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<p style="text-indent:2em;">起义军队伍迅速扩大到六七千人，编为1个团，下设24个营，马思义被推选为团长，马智宽任团部副官。起义军为了摆脱正在逼进的国民党军队，开始向张家川进军。军纪严明，所到之处秋毫无犯，回汉青年积极参加，队伍迅速扩大到2万余人。4月21日，起义军进到大麻子山，国民党胡宗南部191师和42军尾追而来。起义军7千余人埋伏于山腰梯田埂堰之后，另有一万余人埋伏于山颠，其余部队都埋伏于通往马鹿镇和张棉驿的两条交通要道上，以阻击敌军的增援部队。约上午11时许，机械化装备的国民党42军黄初飞团先行赶到了大麻子山下，当黄部行进到距埋伏的起义军约5米处，马思义连发3枪，7千余名战士一跃而起，刀光闪闪，尘土飞扬。接着，山上的万余人及侧翼伏兵乘势掩杀，使随后赶到的国民党191师的两个团还未全部投入战斗，就被冲散了。

<p style="text-indent:2em;">国民党军在大麻子山的失败，使国民党第八战区司令长官朱绍良很恼火，遂调集预备7师、97师、81军以及42军和191师余部一齐向起义军压来，妄图围剿起义军。5月上旬，起义军在西吉县陈家大坪的土窝子召开营以上指挥员会议，讨论今后的行动方案。马思义提出投奔边区红军的建议。当时，这一决定只有营团干部知晓，未向下级官兵传达。

<p style="text-indent:2em;">1941年5月12日，马思义领导的起义军继续北上，部队行到石蛤蟆，与国民党两个正规师及地方保安自卫队数万人相遇，敌军抢占了有利地形，将起义军包围，用几十挺机枪和迫击炮向起义军疯狂射击，起义军死伤惨重。幸好第3天上午下了一场暴雨，起义军乘机杀开一条血路，继续北上。石蛤蟆一战起义军元气大伤，队伍由原来的两万多减少到五六千人。

<p style="text-indent:2em;">5月下旬，起义军到达石县子，马思义向部队公开宣布了起义军将投奔边区的决定。当时，有一部分人离开了部队，剩下的起义军继续向边区进发。途中，马国璘又带领2千多人离开部队。