两北地区指阿瓦提断陷北部、顺托果勒低隆起北部和沙雅隆起一部分，在构造单元上属于塔里木盆地东北部坳陷区西部。石炭系是塔里木盆地重要的含油气层系之一，现已相继发现了上亿吨的巴什托油田、塔中油田、艾协克油田等，都充分证明该层为具有优越的成藏条件和勘探条件。　　 本文在借鉴前人研究成果的基础上，利用经典层序地层学和现代沉积学理论，利用研究区丰富的钻井、测井、二维地震等资料，通过对塔里木盆地石炭纪层序地层学及沉积环境的详细研究，得出以下几个结论和认识:　　 1.塔里木盆地两北地区石炭纪共发生了五次明显相对海平面升降，相应的划分为5个三级层序，缺乏河流回春作用对下伏地层冲刷及暴露标志，层序类型以Ⅱ型为主。层序发育不齐全，主要由为海侵体系域和高位体系域构成，缺乏低位体系域。　　 2.塔里木盆地石炭纪为典型的碎屑岩与碳酸盐岩交互沉积特征，相应的沉积环境主要有障壁滨岸和局限台地两大沉积体系。层序发育样式控制其沉积充填过程，在相对海平面迅速上升阶段，产生了清水碳酸盐岩沉积;随后海平面的缓慢下降，产生了一套细粒沉积物。碳酸岩盐沉积构成了海侵体系域，潮坪-泻湖亚相代表了低位体系域和高位体系域。由此产生了石炭系碎屑岩与碳酸盐交互沉积的典型特征。　　 3.在关键单井层序地层和沉积相分析的基础上，详细研究了塔里木盆地两北地区的沉积格局和演化特征，表明其体现了明显的规律性:横向上，沉积相带的展布具有明显的分带性，整体呈北东-南西向发育，靠近剥蚀线主要发育泻湖-潮坪亚相，向凹陷内部发育局限台地-泻湖亚相;垂向上，沉积体系的演化具有旋回性，Csq2层序和Csq3层序具有碎屑岩和碳酸盐岩叠置发育，局限台地岩相环境下碳酸盐岩沉积组成了海侵体系域，潮坪-泻湖亚相沉积环境下的细粒泥岩构成了高位体系域。　　 4.层序演化主要受相对海平面升降、物源供给和古气候的影响，其中海平面升降变化时主要影响因素，其通过水进-水退的变化控制着体系域的分布，从而决定了沉积相带的平面展布;物源供给主要通过海平面升降变化影响沉积相带类型及分布，在物源供给总体不足，处于欠补偿条件下，两北地区石炭纪总体沉积物以细粒为特征，环境较低能，具有良好的盖层与生油层条件;古气候特征主要影响沉积物的类型，早石炭世，环境相对局限，气候干旱，蒸发量大于降水量，形成了膏岩、盐岩的盐湖亚相为标志的典型气候层序，晚石炭世，气候逐渐湿润，形成了大量了灰色、深灰色炭质泥岩沉积物。　　 5.综合以上成果，分别总结了沉积发育模式和层序发育模式，由于典型的碎屑岩与碳酸盐岩交互沉积，构成了两种不同的沉积发育模式;与经典层序发育模式相比，具有以下特点:①Ⅱ型层序较发育;②无陆架破折;③层序不发育不完整;④凝缩段不发育。