前震旦纪地层在西北区出露较多，分布较广。据目前了解，它是构成天山、祁连山、昆仑山、阿尔泰山等造山带的核心部分；河西走廊地区因受后期区域变质作用及花岗岩化的影响不同，各地区前震旦纪地层变质程度不完全一致，给地层的划分和对比带来了一定的困难。根据已有资料，以阿勒泰、库鲁克塔格、阿尔金、祁连山南坡、柴达木盆地北缘及马鬃山等为例，将古老变质岩系的地层层序及其内在特征概述如下（表1.1，表1.2）：
表1.1 中国西北地区塔里木盆地前震旦系变质基底对比
1.1.1 结晶基底地层及岩性特征
1.1.1.1 库鲁克塔格山地区
该区是中国西北部前震旦系发育最佳地区（表1.1），自下而上出露有：
（1）太古宇
达格拉格布拉克群（ArDg）出露范围较小，仅见于库鲁克塔格中段及西段辛格尔村以南达格拉格布拉克、卡拉克苏水泉一带。在达格拉格布拉克地区出露较好，岩性为贯入片麻岩、石榴黑云片岩，浅红色、灰绿色花岗片麻岩，深灰色黑云石英片岩、混合岩，深灰色、黑色、绿色角闪片岩夹少量大理岩透镜体及不稳定的夹层。在辛格尔村东南，本群几乎均为较单一的红色花岗片麻岩夹少量绿色角闪片岩。未见底。出露厚度为800～1000m。
（2）古元古界
兴地塔格群（Pt1Xd）广泛分布在中、西库鲁克塔格的兴地村以南，喀拉贴肯乌拉以北，和达格拉克布拉克至麦里喀德布拉克、铁门关及北山一带。本群变质程度不均一，以中-深度变质的碎屑岩为主，间夹少量碳酸盐岩。按岩性可大致分为3组，即：上部碎屑岩组，厚714～3448m；中部大理岩组，厚200～870m；下部碎屑岩组，厚1135m以上。
（3）中元古界
长城系杨吉布拉克群（ChYj）广泛分布于帕尔岗塔格南坡、杨吉布拉克、帕尔岗布拉克及巴勒衮布拉克一带，并向西南辛格尔塔格、兴地塔格、库尔勒以北、铁门关一带都有大面积出露。主要岩性为中-浅变质的浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩，其中片岩和大理岩沿走向常过渡交替出现。此外还有含铁石英岩及石英岩和少量砾岩夹层。出露厚329～2550m。本群与下伏古元古界兴地塔格群为不整合接触。
蓟县系爱尔吉干群（JxMr）分布在奥图拉克布拉克以南至辛格尔塔格、爱尔吉干达坂以西、帕尔岗塔格南坡和巴勒衮布拉克等地。为一套岩性单一浅变质的浅海相碳酸盐岩，富含镁质、硅质及核形石，厚917～2665m。本群与上覆青白口系未见有明显的间断。
（4）新元古界
青白口系帕尔岗塔格群（QbPr）分布在东库鲁克塔格、帕尔岗塔格一带。可分为上、下两个亚群，下亚群为浅变质的滨海-浅海相碎屑岩，厚140～700m；上亚群为碳酸盐岩，其中含有丰富的叠层石和核形石，厚614～900m。本群上部为震旦系或泥盆系不整合覆盖。
1.1.1.2 阿克苏地区
古元古界仅分布于阿克苏西北肖尔布拉克一带，为阿克苏群（Pt1Ak）（表1.1），由绿、灰绿色绢云母绿泥石石英片岩、绿帘绿泥石石英片岩、石英岩、绿帘石岩及过渡性成分的各种岩石所组成，常见石英脉顺层贯入，大部分岩石均硅化及碳酸盐化。
1.1.1.3 铁克里克地区
在小区西段和东段北部大面积分布，丝路群（QbXl）（表1.2）构成本区主体，为一套结晶片岩、大理岩，总厚达16000m，含少量叠层石。
1.1.1.4 祁连山南坡
祁连山南坡达肯大坂山和柴达木盆地东部锡铁山，出露前震旦系变质较深的片岩及片麻岩系。上覆未变质的早古生代地层，其岩性特征分述如下：
（1）达肯大坂系
中国西北地区构造体系控油作用研究
本系包括各种片麻岩、片岩、大理岩等。大体上片麻岩在下，片岩在上。
