素有化石宝库之称的山旺盆地,其形成沉积时限一直模糊不清,缺乏地质时间标尺研究,盆地沉积充填演化及古环境方面的研究只得到了一些简单的认识。本文以山旺盆地景观剖面和角岩山地层剖面为研究对象。在详细的基础地质研究的基础上,首先通过对山旺盆地山旺组古地磁特征研究,确立了山旺盆地磁性地层年代,建立了准确的年代框架,分析了山旺盆地成盆前后和沉积充填阶段构造旋转量和漂移量。其次,对盆地进行充填演化分析,分析山旺盆地主要沉积地层沉积相,划分了盆地充填演化阶段,由元素地球化学特征,恢复了山旺盆地古环境。主要结论如下:(1)基础地质研究证实山旺盆地为典型的玛珥湖盆地。根据山旺组硅藻土地层精细古地磁测量数据,并结合上下地层古地磁极性,确定了山旺盆地地层磁极性变化序列,通过实测极性柱和标准极性柱进行对比,并结合纹层沉积速率,得到可靠的磁性地层年龄:山旺组二段以及上部三段的形成年龄大致从18.524 MaB.P.～18.056MaB.P.,沉积时间略小于0.468Ma。山旺组二段硅藻页岩从18.524MaB.P.开始沉积,沉积时间应该在0.20～0.30Ma之间。整个山旺盆地山旺组的沉积时间大致为18.5 Ma B.P.～17.5 MaB.P.之间。(2)由古地磁分析结果,山旺盆地构造运动活跃程度可以划分为三期:盆地喷发成盆期,郯庐断裂带频繁活跃,断裂深切地幔,形成岩浆上涌通道,火山喷发,形成火山盆地;2.盆地稳定充填时期,断裂活动减弱,沉积环境相对稳定,在火山喷发后形成的玄武岩基底上形成玛珥湖,湖中形成适合硅藻生长环境;3.盆地喷发消亡期,由于断裂活动再次活跃,岩浆喷出将山旺盆地覆盖。(3)通过剖面实测并连续测量自然伽马,发现连续自然伽马曲线与岩性具有较好的响应。依据陆相湖泊及河流沉积相划分标准,对山旺组角岩山地层和景观剖面地层进行研究。将山旺盆地山旺组一段到四段地层划分出湖泊相、河流相以及火山溢流相。根据山旺盆地地层由老到新沉积特征,将盆地沉积演化划分为四个阶段:快速塌陷成盆期、全封闭稳定发展期、半封闭淤塞充填期、消亡期。(4)古环境演化阶段和地层沉积相有较好的对应关系,在某些层位出现的地球化学指标的峰值,记录了环境的突变事件,如结核层的出现。将山旺组主要沉积地层,即山旺组二段和三段古环境划分为3个阶段,山旺盆地经历了浅水半咸湖—深水咸水湖—浅水河流的演化过程。气候变化由相对湿热变为相对干冷。