塔里木盆地寒武纪原型盆地最显著的特征为：发育近南北向展布的克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地。早寒武世在盆地的西南缘与北缘分别发育西北昆仑洋盆和南天山洋盆，东南侧为阿尔金-东昆仑隆起（图2-2-1）；主要构造单元包括：中天山隆起、西昆仑隆起、阿尔金隆起、东昆仑隆起；北天山洋盆、南天山洋盆、北昆仑洋盆、祁漫塔格洋盆；塔西克拉通内坳陷盆地、罗西克拉通内坳陷盆地、克拉通边缘坳陷盆地、满加尔坳拉谷盆地。中寒武世原型盆地的格局与早寒武世基本一致，主体仍为南北向展布的克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地相间分布构造格局（图2-2-2）。晚寒武世基本继承了早、中寒武世原型盆地的特点（图2-2-3）。
图2-2-l 塔里木盆地及邻区早寒武世原型盆地分布图
（一）克拉通周缘发育坳拉谷—大洋盆地
寒武纪原型盆地中，在克拉通边缘发育了一系列的坳拉谷—大洋盆地，包括：西北昆仑洋盆、南天山洋盆、北天山洋盆和满加尔坳拉谷盆地，反映了寒武纪塔里木板块处于强烈的伸展动力学背景中。周棣康等（1991）对处于满加尔坳拉谷盆地的库鲁克塔格—满加尔沉积特征做了深入的研究，认为在寒武纪—早奥陶世，塔里木地块东北周缘在南华纪—震旦纪拉张、裂陷的基础上，继承性沉降、断陷，发育被动大陆边缘沉积。其前期南华纪—震旦纪是大陆边缘裂陷海槽沉积，可视为大陆边缘的初始期裂谷阶段。
满加尔坳拉谷盆地的发育表明：南天山裂陷作用东强西弱，东部为海水较深的槽盆，火山活动发育，西部则相对海水要浅一些，裂陷作用所形成的洋盆范围也要小一些。兴地断裂为北天山洋盆与准噶尔-吐哈地块的分界，其南侧为半深海-深海盆地，而北侧为浅水台地，也可能形成水下隆起。
晚寒武世西北昆仑洋宽度进一步扩大，满加尔坳拉谷盆地进一步发育。由于西北昆仑洋拉张程度的加大，位于其北侧的麦盖提—和田一带形成了一个水下低隆起，这是塔西南隆起的雏形。其形成是在早期裂谷的肩部，后期均衡翘升作用的结果。地震剖面上，可见上寒武统自北而南的超覆，在地层等厚图上见上寒武统地层由北东向南西、由满加尔坳拉谷盆地向北昆仑洋盆方向厚度逐渐减薄。
（二）克拉通主体发育东西分异的克拉通边缘坳陷盆地与克拉通内坳陷盆地
寒武纪时期塔里木克拉通主体发育东西分异的克拉通边缘坳陷盆地与克拉通内坳陷盆地。西部主体为塔西克拉通内坳陷盆地、中部主体为克拉通边缘坳陷盆地、东部主体为罗西克拉通内坳陷盆地。
早寒武世，研究区内地势格局为西高东低，但西部塔西克拉通内坳陷盆地内部坳陷沉降较快，发育局限台地与半局限台地沉积。塔西克拉通内坳陷盆地东部的克拉通边缘坳陷，属于强烈拉张环境的产物。中寒武世与早寒武世原型盆地最大的区别为：在海退背景下塔西克拉通内坳陷发育了属于局限台地内坳陷产物的宽广的膏泥坪沉积，并伴随着塔西克拉通内坳陷盆地向东南方向的扩展，局限台地的范围也向东南方向的塔中地区拓展。塔西克拉通内坳陷盆地东侧仍为克拉通边缘坳陷，仅发生了沉积相带的迁移。晚寒武世塔西克拉通内坳陷由于海平面上升，局限台地范围缩小，蒸发台地膏云坪相沉积消失，且由于沉降的不均一性，于巴楚-塔中一带的两侧形成近EW向的台地内坳陷半局限台地沉积。
1.早寒武世