表1.2 中国西北地区前震旦系变质基底对比
（2）锡铁山系-绿色片岩系
中国西北地区构造体系控油作用研究
在柴达木盆地东部锡铁山一带分布很广，主要岩性有石英绿泥石片岩、硅质片岩、变质火山岩及大理岩等。
（3）沟口系（Pt2）
本系地层在祁连山南麓最为发育，组成柴达木盆地北缘围襟带，出露于马海大坂—赛冷尕秀—德令哈一带。在鱼北沟，地质部632队所作剖面如下：
上部：灰白色、淡红色结晶石灰岩与青灰色具纹理的石灰岩，呈条带状，其中间夹白色硅质灰岩、黑色石墨角闪片岩及石墨云母片岩。厚3500m。
下部：以紫色和绿色砾岩为主，夹紫红色、绿色变质砂岩、绿色绿泥石石英片岩及石英云母片岩。厚3000m。
在赛冷尕秀及德令哈的伐木沟中，均见有类似的岩石，但出露厚度不一。
上述3段岩系之间无明显界线。达肯大坂系的片麻岩大部分为副片麻岩，可能为绿色片岩受花岗岩化变质而成，达肯大坂系与锡铁山系层位可能相当于五台系。沟口系浅变质岩迄今未见化石，推测其层位可能相当于滹沱系。
阿拉善、柴达木、马鬃山地区等的基底也是变质程度不一，但存在太古宇和元古宇（井下为绿色片岩及花岗岩），相当于上述的五台系；台块边缘则为变质较浅的岩系，如准噶尔、阿拉善等地所见，皆相当于滹沱系。
关于东天山库鲁克塔格山和祁连山南坡前震旦系划分对比问题，主要依靠岩性。锡铁山系和兴地塔格系皆以绿泥石石英泥片岩为主，夹大理岩及白云岩。而爱尔吉斯系与沟口系皆以浅变质的千枚岩、绢云母片岩为主。
1.1.2 基底构造特征
1.1.2.1 航磁异常分区
如图1.1所示，可分为：
（1）额尔齐斯条带状正负磁异常区
位于阿尔泰深断裂以南的乌伦古—额尔齐斯河一带，以具有大量强烈正磁异常条带及相对较弱的负磁异常条带相间展布为特征。正磁异常带呈弧形位于准噶尔北缘，向上延拓10km和20km后各带合为一个正磁异常带。
（2）东北准噶尔负磁异常区
位于准噶尔东北缘，呈北西向延伸展布于克拉美丽深断裂以北，长约800km，平均宽约60km，负峰值达-400nT，磁性体顶部埋深在10km以上。
（3）准噶尔-吐鲁番-哈密正磁异常区
包括西准噶尔、准噶尔盆地、博格达山、吐鲁番-哈密盆地（简称吐-哈盆地）及其南缘，南界至阿其克库都克深断裂。该正磁异常区有3个高磁异常中心，即：(1)中央准噶尔高磁异常区，呈近等轴状，长250km，宽200km，异常强度250nT；(2)吐鲁番-哈密正磁异常区，异常呈近EW向延伸，长800km，宽200km，异常强度高达600nT，自西向东由沙家子-梧桐窝子、大南湖、底坎尔-康古尔塔格3个串状异常构成；(3)伊连哈比尔尕正磁异常带，由艾比湖向东呈北西西向延伸至乌鲁木齐和博格达山，长800km，宽约100km，磁异常强度100～200nT。作者认为其浅层北西向磁异常带（厚约10km）是海西期中基性火山岩的反映，这已为石西、基东等地的钻井所提示，深层（15km以下）磁异常带在上延60km高处仍有30～45nT正异常，这不仅是前寒武系铁镁质基底的反映，而且更可能是混入了类似洋壳之类的物质，这样可以认为准噶尔盆地仍存在陆壳基底，不过其铁镁质成分含量高，从而与阿尔泰和天山的基底明显有别。
图1.1 中国西北地区航磁异常（△T）等值线图
（4）伊犁正负异常区
由巩乃斯正磁异常和博罗科努-赛里木湖负磁异常构成。西宽东窄，北侧的负异常呈北西向，异常强度为-100～250nT；南侧的正异常为近东西向，异常强度为100～200nT。负异常反映了坳陷的展布，而正异常代表震旦系基底。
（5）塔里木盆地磁异常区
