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晚新生代以来，天山北缘的沉积记录与天山的隆升密切相关。研究表明：始一渐新世安集海河组主要沉积发育水平层理的绿色、灰绿色湖泊相泥岩；晚渐新世沙湾组中上部岩石组合特征为紫红色曲流河相砂岩、粉砂岩和砾岩夹层；早中新世塔西河组下部主要为灰绿色、褐红色砂、泥岩互层，上部主要为土黄色砂岩和粉砂岩夹层；晚中新世-早上新世独山子组为辫状河相灰色砾岩和砂砾岩沉积；晚上新世-早更新世西域组主要为厚层砾岩堆积。土壤碳酸盐中稳定同位素数据表明：安集海河组δ^13C平均值为-3．9‰，δ^18O平均值为-5．0‰；沙湾组中上部δ^