褶皱和断层构造
(一)褶皱构造
古生界地层系统是研究区最典型的褶皱构造。前寒武系古变质岩系由于多期构造事件的叠加变形，没有完整的褶皱构造。古生代地层的褶皱相对完整，或者在沙井和角瑞口布剖面中可以观察和追踪到。但在火石山以北地区，由于多期断裂构造的叠加和逆冲推覆断裂构造的破坏，除二叠系者寺组外，早古生代地层的褶皱也不完整。不同时代的地层往往以构造块的形式相互重叠拼贴。
除早中元古代与中晚元古代不整合反映的前晋宁期和晋宁期构造事件外，调查区东天山古大陆系地层的褶皱构造主要以加里东期和华力西中晚期造山褶皱运动为主，而印支期造山褶皱则以二叠纪地层褶皱为代表。
根据地层的发育、缺失或不整合、卷入地层的时期及伴随的岩浆事件，加里东造山褶皱事件可由蓟县系平头山组地层与平头山-沙井剖面震旦系西长泾组地层的不整合、地层的短轴背斜褶皱、区内700-550 Ma中酸性岩浆的侵入、青白口地层沉积缺失等地质现象来反映。当然，这一时期发生的褶皱造山事件在时限上可以部分跨越晋宁期。华力西中晚期褶皱作为繁盛期，以寒武纪-志留纪背斜复合褶皱为特征，缺失泥盆纪和部分石炭纪地层沉积，岩浆活动被大量超基性岩浆-中酸性岩浆侵入事件所替代，明显呈现岩浆底侵和隆升造山过程，前面已有论述。印支期褶皱构造痕迹可根据该区一些侏罗纪碱性S型钾质花岗岩侵入事件提供的时间周期。但它属于陆内碰撞后造山演化中的一个地质构造事件。
与东天山古陆系统相比，塔里木古陆系统发育的褶皱构造主要由一个复式向斜褶皱组成。轴向近东西向，北翼略缓，南翼略陡。但从一开始就受到一系列近东西向逆冲断层的破坏，大部分相关岩石地层单位产于叠瓦状构造片中，原始褶皱形态不完整。
根据北部敦煌群419Ma花岗闪长岩体的变质年龄和南部塔里木古陆前陆基底大量400Ma中酸性岩浆侵入事件，表明褶皱造山事件可能主要发生在加里东晚期至华力西早期，与东天山古陆系的褶皱造山事件有所不同。
(2)断裂构造
如前所述，研究区主要断裂系统的性质在产状、性质和组合形式上与构造单元的动力系统相匹配，或者是这些构造单元形成过程的地质事件表征。如沙井-平头山剖面北西向帚状构造体系中发育的断裂系统，其排列组合和位移方式完全是对沙井-平头山拉扭帚状构造或旋扭应力场和运动学过程的必然模仿。又如塔里木古陆缘裂谷带发育的一组近东西向逆冲断层，实际上是东天山古陆系下塔里木古陆系俯冲碰撞过程中，硬基底和软表壳两种不同物理结构层产生垂直剪应力的产物。又如火石山以北地区的近东西向褶皱断裂系统，正是与火石山-牛圈子裂谷和二叠纪拗拉槽闭合过程有关的构造形态模式。
除上述外，具有划分I-III构造单元意义的F3、F14断层，可作为早古生代火石山-牛圈子裂谷北边界的克立特格下格格格-哈尔根头布隐伏断层，在重力、航磁、遥感影像上也清晰显示边界深大断裂特征。比如:
F3断层:它不仅有高山(北)和河谷冲积平原(南)两种地貌，近东西(北)和西北的褶皱和断层，航磁△T异常和重力梯度交汇边界，而且从附近基性超基性岩的发育来看，它具有深边界断层的性质，是该区一个ⅲ级构造单元的边界断层。该断裂可能发生在华力西早期，即志留纪的隆升造山期，属于逆冲扭性断裂。到印支期，由于受北东向阿尔金断裂系和复合叠加关系的影响，可能转化为左旋剪切，并表现出一定的韧性剪切破裂性质。
F14断层:是东天山和塔里木古陆系I-III构造单元的边界断层。在空间上，它还具有划分两种地貌的边界深大断裂、重力和航磁异常以及近东西部和西北方向的断层褶皱系等特征。断裂的初始发育时间可能在晋宁期或南华期，这可以用谷宝泉一带榴辉岩的出现来解释。它属于挤压逆冲性质，控制着塔里木古陆北缘前陆裂谷盆地的形成、发展和演化。其强烈活动期可能在华力西早期，即与区内逆冲推覆构造的繁盛期同时，但一般结束于印支期，以侏罗纪陆相煤系盆地发育和左逆冲走滑为标志。
控制早古生代火石山-牛圈子裂谷北界的克力特格下格格-哈尔根头布断裂，除在界面处有航磁和重力梯度异常显示外，是一条隐伏的界面断裂。勘察区大部分被第四系覆盖，地表无明显出露，详细情况不详。