A.塔西南宽缓高值正负相间磁异常带
主要由北东方向正负相间的宽缓磁异常带构成，正异常的宽度范围大于负异常的宽度范围，其间存在梯度变化，它们以变化宽缓和幅度较大为共同特征。所有升高正异常带磁异常强度大致相同，在250～350nT之间；所有降低负异常带异常强度在-110～60nT之间。正如后文分析，正异常带可能代表塔南新太古代基底（陆核），以类似阿尔金杂岩为特征，而负异常带则是穿插在早期陆核之间的古元古代活动带，它们以弱磁性为特征。
B.塔东南正负变化磁异常带
主要位于阿尔金山前，长达550km，最宽为110km。为以北东方向为主的正负相间磁异常，变化剧烈，水平梯度较大，异常幅度可达300～600nT。在航磁△T上延40km异常等值线图上，仅在若羌北存在较大的磁力高。该区的正磁异常带也被看做是新太古代阿尔金杂岩的反映。
C.中央近东西向高值正异常带
塔里木盆地中部近东西向高磁异常带尤为醒目。异常带中每个磁力高具有规模大和强度高的特点，异常强度一般在200～350nT，最大达500nT。在△Ta化极上延20km和40km平面图中，仍表现为宽缓高值正异常，表明磁异常延深大和磁性强。定量计算表明，异常体为近于直立的板状体，顶面埋深17～24km，磁化强度约为2400×10-3A/m。笔者认为该磁异常带是古元古代末期南、北塔里木陆核的拼合带，镁铁、超镁铁岩浆将两个陆核焊合，形成塔里木初始古陆。
D.巴楚异常分区
该区与巴楚断隆部位大致吻合，磁场变化剧烈，异常强度-160～500nT，以窄小尖峰的局部异常成群分布为特征，异常多呈北西或北西西向，也有少数呈北东和近南北方向，磁异常受边界断裂控制明显。定量计算表明，异常体埋深一般2～3km，埋藏较浅。它们主要是早二叠世晚期火山活动的反映，无论在地表还是在钻井中都揭露了这一套中基性岩浆岩。
E.塔北广阔平缓负磁异常分区
该区东西长700km，南北宽200km，以东西向延伸、平缓广阔的负磁异常为背景磁场。在该背景场上叠加了众多或大或小、或正或负的局部异常。异常强度一般为-80～200nT。该负背景磁场一直向北延展到南天山，且磁异常延深大，几乎可达居里等温面。该负背景磁场应是元古宇（如阿克苏群）弱磁性片岩的反映。塔北与南天山磁场特征的一致性，反映二者岩石圈结构的相似性，如地壳可能主要由花岗岩和闪长岩类岩层组成，玄武岩层较薄。
F.塔里木东缘磁异常分区
位于铁克里克—阿拉干—若羌一线以东，可进一步划分为库鲁克塔格变化负磁场分区、罗布泊平缓升高正磁异常分区和库木塔格负磁场分区。
（6）银根-额济纳旗磁异常分区
磁异常总体展布方向为东西向和北东向，区域上为负背景场，在其上发育了局部磁力正异常。低缓的负异常区一般与坳陷相对应，这与重力负异常范围较为吻合。
（7）柴达木盆地磁异常分区
柴达木盆地的区域重磁力异常基本上可反映出盆地基底的特点。磁异常表现为椭圆状，异常表现为平缓升高的正异常或平缓降低的负异常。据磁异常反演计算，引起盆地内部的磁异常平静变化的磁性体是前震旦纪的花岗片麻岩类岩石。
（8）祁连磁异常分区
在浅层磁异常呈NW向正、负相间展布。但在向上延拓图上，磁异常逐步消失。表明引起磁异常的多为浅层地质体。
1.1.2.2 航磁异常所反映的深部岩石层变形变质及大地构造属性
（1）哈萨克斯坦-准噶尔陆块
