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吐哈盆地属于长期发展的叠合型含油气盆地，它位于准噶尔－吐鲁番古陆块的东南部。盆地北部的发生与发展与博格达准地槽裂谷带的形成及演化有关；其西部北端和南部的发生与发展与北天山窄大洋西端的演化和撞前陆盆地形成有关；其东北部的发生与发展与西柏利亚古板块和新疆古陆板块之间的活动有关。盆地的古生界属海相、海陆交替相沉积，中生界属陆相沉积。盆地壳－幔深部有两期热地幔上拱活动，具备了形成生物成因与非生物成因两大油气源叠合、富集的板块构造条件，是含油气潜力较大的中型含油气盆地，其深部蕴藏着丰富的石油、天然气资源。