北萨哈林盆地为俄罗斯远东地区主要含油气盆地,其主要储层为上中新统下怒托沃组沉积,下怒托沃组砂岩是古阿穆尔河的大型三角洲沉积,具有由东向西进积的特征.利用大量的钻测井资料、岩心资料、砂岩组分特征、重矿物资料、稀土元素分析、以及锆石U-Pb测年技术,并综合运用层序地层学、沉积学、石油地质学等最新理论的指导,在区域地质大背景的基础上,系统地分析了北萨哈林盆地东北部下怒托沃组物源分区及沉积体系展布特征,并在此基础上总结了沉积演化特征,主要取得以下认识：1、研究方法：本次研究改进了单独使用GZi(石榴子石-锆石指数)和RZi(金红石-锆石指数)数据来判断物源方向的方法,而是综合考虑GZi、RZi和AZi,认为其降低方向和物源的水平搬运距离为正相关.2、层序划分：利用成因地层学理论将下怒托沃组划分成两个Ⅲ级层序,7个中期旋回,在研究区具有较好的对比性.3、物源分区：通过锆石测年、重矿物组合GZi和Rzi分析,结合对比盆地东南缘的母岩特征,认为研究区主要来源于古阿穆尔河上游的小兴安岭地区,而来自锡霍特山脉的沉积物却因为受盆地范围所限没有汇入三角洲沉积.4、物源演化：研究区下怒托沃组沉积期,物源分区具有继承性.早中新世,研究区物源主要来自古阿穆尔河带来的三角洲沉积；晚中新世-上新世,盆地西南部的西萨哈林山脉隆起,成为新的补充物源.至晚上新世,南西物源完全交汇.通过对研究区沉积物质经行主组分分析,磷灰石、辉石和钙角闪石等易分解矿物含量较高,据此推断古阿穆尔河流三角洲物沉积物成熟度较低,物源区较近.5、沉积体系：北萨哈林盆地东北部下怒托沃组主要发育海陆过渡相和深水陆架型沉积体系,以古阿穆尔河流三角洲沉积为主,向东以滨浅海亚相、澙湖亚相为主；下怒托沃组发育古阿穆尔河流三角洲沉积体系,以辫状河三角洲前缘亚相为主,由于陆架坡度较陡,因此水下分流河道,水下分流间湾,水下漫溢砂等微相发育,海域部分有浊积砂体存在.6、沉积展布：受多期次幕式扩张和挤压构造交替变化的构造旋回影响,加之与盆地范围内多期次海平面升降旋回的耦合,造就了多级次隆坳相间排列发展的构造—沉积体系,北萨哈林盆地西南方向物源使其由南向北形成巨大的楔形,并且向海方向地层展布有新变老.物源运移方向和沉积微相的发育方向有较强吻合性,西南向物源控制下的精细平面沉积微相展布特征,近北东向分布砂体带受物源延伸范围控制,古阿穆尔河流三角洲延伸进入澙湖沉积,故后期对砂体的影响较小,天然气主要富集区优势相带为三角洲前缘砂中.