塔里木盆地的寒武系划分为3个地层分区和6个地层小区（图1-1-1），即柯坪地层分区、塔克拉玛干地层分区和库鲁克塔格-塔东地层分区，其中塔克拉玛干地层分区包括塔北、巴楚、塔中、阿瓦提-满加尔西等4个地层小区，库鲁克塔格-塔东地层分区包括辛格尔和却尔却克-塔东两个地层小区。
图1-1-1 塔里木盆地寒武系区划图
（一）岩石地层划分
塔里木盆地中西部台地相区（包括柯坪地层分区和塔克拉玛干地层分区）和东部斜坡盆地相区（即库鲁克塔格-塔东地层分区）分别采用了完全不同的岩石地层系统（表1-1-1）。柯坪地层分区和塔克拉玛干地层分区的寒武系主要为一套浅水台地相碳酸盐岩沉积，自下而上划分为下寒武统玉尔吐斯组、肖尔布拉克组、吾松格尔组和沙依里克组，中寒武统阿瓦塔格组，上寒武统丘里塔格组。前人对于沙依里克组的划分不尽统一，本次对该组进行厘定。新厘定后的底界与原始定义相同，顶界较原来的为低，将该组仅限于一套灰、深灰色泥-细晶灰岩、藻灰岩、砾状（竹叶状）灰岩或灰岩夹白云岩，灰岩与白云岩互层和灰质白云岩、白云岩，厚度稳定在40～50m。厘定后的沙依里克组岩性以灰质高为特征，厚度稳定，露头区与覆盖区可以很好地对比，在钻井剖面本组自然伽马曲线微齿状低值为特征，是塔里木盆地中西部台地相区的一个较好的划分对比标志层。化石有三叶虫Kunmingaspis-Chittidilla带，时代暂定早寒武世龙王庙期。
库鲁克塔格-塔东地层分区的寒武系主要为一套斜坡-盆地相碳酸盐岩夹泥岩沉积，下部常夹硅质岩及火山岩。露头区和覆盖区基本采用同一套岩石地层单位系统，自下而上为下寒武统西山布拉克组和西大山组，中寒武统莫合尔山组，上寒武统突尔沙克塔格群（大部），却尔却克-塔东地层小区，下寒武统与北部辛格尔地层小区有所不同，无法划出西山布拉克组和西大山组，用雅尔当山组代替（表1-1-1）。
（二）生物地层划分
1.中西部台地相区
塔里木盆地寒武系生物化石以三叶虫最为重要，其他还有小壳类、牙形石、古介形类和疑源类。中西部台地相区和东部斜坡-盆地相区进行了化石带和组合的划分，并分别与中国浅水相（项礼文等，1999；全国地层委员会，2014）和斜坡相（全国地层委员会，2014）的标准划分作对比（表1-1-2）。其中，三叶虫自早寒武世筇竹寺期开始出现，在中西部台地相区（柯坪、塔克拉玛干地层分区）自下而上分为5个化石带和1个化石层；小壳类主要分布于下寒武统下部的梅树村阶，即玉尔吐斯组中，自下而上分为2个带；而牙形石在丘里塔格组的近顶部出现，有2个带；在玉尔吐斯组近顶部和肖尔布拉克组底部分别产古介形类；此外，还发现微古植物，共有3个组合（表1-1-2）。
2.东部斜坡-盆地相区
东部斜坡-盆地相区寒武系生物化石十分丰富，以三叶虫最为发育，可分为15个带和1个组合，其中大部分可与中国南方斜坡相区对比，部分具全球对比意义；小壳类产于雅尔当山组和西山布拉克组；牙形石自莫合尔山组上部开始出现，主要分布于突尔沙克塔格群，自下而上可分为5个化石带或组合，大多具有全球分布和全球对比意义。此外，还见少量的疑源类，有一个组合（表1-1-2）。
（三）层序地层划分
在不同沉积相区典型露头、钻井及地震层序综合分析基础上，将塔里木盆地寒武系划分出6个三级层序，