双壳类 Unio grabaui，Mengyinaia mengyinensis。
6. 北京市延庆白河堡盆地
在后城组 (土城子组) 下部一层灰色薄层粉砂质泥岩中含叶肢介化石 Tianshanograpta cf. elongata，T. elliptica，T. yanqingensis。该属首次发现于新疆吐鲁番盆地的中侏罗统头屯河组的顶部。
(三) 土城子组 (后城组) 内生物群分析
根据课题组 (王思恩等) 研究及前人资料，目前在土城子组内发现的古生物以叶肢介为主，其次为介形虫、古植物、孢粉、昆虫和少量古脊椎动物，而且化石都集中产出于土城子组的下部和上部。
1. 叶肢介
主要分布于土城子组的下部 (第1 段) ，主要分子有: Pseudograpta murchisoniae，P. orbita，P. cf. morrisi，P. subquadrata，P. mirabilis，P. inconstantis，P. jonesi，P. paucilineata， Sinograpta beisijiaz-iensis，S. dabangouensis，S. xiwopuensis，Monilestheria jinlingsiensis， M. oblonga， Mesolimnadia jinlingsien-sis，M. recta，Prolynceus beipiaoensis，Tianshanograpta cf. elongata，T. elliptica，T. yanqingensis 等。这 一组合以前 3 属为主，可称为 Pseudograpta-Sinograpta-Monilestheria 叶肢介组合。此组合中的 Pseudograpta murchisoniae，P. orbita，P. morrisi 3 种与英国苏格兰西北部海陆交互相大河口群的 Kilmaluag组所产的同种叶肢介可以对比; 本组合中的 Sinograpta xiwopuensis 特征上与英国 Kilmaluag组下部所含的 Fibres-theria puncta 也很相似。Kilmaluag组的时代属于中侏罗世巴通期。
土城子组上部 (第三段) 叶肢介的分异度和丰度比下部低，到目前为止，仅发现 3 属 8 种:Pingquania huangtuliangensis， P. oblonga， P. quadrata， Yanshanoleptestheria yangshulingensis， Y. minor，Y. longa，Y. ovata，Lingyuanella shuiquanensis。这些几乎都是新属种，难以据此确定土城子组上部的时代和层位。但是，在下部组合中，含有 Tianshanograpta 属的 3 个种，该属曾首次发现于新疆吐鲁番盆地中侏罗统头屯河组的顶部，以此推断，土城子组上部的叶肢介组合应属上侏罗统。此叶肢介组合可称为 Yanshanoleptestheria-Pingquania-Lingyuanella组合。
2. 介形虫
在土城子组下部含 Darwinula-Damonella 介形虫组合。这一组合中主要属种有: Darwinula sarytirme-nensis， D. impudica， D. magna， D. submagna， D. lufengensis， D. changxinensis， D. bapanxiaensis，D. subparallela， D. cf. stemimpudica， D. changyangensis， D. convexidorsalta， D. majiagouensis， Damonelladepressa，D. truncatula，Damonella sp. 等。这一组合中以 Darwinuta 占优势，其中多数种均广泛分布于国内外的中侏罗统中，只有本组合的 Damonella depressa 曾见于云南上侏罗统的景星组中。
土城子组中上部含-Djungarica-Mantelliana-Damonella-Stenotroernia 介形虫组合，其主要属种有 Djun-garica yunnanensis， D. pingquanensis， D. yangshulingensis， Mantelliana banqiaoensis， M. reniformis，Damonella ovata， D. depressa， Damonella spp. ， Stenestroernia pingquanensis， Darwinula yangshulingensis等。对这一介形虫组合，庞其清 (1982) 、王五力等 (2004) 认为应晚于土城子组下部的 Darwinula-Damonella组合，应属晚侏罗世。
3. 古植物