哈萨克斯坦-准噶尔陆块指阿尔泰山以南、塔里木盆地以北、北山以西的广大地区，包括现在的哈萨克斯坦、天山、北山、准噶尔盆地和吐鲁番-哈密盆地所在的广大范围。地表出露的高级变质岩主要分布在库鲁克塔格、敦煌-北山和哈萨克斯坦3个地区。在库鲁克塔格地区出露的高级变质岩包括托格拉克布拉克和喀拉阔雄片麻杂岩，最近在托格拉克布拉克杂岩的灰色片麻岩和斜长角闪岩中分别获得了3362Ma和（3263±129）Ma的Sm-Nd同位素年龄，以及在稍晚的喀拉阔雄变质杂岩的花岗片麻岩中获得了2854Ma年龄值；在敦煌-北山地区，敦煌群片麻杂岩中获得了3488Ma和2936Ma的同位素年龄值，北山杂岩中获得了2950Ma的Sm-Nd同位素年龄值，主要岩石组合包括混合岩化片麻岩、角闪岩和变质火山岩；在哈萨克斯坦外伊犁阿克丘兹片麻岩中也获得了2780～3000Ma的年龄值。证明这一陆块存在古-中太古代变质结晶基底。深部物探资料显示在准噶尔盆地和吐哈盆地南部，也存在变质结晶基底。出露的高级变质结晶基底的岩石主要包括基性-超基性岩、TTG组合的正片麻岩组合和某些深变质的火山碎屑岩组合，推测该陆块是在哈萨克斯坦、天山、北山3个太古宙陆核及其周边活动带的基础上焊接形成的，类似于南非罗德西亚和加拿大苏必利尔地盾的太古宙克拉通。
传统上把现在处于塔里木盆地北缘的库鲁克塔格地体划归塔里木地块，根据其岩石组合特征，南天山地质构造和深地震反射的最新研究成果以及塔里木北缘的性质，我们认为库鲁克塔格地体的出露是由于天山南麓库尔勒逆断层向南推覆的结果，属于哈萨克斯坦-准噶尔陆块的一部分。
（2）华北-塔里木-扬子超陆块
根据华北地区早前寒武纪变质结晶基底的大量构造和岩石学研究成果，结合对航磁异常成因的理解认为，被中、新生代盆地覆盖的塔南和扬子地体的古老结晶基底，具有与华北早前寒武纪结晶基底同样的性质和构造发育历史。根据阿尔金北坡米兰群的变质特征和具有的年龄数据，推测塔南、扬子地体具有太古宙岩石组分，华北、塔南、扬子地体在太古宙末分别为统一超大陆的一部分。太古宙晚期分散的古陆核经过增生、拼贴和焊接，在新太古代末阜平运动期间，受统一应力作用，形成了一个总体构造走向北西-南东或近东西的统一克拉通。古元古代时期，上述克拉通被一系列强大的左行韧性剪切带，如古郯庐、太行山前、大同-环县、吉兰泰-古浪-玛多、古阿尔金和星星峡-罗布泊等所改造，并沿着这些剪切带形成了五台期线性活动带。与此同时塔南、扬子等地体被大规模向南西推移，但三者在古元古代末仍然通过其期间的活动带（如阿拉善-柴达木古元古代活动带等）焊接在一起。上述推断不仅因为塔南和扬子基底的航磁异常均显示了典型的、与华北基底一致的北东成带和北西成串构造样式，而且西部几条巨型的弧形航磁异常构造的存在，以及沿着相应的韧性剪切带曾经发生位移的性质，使统一的新太古代超大陆及其在古元古代被改造的构想得到支持；更重要的是，得到了相关地体自中-新元古代以来地质演化历史证据的支持，并使长期以来关于这三大陆块相互关系的争议得到合理解释。
（3）大区域航磁异常背景的性质比较
用前述滤波法屏蔽局部异常的干扰后，长波航磁异常展现了居里面以上地壳岩石平均磁化率的区域分布，结合已知露头岩石的磁性特征可以认为，波长超过120km的大面积分布的区域正异常，基本上代表了地壳中残存变质结晶基底岩石组合，而负异常区则对应于基本未变质的沉积岩区。尽管花岗质（中酸性）岩浆岩体的磁化率总体上介于变质结晶基底岩石和沉积岩之间，但中国东部大范围出露的中生代后造山（基本未变形）花岗质侵入岩体，在长波异常图上或者没有产生显著的影响（如东北地区的东部），或者对正航磁异常有轻微的叠加增强作用。此外，不同时代的基性、超基性侵入岩等磁化率较高的岩石，由于规模较小，分布零散，一般也没有改变长波航磁异常的区域分布样式。但在中西部的造山带中，上述同造山侵入的中-酸性和基性、超基性岩浆岩体，由于造山期存在的挤压应力，使它们在获得磁性的同时就具有与造山带方向一致的磁化率各向异性，因此显然加强了造山带的航磁异常。
