库车坳陷侏罗系以河流-三角洲-湖泊沉积体系为特征。其中，阿合组以辫状三角洲平原的河道滞留沉积、心滩，辫状三角洲前缘的水下分流河道夹河口坝、分流间湾及沼泽沉积为特征;阳霞组以滨浅湖、沼泽化滨浅湖-湖沼夹辫状三角洲前缘、(曲流河)三角洲前缘的水下分流河道、河口坝、席状砂、分流间湾，以及顶部厚度均一、分布广泛、岩相稳定的浅湖-沼泽化浅湖或浅湖-半深湖沉积为特征。因此，库车东部地区下侏罗统储集体主要以辫状三角洲平原、前缘亚相中的各微相砂体为特征，其次是(曲流河)三角洲平原、前缘亚相中的各微相砂体。
从沉积粒度及沉积相序的纵向演化上看，自阿合组至阳霞组顶部，粒度总体向上变细，反映构造运动、湖盆区与陆源区的地势分异总体由强变弱;沉积相总体经历了辫状三角洲平原、前缘夹滨浅湖至浅湖-半深湖的演化，反映了断陷作用使湖盆形成、发育到极盛的完整演化过程。
1.阿合组沉积相
阿合组是在三叠系上统塔里奇克组辫状河流沉积体系基础之上形成的，垂向上东区和西区均由辫状三角洲平原和辫状三角洲前缘互层组成，即东区和西区阿合组的沉积体系和沉积环境是一致的，仅在某些沉积特征上有所差异。另外，受局部构造特征和物源供应体系的控制，同一时期在不同地区的沉积亚相类型有所差异，且各个亚相类型在地层中的比例亦不相同，反映了陆相盆地快速多变的沉积环境变化特征(张惠良等，2002)。
第五岩性段为辫状三角洲平原和辫状三角洲前缘沉积亚相，前者见于吐格尔明和库车河剖面;后者分布于克孜勒努尔剖面，主要是由砂质辫状分流河道和辫状三角洲前缘砂岩叠置而成的多河道复合砂体。
第四岩性段主要由辫状三角洲前缘中的远砂坝-河口坝组成。
第三岩性段在东区的吐格尔明剖面为辫状三角洲前缘和辫状三角洲平原均匀互层;在西区的克孜勒努尔剖面以辫状三角洲平原相为主，中部夹辫状三角洲前缘沉积。
第二岩性段与第四岩性段相似，主要由河口坝和远砂坝组成。
第一岩性段主要由辫状三角洲前缘亚相组成。吐格尔明和库车河剖面夹辫状三角洲平原亚相。
阿合组总体上是一个加积序列，反映湖盆的沉降幅度、陆源区的抬升幅度与沉积速率总体上相一致，因而沉积环境较为稳定，总体上保持了辫状三角洲平原-前缘、滨浅湖的沉积古地理面貌。其沉积演化自下而上总体上经历了第四-第三岩性段与第二-第一岩性段两个粒度由粗变细、两个次一级湖侵和湖侵规模渐次变大的演化旋回。
2.阳霞组沉积相
宏观上，东区和西区阳霞组由下往上均表现为辫状三角洲沉积体系和湖盆沉积体系，呈现出明显的退积旋回。
第四岩性段以发育辫状三角洲平原中的分流间湾和沼泽微相为特征，夹辫状分流河道、水下分流河道和河口坝微相。东区为砂质河道，西区出现较多的砂砾质河道。在吐格尔明剖面为辫状三角洲平原;克孜勒努尔剖面为辫状三角洲前缘，往上变为辫状三角洲平原;库车河剖面上、下为辫状三角洲平原，中间夹辫状三角洲前缘。
第三岩性段仍以辫状三角洲平原为特征，发育分流间湾和沼泽微相。尤其东区全部为沼泽和分流间湾的泥质岩和煤岩，西区夹少量辫状分流河道和决口扇。克孜勒努尔剖面为辫状三角洲前缘中的河口坝和水下分流河道。
第二岩性段是阳霞组的主要储集砂体发育段，上部主要发育辫状三角洲平原的辫状分流河道。在吐格尔明剖面发育辫状三角洲前缘的水下分流河道和河口坝。下部主要发育辫状三角洲前缘亚相水下分流河道微相。
第一岩性段为半深湖-深湖相的黑色泥岩。
阳霞组自下而上沉积粒度总体上经历了细→粗→细→更细的演变，沉积相则经历了滨浅湖、沼泽化浅湖、湖沼夹辫状三角洲前缘→辫状三角洲平原-前缘、滨浅湖→滨浅湖、沼泽化浅湖、湖沼夹(曲流河)三角洲前缘→浅湖-半深湖的演变，反映构造运动、湖盆区与陆源区的地势分异经历了较强→强→较强→弱的演变，湖盆区沉积作用经历了淤浅而沉积下含煤层段→断陷和陆源区强烈隆升而沉积砂砾岩段→淤浅而沉积上含煤层段→盆地强烈沉降而沉积标准泥岩段的演变。
综上所述，库车坳陷早侏罗世湖盆演化可概括为阿合组沉积期初始形成→阳霞组上、下含煤层段和砂砾岩段沉积期波动性发展→阳霞组标准泥岩段沉积期发育到极盛3个阶段。有利储集砂体主要赋存于湖盆初始形成期的阿合组中，其次是湖盆波动性发展期的阳霞组砂砾岩段中(图4-9，图4-10)。