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阿拉伯半岛中部和南部结晶基底之上最早的稳定沉积是前寒武纪晚期至早寒武世的断陷盆地沉积,以碳酸岩、碎屑岩和蒸发岩为特征。寒武系至下二叠统地层由陆源碎屑岩及少量碳酸岩组成。晚二叠世开始广泛海侵。以浅海灰岩为主,沉积范围向南扩展。三叠纪晚期至侏罗纪初期地壳上升剥蚀。侏罗系和白垩系地层以浅海碳酸岩为主,其间晚白垩世土伦期再次受到地壳运动影响。