二叠盆地位于美国德克萨斯州西部和新墨西哥州东南部,是美国主要的产油区之一。面积约44.6km2,属于北美地台南缘的一个内克拉通沉积盆地。它是一个以碳酸盐岩为主的古生代沉积盆地。中寒武世到志留纪时期,为一宽阔而稳定的浅水碳酸盐岩地台,沉积碳酸盐岩和泥页岩。早石炭世,即密西西比纪时期,由于北美板块南部与南美板块北部碰撞造山,盆地为冲积平原环境,主要是砂泥岩混合沉积。晚石炭世至早二叠世,即宾夕法尼亚纪开始,盆地开始构造分异,逐渐形成二叠盆地现今构造格局的雏形:盆地-台地-陆架的构造格局。其中陆架与台地主要沉积碳酸盐岩,而盆地内为碎屑岩沉积。二叠纪末,潘基亚大陆逐渐裂解,导致海平面下降,海水退出,海洋环流受限,开始形成蒸发岩沉积。特拉华盆地和米德兰盆地边缘及盆地中央台地形成碳酸盐岩礁。到二叠纪晚期,盆地边缘发育高水位灰岩台缘礁,将盆地和蒸发岩与泻湖沉积分离开来。二叠纪之后,盆地长期上升,遭受剥蚀。中生代为稳定地台阶段,拉腊米及以后的构造运动,只影响盆地西部边缘的造陆上升,形成现今盆地西高东低的地貌。因此构造演化阶段可以划分为被动大陆边缘-碰撞阶段-二叠纪盆地阶段-稳定盆地阶段-拉腊米阶段、火山作用阶段和盆地和山脉阶段。二叠盆地在宾夕法尼亚纪时的沉积环境,以多山、多陆块为边界的内克拉通扩张海盆地为特征。在近岸区域以碎屑沉积和三角洲沉积为主,而在远离盆地区域内部则以厚度较大的碳酸盐岩沉积和页岩沉积为主。碳酸盐岩多分布在浅海陆架区域,而页岩则多分布在深水盆地。二叠盆地是一个多组合的含油气盆地,至少有四套主要的含油气组合,从前寒武系结晶基岩到白垩系中都不同程度地含有石油和天然气,但以二叠系的石油地质储量最大,占盆地总储油量的67%,天然气主要储集在深部的下奥陶统中,油气资源的纵向分布极不均匀。