从整体上看，长波航磁异常的分布特征把中国大陆清楚地划分为东带、西带和中带三大部分。东带和西带均以正异常占主导地位，但内部结构又不一样；中带则以负异常为主，存在局部正异常。
这一大框架正确体现了中-新生代以来中国大陆构造变动的总体结果。中带北部在古生代褶皱带产生的区域负异常背景上，阿拉善-柴达木地块的结晶基底断续显露得到证明；中带南部的区域负异常总体上体现了青藏高原以印支褶皱基底为主体的轮廓，拉萨正异常区反映了由于岛弧火山作用而得到增强的冈底斯地体的结晶基底。在东带和中带之间，恰好是典型的南北地震构造带之所在；而中带与西带之间，则以长期活动的阿尔金断裂带为界。
（4）主要陆块结晶基底的性质和构造分析
在上述一级单元的框架下，根据长波航磁正异常的分布、性质和内部结构特征可以认为，中国大陆的结晶基底的航磁异常特征大体上又可以分为3种类型。第一类以华北、塔南和上扬子地块为代表，表现为整体呈面型分布、异常值普遍较高的航磁正异常区，对应于高级变质的早前寒武纪结晶基底；第二类以下扬子地块为代表，表现为面型分布、异常值较低的正异常区，对应于中-低级变质的中-新元古代褶皱基底；第三类以天山为代表，表现为宽的长条状正高异常带，对应于被造山带改造的变质结晶基底和同造山侵入的岩浆岩体。
根据与上述正航磁异常分布相关的露头岩石特征和对我国结晶基底构造演化的理解，我们把基底进一步划分为3个块体。它们分别是：
A.塔里木陆块基底
根据在西昆仑和阿尔金山北麓出露的高级变质岩石以及航磁长波异常特征，塔里木盆地的基底显然只存在于北纬40°以南的地区，其组成、性质和构造样式与华北陆块的早期特征一致，后期改造主要表现为整体挤压坳陷。
B.柴达木-阿拉善陆块基底
构造、岩石和同位素年代学的研究结果表明，柴达木-阿拉善地区出露的变质结晶基底主要为古元古代的中高级变质岩。这套岩石被与华北陆块完全一样的中元古代以后的沉积盖层所不整合覆盖。根据对华北早前寒武纪构造解析得到的演化历史的认识，处在吉兰泰-民勤、古浪-鄂陵和阿尔金北东-南西向弧形剪切牵引带之间的柴达木-阿拉善地体，应该是华北-塔南-扬子太古宙超陆块在古元古代阶段发生韧性裂解，并形成与五台山类似的海槽沉积和褶皱回返的产物。
柴达木-阿拉善陆块基底形成以后经历了中元古代裂陷、元古宙末—早古生代造山作用改造，以及印支和喜马拉雅等造山作用的影响，目前表现为残存的基底岩块。
C.准噶尔-哈萨克斯坦陆块基底
作为独立的早前寒武纪陆块，准噶尔-哈萨克斯坦陆块基底的岩石组成和演化历史与华北不同，但可以肯定存在早前寒武纪高级变质的结晶基底。而在航磁长波异常图上，这一结晶基底已强烈卷入古生代造山带中。值得指出的是，以往从地质证据上把库鲁克塔格地区出露的前寒武纪变质结晶岩石当做塔里木盆地结晶基底，并据此认为塔北基底比塔南基底更老的说法，显然不能得到航磁异常分布特征的支持。因为在长波航磁异常图上，整个天山以南，大约北纬40°以北的塔北地区，表现为大范围的低平负异常区，说明塔北地区居里面以上的地壳中不存在大型的磁化率较高的变质结晶岩石。
1.1.2.3 布格重力异常特征
西北地区布格重力异常图及根据布格重力异常场解释的莫霍面埋深等值线图上（图1.2，图1.3）明显地表现出布格等值线密集分布的异常强度变化较大的重力梯度带将强度变化平缓的面状重力异常区相分隔的现象。
