伊犁盆地西北部的霍城冲洪积平原,第四纪以来堆积了丰富的沉积物,记录了盆山演化过程的信息。本文通过野外观察、剖面实测及127个钻孔资料,结合获得的ESR、OSL、磁性地层学测年数据,将区内第四系按早更新世、中更新世、晚更新世-全新世3个阶段绘制了相应的沉积等厚图,第四系整体厚度150～400 m,下更新统厚40～320m,沉积中心位于霍城—六十四团之间的地带;中更新统的厚度在20～240 m,沉积中心主要位于六十三团—惠远以南的可克达拉一带;上更新统的厚度在20～140 m,发育霍尔果斯—大西沟—果子沟以北沉积中心和乌孙山山前沉积中心;揭示了伊犁盆地西北部第四纪不同时期沉积特征,为天山第四纪构造隆升与伊犁盆地的盆山过程提供了重要依据。上新世末-第四纪初,天山整体地壳上升,同时气候逐渐变冷。西域组岩性主要为灰白色-灰色的钙质胶结砾岩,物源主要来自北部天山的古生代地层和岩体,典型地层见于红卡子采石场和大西沟乡福寿山一带,早更新世末与昌吉河群一起卷入褶皱。乌苏群在盆地东北缘有大面积的出露,主要出露在大西沟—长山梁子—恰特尔塔勒,岩性为冰水泥砾堆积;南部主要见于雅玛渡以南,岩性为冲洪积物,主要分布在乌孙山前。晚更新世山前发育大面积的砾石层,与下伏地层均为角度不整合接触,向平原区变为细颗粒沉积,晚期山前丘陵区接受黄土堆积。另外,第四纪以来,盆地控盆断裂存在3期向盆地扩展事件,早更新世末,西域组和昌吉河群一起发生褶皱:中更新世末,乌孙山北缘断裂强烈北冲,晚更新世末以来红山嘴断裂强烈向南逆冲,3期向盆地的扩展事件共同塑造了伊犁盆地西北部现今构造地貌。