北部坳陷位于武威盆地北部,武威盆地处河西走廊盆地群东南部,位于华北地块、祁连褶皱系、贺兰台褶皱带三大构造单元交汇部位。目前甚少有前人使用平衡剖面技术和盆地模拟技术对该地区各时期的构造演化及其成藏过程之间的联系进行研究,制约了该地区油气资源的进一步勘探开发。本文结合测井、地震、地化数据源等资料,在系统分析研究区地层岩性、古水深、古热流值等参数基础上,运用平衡剖面技术和成藏模拟技术对研究区进行了构造演化和成藏史模拟。构造演化分析结果表明研究区主要的构造演化阶段有:（1）海西期裂陷发育阶段,由于古亚洲洋向南俯冲,海西晚期阿拉善地块处于活动大陆边缘弧环境,南部祁连海盆向陆壳下俯冲消失开始造山活动,北部坳陷地区发生裂陷作用,各级断裂控制着北东向展布的“单断式”箕状地堑和“双断式”地堑发育;（2）印支期抬升剥蚀阶段,由于印支运动的影响,北祁连及河西走廊地区整体抬升,造成研究区三叠系沉积整体缺失;（3）燕山期二次裂陷发育阶段,早侏罗世-中侏罗世,北部龙首山断裂右旋走滑、内部伸展拉张,断陷开始发育,研究区北东部为断陷中心,西部地区处于隆起区。晚侏罗世,研究区北部龙首山南部祁连山造山活动剧烈,研究区挤压隆升遭受剥蚀。早白垩世,受冈底斯地块与欧亚大陆碰撞影响,祁连山区域发生隆升,区域持续受到北东-南西向挤压兼右旋走滑的作用影响,北东向断裂再次伸展,一系列北东向裂陷范围扩大,沉积范围扩大,开始形成统一的湖盆;（4）喜山期坳陷形成阶段,第三纪,受印度板块与欧亚板块碰撞的影响,研究区再次处于右旋走滑构造背景下,造成北东向断裂再次右旋走滑伸展。该时期断裂活动对沉积的控制作用减弱,开始向坳陷阶段转变。第四纪,研究区南部遭受挤压,隆升剥蚀,该时期断裂活动极弱,整体处于坳陷阶段。油气成藏模拟结果表明:武威盆地北部坳陷烃源岩热演化程度整体较高,石炭纪末期开始进入生烃门限;二叠纪末期石炭系烃源岩已经开始进入成熟阶段;自三叠纪末期后石炭系烃源岩开始进入高成熟阶段,现今坳陷中部石炭系烃源岩整体处于高成熟阶段。结合构造演化阶段以及成藏史模拟结果等综合分析,武威盆地北部坳陷可作为油气勘探的有利区域。