根据王五力等 (2004) 的资料，土城子组内包含两个古植物组合。下部组合以松柏类占优势(63. 4% ) ，其次是茨康类和真蕨类，另有少量有节类、本内苏铁类和银杏类。其主要属种有: Neoca-lamites sp. ， Equisetites cf. naktongensis E. cf. sarrani， Cladophlebis sp. ， Onychiopsis elongata， Coniopterishymenophylloides，C. simplex，Zamites sp. ，Otozamites sp. ，Ginkgoites sp. ，Czekanowskia rigida，Phoeni-copsis sp. ，Pityophyllum sp. ，Pityospermum sp. ，Schizolepis chilitica，Elatides leptolepis，Elatocladus sp. ，Yanliaoa cf. sinensis， Brachyphyllum expansum， B. mamillare， B. liaoningense， Pagiophyllum beipiaoense，Pagiophyllum sp. ，Podozamites sp. ，Conites sp. ; 木 化 石 Xenoxylon latiporosum， Scotoxylon yanqingense等。这一组合中，Neocalamites、Equisetites、Coniopteris hymenophylloides. C. simplex，Czekanowskia rigida，Phoenicopsis 等的存在，显示本组合应属中侏罗世的组合面貌。
上部组合，以松柏类占优势，下部组合中的有节类，真蕨类、茨康类和本内苏铁类等几乎均已消失，主 要 属 种 有: Leptostrobus marginatus， Leptostrobus sp. ， Pityolepis larixiformis， P. pachyrachis，P. pingquanensis，P. sphenoises，Pityophyllum sp. ，Schizolepis beipiaoensis，S. carinatus，S. chilitica，Schizo-lepis sp. ，Elatites leptolepis，Podozamites sp. ，Carpolithus fabiformis 等，以及松柏类木化石 Protophyllocla-doxylon franconicum，Xenoxylon ellipticum，X. latiporosum 等。这一组合面貌明显晚于下部古植物组合，其时代应属晚侏罗世。
4. 其他化石
在金岭寺-羊山盆地的蔡家沟剖面土城子组下段中还发现一种昆虫 Mesobetis sibirica?。该属(Mesobetis) 广泛分布于俄罗斯远东地区和我国北方广大地区的中侏罗统中，M. sibirica 曾发现于辽宁北票海房沟的中侏罗统海房沟组，凌源老虎沟的中侏罗统郭家店组以及河北滦平周营子地区的中侏罗统九龙山组中。另外，在辽宁朝阳二十家子地区的土城子组下段还发现古脊椎动物杨氏朝阳龙 Chaoy-angosaurus youngi (= Chaoyangosaurus liaosiensis) ，根据赵喜进等 (1999) 意见，其时代属中侏罗世或晚侏罗世。
(四) 关于土城子阶的定位问题
从以上土城子组中所含生物群的分析可知，在土城子组下部所包含的各门类生物群显示的时代，多数都倾向于中侏罗世的面貌。尤其在北京延庆县白河堡盆地内土城子组 (后城组) 下部发现了首现于新 疆 吐 鲁 番 盆 地 中 侏 罗 统 头 屯 河组 上 部 的 叶 肢 介 Tianshanograpta cf. elongata，T. elliptica，T. yangingensis。说明，土城子组下部层位应属于中侏罗统头屯河阶大致同期的产物; 在冀北、辽西一带，此时期的代表性生物为 Pseudograpta-Sinograpta-Monilestheria 叶肢介组合带和 Darwinula-Damonella介形虫组合带，以及分异度和丰度较高的以松柏类，真蕨类和茨康类为主的古植物组合 (表 12) 。
表12 土城子阶和土城子组及其生物组合带
土城子组上部所含各门类生物组合，明显显示比土城子组下部生物组合偏晚的趋势。多数门类都呈现晚侏罗世的面貌。由此推断，土城子阶应位于土城子组 (后城组) 的中、上部。其代表性生物组合是 Yanshanloeptestheria-Pingquania-Lingyuanella 叶肢介组合带以及 Djungarica-Mantelliana-Damonella 介形虫组合带，以及较为单调的以松柏类占优势的古植物组合。由于土城子组是一套较粗的碎屑岩，发现的含化石层位有限，生物的不连续性明显。因此，目前难以准确确定土城子阶的底界。只能暂时根据反映不同时代的生物组合，控制其大致的范围。这一问题有待今后发现更为理想的剖面 (地层连续、岩性较细、含化石层位多的剖面) 进一步深入研究解决。
(五) 土城子阶的区域对比
根据初步对比，在我国与土城子阶大致同期的岩石地层单位有: 冀北、辽西地区的土城子组 (后城组) 中、上部; 鄂尔多斯盆地的宜君组和洛河组; 新疆库车盆地的亚格列木组; 青海柴达木盆地的红水沟组下部; 西藏唐古拉山地区的索瓦组; 四川盆地的遂宁组; 云南中部地区的蛇店组; 四川西南部的牛滚凼组等。