横亘于欧亚大陆腹地的天山造山带是中亚地区最主要、规模最大的年轻陆内造山带之一,在经历了早古生代-晚古生代复杂的增生造山作用之后,中生代以来进入陆内演化阶段。天山造山带中-新生代以来多期陆内变形主要受塔里木板块南缘一些陆块的持续汇聚事件影响,如:羌塘地块、拉萨地块以及印度-欧亚板块碰撞。尤其是新生代以来,受印度与欧亚大陆碰撞的远场效应影响,天山地区经历了多期强烈的陆内构造活动,位于塔里木板块北缘的库车坳陷也发生强烈的褶皱变形,改造了前新生代的构造变形格局。目前,大量的研究集中于天山地区及天山南北两侧盆地新生代的构造变形,而关于天山地区中生代陆内变形的特征却鲜有报道。而且,天山地区新生代的构造变形起始时间、变形期次等也存在很大争议。本论文通过对南天山南缘库车坳陷中-新生代沉积地层碎屑锆石U-Pb年代学、库车褶皱冲断带构造变形、浅层地震剖面解译和生长地层识别等工作,完成对南天山中-新生代以来构造变形与盆山耦合的研究。天山南缘库车坳陷12个来自早三叠系-第四系碎屑锆石样品U-Pb年代学分析表明,天山南缘自早中生代以来锆石物源区来自北侧的天山山脉,且绝大多是锆石为岩浆成因锆石（95%）。12个样品的碎屑锆石年龄分布于145-3336Ma之间。这些年龄在统计学上可分为四个主要组分:210-250 Ma（峰值226 Ma）、260-350 Ma（峰值290 Ma）、360-460 Ma（峰值410 Ma）和500-3336 Ma（峰值886 Ma）。这四个年龄组分分别对应天山及周缘三叠纪火山和岩浆活动、南天山和伊犁-中天山地块晚古生代岩浆热事件、早古生代伊犁-中天山地块和南天山的碰撞以及随后的岩浆活动、南天山结晶基地及早古生代沉积物的再循环。碎屑锆石年龄统计分析指示南天山自早中生代以来经历6期主要物源变化阶段:（1）早中三叠世至中晚三叠世;（2）中侏罗世至早白垩世;（3）晚白垩世-始新世;（4）始新世-早渐新世;（5）中新世-中中新世;（6）中新世-上新世。生长地层剖面分析在库车坳陷识别多套生长地层序列:（1）库车坳陷北部沿南天山褶皱冲断带前缘发育的中-晚三叠世克拉玛依组具有典型的同构造生长地层特征,生长层底部和顶部两个凝灰质砂岩中最年轻的碎屑锆石组分的U-Pb年龄分别为223.4±3.1Ma和215.5±2.9Ma,限定了克拉玛依组生长地层与南天山褶皱系三叠纪的活动时间为223–215Ma;（2）库车坳陷中部库姆格列木向斜内部首次识别始新世库姆格列木生长地层;（3）库姆格列木向斜北翼识别渐新世吉迪克组和中中新世康村组生长地层序列;（4）库车坳陷自北向南多条褶皱冲断中识别上新世库车组-更新世西域组的连续生长地层序列。结合生长地层、碎屑锆石U-Pb物源变化、沉积不整合、前人古地磁和低温热年代学冷却数据综合分析得出南天山-库车坳陷中新生代耦合过程:（1）中晚三叠世天山区域经历一期差异抬升为库车坳陷提供新的物源,并在南天山南缘断裂带前缘形成同构造生长地层记录（223–215Ma）;（2）晚三叠纪至早中侏罗纪沉积物源稳定,并且也是主要的成煤阶段,反应天山地区在该阶段处于弱伸展阶段;（3）中侏罗至早白垩库车坳陷沉积物源的变化和早白垩“城墙”砾岩与晚侏罗之间的角度不整合指示天山地区晚侏罗-早白垩一期挤压变形;（4）库车坳陷中部库姆格列木向斜内部始新世库姆格列木生长地层及底部物源变化记录了南天山新生代陆内变形的启动（～50Ma）;（5）库车坳陷渐新世-中中新世的物源变化及两期生长地层序列（～36Ma和～13Ma）指示天山地区阶段性的构造隆升;（6）广泛发育于库车坳陷多条褶皱带内部的上新世库车组和更新世西域组连续生长地层序列指示南天山于库车坳陷新生代地貌格局形成于上新世以来（～6.5 Ma）。古构造应力场反演结果指示库车坳陷新生代以来主要受NNW-SSE方向挤压应力场控制,多期挤压变形应力方向一致。库车多条褶皱冲断带的变形模式表现为分层收缩变形模式,深部中生代变形与基地变形一致,形成一系列叠瓦和双重构造;浅部新生代则发育典型的薄皮构造,表现为一系列发育于新生代膏岩层之上的滑脱褶皱和突破的断层传播褶皱。天山造山带中生代以来多期的陆内变形动力来源主要来自塔里木地块南缘的汇聚事件,尤其是新生代以来印度-欧亚碰撞的远程效应影响,塑造了天山现今地势地貌。