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由地质、地球物理综合研究表明，天山构造带具有复杂的深浅构造关系。以纳伦-那拉提-红柳河构造缝合带为轴，天山南北两侧构造表现出明显的对称性，在纵向上，则表现出上、下硬、中间软的“三明治”式独特的圈层结构。在南北向构造挤压作用下，天山南侧显示塔里木板块向北作陆内俯冲，与天山地壳岩石圈发生层间插入与拆沉作用，在山前，基底卷入盖层变形；天山北侧准噶尔板块向天山挤入，发生构造挠曲，并形成山前深坳陷。天山南北两侧表现出不同的盆山耦合特征。