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三塘湖盆地是在晚古生代褶皱基底上发展起来的中生代沉积盆地,经历了泥盆纪至早石炭世褶皱基底、晚石炭世—早二叠世雏形盆地、晚二叠世前陆盆地及中生代坳陷盆地四个发展演化阶段。晚二叠世上芨芨槽期和燕山期是两个主要的成盆时期,其中燕山期不同发展阶段盆地规模差异颇大。克拉玛依运动、中燕山运动和晚燕山运动是盆地演化过程中影响最大的三期构造运动,现今盆地就是经历这三期构造运动大规模改造所形成的残留前陆盆地与坳陷盆地叠加的复合型盆地。