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塔城盆地位于哈萨克斯坦板块与准噶尔陆块之间的海西褶皱带内,盆地周边为基本上未变质的泥盆系海槽型建造,石炭系主要为活动型陆缘浅海火山-沉积建造,早二叠世周边的火山弧夹持着塔城陆块整体抬升,整体缺失中生界或不发育,喜山期盆地边缘断裂活跃,断陷成盆并接受新生代陆相红色碎屑岩沉积；盆地内部存在两个次级坳陷；盆山之间为强度不等的逆冲挤压接触；根据最新的CEMP成果,新生界盖层之下发育巨厚的高阻层,推测为上石炭统火山-沉积岩组合,高阻层之下又出现低阻层,推测为下石炭统碎屑岩含煤建造,烃源岩评价相对较好,具备一定的油气生成和储集能力.