图1.2 中国西北及邻区布格重力异常图
（1）重力异常梯度带
西北地区可以划分出如下的重力梯度带：
1）阿尔泰重力梯度带：异常梯度每千米变化可达3×10-5m/s2以上；
2）艾比湖-乌鲁木齐梯度带：异常梯度为每千米变化2×10-5m/s2，由北向南由-120×10-5m/s2降至-220×10-5m/s2；
3）柯坪-博斯腾湖梯度带：为天山重力低与塔里木重力高之间的分界线，异常梯度为每千米变化1×10-5m/s2；
4）阿尔金梯度带：延长1500km以上，异常梯度为每千米变化1×10-5～2×10-5m/s2；
图1.3 中国西北地区莫霍面埋深等值线图
5）北祁连梯度带：为河西走廊带与北祁连带之间的分界带；
6）柴北缘梯度带；
7）昆仑-秦岭梯度带；
8）贺兰-六盘山梯度带。
（2）重力异常分区
A.准噶尔重力异常区
为新疆地区布格重力异常最高的地区。异常区总体为北西西向，异常值为-80×10-5～90×10-5m/s2，其内可进一步划分为西北缘、南缘、陆梁等重力异常小区。
B.天山重力异常区
呈西宽东窄的喇叭口状，为准噶尔和塔里木两个重力高异常区之间的重力低异常区。如北部的赛里木-伊犁三角形相对高异常区（-160×10-5m/s2），哈尔克山长条状重力低异常带（-280×10-5m/s2）。
C.塔里木重力异常区
为一宽阔的较平缓重力高异常区。大致以东经82°线为界，盆地东西两侧异常特征截然不同。西部地区，异常变化较大。大致沿北纬40°线展布着一条近东西走向的重力梯级带，梯级带长约400km，等值线北密南稀，最大梯度为每千米变化5×10-5m/s2。梯级带以南地区，重力异常总体呈北西向，自北而南为巴楚重力高、麦盖提重力异常陡变带、叶城-和田重力低、莎车西部重力高和杜瓦重力高；梯级带以北地区，重力异常总体呈北东向，自西向东为柯坪-乌什重力高、阿瓦提重力低、南喀-英买力重力高和拜城重力低。盆地东部地区，异常变化平缓，异常强度为-145×10-5～215×10-5m/s2，北纬40°线以北地区异常呈北西向兼有东西向，以南地区异常呈北东向兼东西和北西向。在塔西南—塔东南衔接区域，布格重力异常等值线给出的是重力梯级带呈连续的、过渡的状态，这表明，地表构造关系中显示的 “撕裂点（区）”，在岩石圈地幔深度上没有脆性断开。
D.柴达木重力异常区
包括阿尔金、昆仑-秦岭和柴北缘重力异常区盆地内重力异常呈正负相间排列，并具一定的方向性，在靠近阿尔金山的地方，异常值较高、较密集，呈北西西向；盆地中部为北西向；至盆地东南部，异常转变为北西西—东西方向，异常值相对变小，变得平缓开阔。其中正、负异常与重力梯度带分别代表其底隆坳或其分界线。正异常带如冷湖、鄂博梁、红三旱1号-碱山、尖顶山-大风山、苦水泉-大红沟等地，它们与基底凸起带或背斜构造带吻合较好；负异常带如茫崖-黄瓜梁-乱山子、尕斯、德令哈、赛西、那南、昆特依、一里坪-台吉乃、大柴旦等地，它们与其底凹陷相对应。而异常梯度密集带反映了断裂带的展布，如阿尔金山前、冷湖长垣与赛什腾凹陷之间、昆特依凹陷北缘、赛什腾山南缘、结绿素南缘、绿梁山南缘、锡铁山-埃姆尼克山南缘和昆仑山北缘等异常梯度带。
E.银根-额济纳旗重力异常区
重力区域场背景为东西向正异常，在此背景上发育一系列北东向局部重力负异常带。重力正背景场显示为区域性凸起，北东向重力负异常则是中、新生代沉积凹陷的反映。
阿拉善中部重力异常区和祁连重力异常区不赘述。
1.1.2.4 岩石圈结构基本特点
