针对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层裂缝埋藏深、期次复杂且定量表征难的问题,以塔西北典型露头为研究对象,采用数字露头表征技术对裂缝进行系统性识别与描述,基于裂缝产状统计和构造形迹法分析多组裂缝叠加关系,通过碳氧同位素分析、声发射实验等测试手段,厘定露头裂缝的主要造缝期次及应力场演化特征。研究表明:塔西北露头区裂缝可按裂缝走向划分为330°裂缝组系、270°裂缝组系、250°和210°裂缝组系、300°和0°裂缝组系等多个组系,其形成对应加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西晚期—印支期、喜山期4个主要构造期次;对比哈拉哈塘油田裂缝发育特征后,明确了其储层主要发育3期构造裂缝,且揭示了多期裂缝的定量分布规律,与成像测井解释的裂缝参数对比,其符合率平均值达到80%。研究结论证实了露头研究对地下储层裂缝期次厘定的有效性,可为塔里木盆地岩溶缝洞型储层的勘探开发提供可靠的地质依据。