早寒武世塔里木地块为古昆仑洋与天山洋围限，自地块内部向边缘水体急剧加深。海水覆盖整个盆地，因周边缺少物源，主要沉积了一套碳酸盐岩。受西高东低的地形控制，沉积体系出现东西分异。自东向西形成盆地、斜坡、台地边缘、开阔台地及局限台地沉积体系。盆地西部为克拉通内坳陷台凹云质岩相带沉积，盆地东部为克拉通边缘坳陷盆地相硅质岩相区，二者之间沿轮南、满参1井一线形成弯月形的台地边缘带，在其东侧即为斜坡砾屑灰岩相带（图2-2-1）。
盆地水体西浅东深，沉积环境相对稳定，沉降幅度大。西部台地及台地边缘下寒武统由下向上发育了玉尔吐斯组、肖尔布拉克组与吾松格尔组。阿瓦提-塔中地区下寒武统为一套厚500～700m的白云岩、藻白云岩等局限台地相沉积，已有和4、方1及塔参1等井钻遇。这些局限台地内坳陷的沉积，沉积时地形变化较大，呈凸凹相间分布。在塔北及麦盖提地区，发育有半局限台地相，呈环带分布，厚550～800m，地层厚度变化不大，主要为白云岩、含泥灰岩。下寒武统的底部见有一层含磷泥质、硅质岩。
图2-2-2 塔里木盆地及邻区中寒武世原型盆地分布图
图2-2-3 塔里木盆地及邻区晚寒武世原型盆地分布图
满加尔坳陷的东部及库鲁克塔格地区为盆地相。塔东1井揭示一套厚64m的硅质岩，属斜坡相沉积，下部的西山布拉克组（
北山地区沉积特征表现为高能潮间环境逐渐过渡为潮下低能环境的过程，含有硅质团块及黄铁矿晶体，反映了较深的还原环境，为陆架边缘海盆。西昆仑地区昆仑洋的证据主要是新元古代—早古生代库地蛇绿岩的存在，据姜春发（1992）、王东安（1989）研究，该区域属于深海-次深海区，其杂色沉火山碎屑岩为深水浊流沉积。
2.中寒武世
与早寒武世相比，中寒武世局限台地相区明显减小，发育了蒸发台地膏泥坪相沉积，并以该相占克拉通内盆地的主导地位，总体反映了海退的趋势。但沉积格局基本继承了早寒武世的特点，盆地斜坡向东有所迁移，特别是在盆地南部迁移距离较远（图2-2-2）。
西部克拉通内坳陷主要为大套膏盐（泥）岩夹白云岩、灰岩和云质泥岩，为局限台地内膏泥坪相沉积，其厚度由西向东减薄。西部柯坪露头区主要为藻白云岩、白云质灰岩（泥），部分层段见有石盐假晶。其外侧的开阔台地相，主要为白云岩、含泥白云岩。台地边缘相和前缘斜坡相目前还没有井钻遇。库南1井和塔东1井部位则处于陆棚环境，塔东1井莫合尔山组（
3.晚寒武世
晚寒武世，海水再次入侵，水体缓慢加深。盆地东深西浅、平面上三分的古地理格局仍很明显，斜坡相、广海陆棚相和半深海盆地相的位置及展布特征基本不变。与早、中寒武世相比，主要差别在于塔西克拉通内坳陷盆地东侧发育半局限台地相，局限台地相缩小。总体反映了海水变深，海底地形变缓的沉积背景（图2-2-3）。
局限台地相分布于巴楚-塔中地区，和4、方1、塔中5及塔参1等井钻遇，岩性相似，为大套白云岩。例如，塔中地区上寒武统丘里塔格组（
盆地相分布于库鲁克塔格地区，主要岩性为薄层灰岩和泥页岩。陆棚相塔东1井钻厚85m、塔东2井133m、米兰1井342m、古城2井86m、尉犁1井186m。其上部为灰色泥晶-粉晶灰岩、灰色、灰黑色瘤状泥晶-粉晶灰岩夹灰黑色钙质泥岩，下部为深灰色、灰黑色重结晶灰岩，含少量白云质；含几丁虫、笔石、微古植物化石；属浅海盆地相广海陆棚亚相。此外，库南1井钻遇的斜坡-陆棚相，主要岩性为灰岩和泥灰岩。台地边缘相目前还未有井钻遇，推测为砂屑灰（云）岩。北山地区自甘肃至新疆境内，水体逐渐加深，为陆架边缘盆地沉积。