1）岩石圈的分层特点较为清楚。自浅层至深层，有盆地基底（B面）、上地壳底面（G面）、中地壳底面（C面）、壳幔边界（M面）、岩石圈底面等边界，表现出大陆岩石圈的结构特点，而且地壳波速结构也明显具有陆壳特点。岩石圈在横向上某些层缺失或不连续，反映出构造活动的差异。
2）岩石圈具有分块性。岩石圈横向上的不均一性体现在它具有块体结构。块体之间的分界线在地球物理上为重力异常梯度带、磁异常等值线密集带、电性分界面等，在地质上则为两个块体的缝合带，沿带镁铁、超镁铁岩广泛分布。总体而言，西北地区可划分出哈萨克斯坦-准噶尔-吐鲁番-哈密、塔里木、柴达木、阿拉善、华南、西伯利亚等岩石圈块体。这些岩石圈块体内部的结构与演化相对较一致（图1.4，图1.5）。
图1.4 中国西北地区地壳厚度图
3）盆地边缘区岩石圈普遍具有挠曲形态，由于新生代造山带隆升并向盆地逆冲，构造负荷作用造成前陆岩石圈挠曲沉降，这使得岩石圈各分层界面同步向下挠曲，埋深加大，表现出整体变形的特点。这一现象在西北地区具有普遍性，反映了印欧板块碰撞对西北地区岩石圈形态具有重要影响，也即盆地与造山带基本是在新生代中、晚期才形成这种面貌，造山带隆升及向盆地逆冲主要发生在新近纪以来。
4）岩石圈中发育高速薄层与低速薄层。如前所述，它们在横向上展布不连续，成因较复杂。
5）上、下地壳厚度变化较大。如在塔里木地区，满加尔凹陷的上地壳（G-B面之间）最薄，这可能与盆地形成初期的伸展有关；下地壳厚度变化可达10～14km，如祁连山下地壳有增厚趋势。这种特点反映出造山与成盆过程中深部构造因素的控制作用（图1.4）。
6）岩石圈流变学分层也较明显。如塔里木盆地岩石圈脆-韧性变形过渡带的深度大，为30～46km，坳陷区下地壳韧性层厚，隆起区下地壳韧性层薄。岩石圈强度大，为刚性岩石圈；有效弹性厚度（Te）最厚可达40km，因此表现出整体变形的特点。
7）阿尔金断裂两侧岩石圈结构差异明显。阿尔金断裂以东，地幔隆起区与中、新生代盆地相对应，如银根-额济纳旗盆地中生代裂谷盆地与地幔上升区相对应，伴随有大量裂谷碱性玄武岩喷发。阿尔金断裂以西，虽然整体上盆地与造山带与莫霍面大致呈镜像关系，但就盆地本身而言，盆地基底与转换界面（C、M）呈同步起伏，而非镜像对称，似乎反映出岩石圈刚性变形更为强烈的特点。
1.1.2.5 地壳单元划分
西北地区地壳划分如下（表1.3；图1.5）
图1.5 中国西北地区深部构造格架纲要图
表1.3 中国西北地区地壳单元划分简表
续表
1.1.3 变质基底形成期
褶皱变质基底是指各构造运动期的地槽沉积经褶皱回返、岩浆活动、区域变质作用，而无实际找油意义的变质层。
在8亿年前晋宁期，中国西北地区是一个统一的原始古大陆。这个古大陆在后来漫长的地史上，经受过多次构造变动，形成现今复杂的构造格局。
西北地区的石炭-二叠系，就沉积在复杂的、经过多次构造变动的、性质不同的褶皱变质基底之上。研究其褶皱变质基底的形成期及其展布特点，有助于更好地了解石炭-二叠系生油建造的有利地区（表1.1）。
西北地区褶皱变质基底从其形成时期看，可划分为3期：阜平期、吕梁期、晋宁期。
（1）阜平期（Ar）
25亿～38亿年，即太古宙期间，其最后一次构造变动——阜平运动——形成的一套褶皱变质岩系组成基底。
（2）吕梁期（Pt1+2）
19亿～25亿年，即古-中元古代。其间经历了23亿年前的五台运动和19亿年前的吕梁运动，这期间形成的一套褶皱变质岩系组成基底。
（3）晋宁期（Pt3）
8亿～19亿年，包括长城期、南口期、蓟县期、青白口期。其间经历了11亿年前的四堡运动和8亿年前的晋宁运动。这期间形成的一套褶皱变质岩系组成基底。