通过对塔里木盆地巴楚、塔中、塔河地区井下及巴楚小海子露头、阿克苏四石厂露头的石炭系泥岩中黏土矿物、微量和常量元素的测定,利用Adam s和Couch古盐度计算公式、Walker相当硼判定法及锶钡比值法定量—半定量地分析了该区石炭系泥岩沉积时的古盐度特征,结果表明古盐度在4.7‰~33.9‰,大部分为半咸水沉积,其次为淡水—微咸水沉积,个别为咸水沉积;且古盐度变化明显,平面上巴楚组泥岩段泥岩总体具有从塔东北向塔西南古盐度变大的趋势;卡拉沙依组砂泥岩段泥岩在塔中古盐度最小,塔西南最大,塔北居中。由于沉积物中泥岩沉积时的古盐度特征是沉积环境的判别标志之一,因此它对有争议的卡拉沙依组砂泥岩段及巴楚组角砾岩段沉积环境的判定提供了沉积水体性质方面的依据。石炭系泥岩沉积时的古盐度与该时期海平面升降及沉积相演化有关,该泥岩形成于石炭纪海平面相对下降或上升缓慢、古盐度相对较低的沉积环境。