Это очень частая ситуация. Были фамилии дворовые, которыми люди называли определенное семейство. И такой фамилией (равно прозвищем) священники записывали в метрических книгах рожденных детей и их родителей. Но могла одновременно быть и другая фамилия, которая тоже могла упоминаться в метрических книгах или ранее в ревизских сказках. В вашем случае устоявшейся (возможно, после первой всеобщей переписи населения Российской империи 1897 года) стала фамилия не по наименованию местности (Тульская губерния = Туляков), а по имени предка - деда Николая. "Это чьи такие? - Николаевы...". Кстати, можно предположить, что ваши предки были переселенцами из другой губернии, потому им было важно подчеркнуть принадлежность именно к Тульской губернии фамилией/прозвищем Туляковы.