正确认识盆地内地层组成与沉积充填特征是油气勘探开发中十分重要的工作内容,前期研究成果表明,准噶尔盆地玛湖-沙湾地区在石炭-二叠纪处在构造变革的关键时期,在二叠纪时期区内环境趋于稳定,区域内二叠系成为该区重要的烃源岩与储集层,具有良好的勘探前景;另外,玛湖-沙湾地区占据了准噶尔盆地三大主要生烃凹陷,对该区域进行详细的沉积学分析,对推进深层盆地油气勘探进程具有重要的意义。本论文借助于大量的钻井资料、古生物资料和地震资料,结合野外调研资料、同位素年代学与地球化学测试分析结果,较为精确详细的划分了研究区内二叠纪地层组成,建立了全区二叠系年代-地层格架,分析了各地层之间的接触关系与分布情况,讨论了区域发育的大地构造环境,刻画了二叠系沉积充填特征与沉积体系的演化过程。本次研究主要取得了如下基本认识:(1)玛湖-沙湾地区二叠系共发育5套地层,从下到上依次为佳木河组(~315-283Ma)、风城组(~283-272Ma)、夏子街组(272-265Ma)、下乌尔禾组(265-260Ma)及上乌尔禾组(260-252Ma);值得说明的是,区内西北缘地区发育的火山岩中多可见到古老年龄记录,指示准噶尔西北缘可能存在古老微地块。(2)佳木河组在全区主要发育火山岩-火山碎屑岩,从下向上共可以分为三段。风城组在乌夏北部、克百、玛湖南部及中拐地区主要发育火山岩及火山碎屑岩,在乌夏南部、玛湖北部及达巴松地区则以灰质砂泥岩沉积为主。夏子街组时期开始,全区发育厚套的灰绿色或红褐色砂砾岩及砂泥岩,不同单元地层分布有明显差异。(3)二叠系各地层之间多以区域性不整合相接触,尤其以各二级单元之间的过渡带最为明显,只有局部地区可见夏子街组与上下地层的整合接触关系。(4)玛湖-沙湾地区在早中二叠世所处构造背景发生变换,整体进入造山后伸展阶段,区内可见岛弧钙碱性系列及拉斑系列玄武岩记录,代表了区内该时期的后碰撞伸展环境,更可能是弧相关伸展的构造背景。