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西天山位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木-华北板块两大板块之间,在漫长的构造演化过程中历经前震旦纪基底形成演化阶段(D1)、震旦纪至早奥陶世稳定陆壳发展阶段(D2)、中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段(D3)、二叠纪陆陆叠覆造山阶段(D4)和中新生代盆山耦合阶段(D5)等5个大的发展阶段,其古生代时期中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段(D3)又可细化为4个次级演化阶段:中奥陶世至晚志留世早古南天山洋盆形成阶段(D31)、晚志留世至晚泥盆世俯冲造山阶段(D32)、晚泥盆世至早石炭世初陆陆碰撞造山阶段(D33)和早石炭世至晚石炭世后碰撞阶段(D34)。西天山造山带自中新元古代以来历经俯冲造山、陆陆碰撞造山、陆陆叠覆造山和陆内再生造山等多机制多旋回的造山作用,终成为横亘于中亚地区的宏伟的复合型造山带。