卡拉塔格南向斜是位於新疆哈密沙爾湖東北的一條軸向近東西，長約30千米的向斜。核部由上二疊統庫萊組陸相碎屑岩組成，兩翼由下二疊統阿爾巴薩依組中基性火山岩構成。北翼傾角較陡（35°-56°)）,地表部分為下侏羅統三工河組地層覆蓋；南翼較緩（12°-26°）。受南部斷層早期逆沖影響，北盤高角度向南逆沖，致使北部庫萊組出露不全。推測該向斜形成於二疊紀末。
