琼东南盆地历经断陷、断坳、裂后热沉降和裂后加速沉降等一系列的构造变动,沉积环境由始新世的滨海环境发展为现今的深水环境,形成了一套包括滨岸沉积、滨浅海沉积、陆架和陆坡沉积、以及半深海沉积的地层组合,具有良好的油气资源的生储盖条件,已成为当前油气资源勘探开发的重点区域。本文以地震地质解释理论为指导,以构造环境特征和盆地构造演化为切入点,通过地质、地球物理、古生物年代学和油气成藏的综合分析,系统分析了琼东南盆地的构造演化,建立了适用于盆地的区域地层格架,并进一步分析了油气成藏地质条件,指出了油气资源勘探的目标地层。主要成果包括：(1)自渐新世以来,琼东南盆地沉积堆积速率分别在距今5.5Ma、11.6Ma、 16.0Ma、23.0Ma和31.5Ma时发生过突变,这在现今的陆架区和陆坡区表现出一定的差异：在距今约16.0Ma左右,陆架区沉积堆积速率减慢,而陆坡区变化不明显；在距今约5.5Ma前后,陆架区沉积堆积速率较陆坡区快。各组地层(按年代由新到老排列)沉积厚度与距今年代的关系呈“V”型模式,即黄流组与梅山组地层较其它组薄。区域性地层厚度的变化主要受控于区域构造作用,其次是地理位置、地形地貌单元和物源供给等。区域性差异分析表明：在中新世(距今约23.03Ma)南海扩张轴跃迁使盆地崖城区和宝岛松涛区沉降速率变慢,对陵水区未产生显著的影响；发生于上新世(距今约5.5Ma)的盆地沉降中心的迁移使崖城区沉积堆积速率较宝岛松涛区快。(2)结合钻井,对盆地区域内地震剖面进行了主要地层界面(T20、T30、T40、T50、T60和T70)的识别和提取(点),继而结合连井地震剖面(线)和盆地区域过井地震剖面(面)对主要地层界面做了追踪对比分析,再依据古生物年代,建立了适用于琼东南盆地的区域地层年代格架。以T60地震反射界面(距今23.03Ma)为界,将琼东南盆地构造演化分为裂陷和裂后坳陷两个阶段。再根据断裂发育情况及构造事件对盆地的影响,进一步将裂陷阶段分为断陷作用期(始新世-早渐新世)和断坳活动期(晚渐新世),将裂后坳陷阶段划分为热沉降期(早-中中新世)和加速沉降期(晚中新世-上新世)。(3)在琼东南盆地浅水区主要沉积了新近系地层(T60-T20),断裂基本不发育,地层厚度变化不大,极少有明显的上超和削截,局部发育有有利于油气储集的三角洲沉积体系,表明琼东南盆地新近纪时期受构造作用影响较小。在深水区,新近系地层(T60-T20)和浅水区特征相似,仅反射特征有所不同；古近系地层(T100-T60)内部层序结构主要为楔状或近平行状,具有明显的上超和削截,地层厚度较大,断裂明显并导致地层错断,表明盆地深水区在古近纪时期主要受构造作用控制,并伴随强烈的拉张和快速沉降作用,沉积环境主要为滨浅海。(4)连井地震地层剖面分析表明：在近东西向的中央峡谷内存在有三期砂体：第一期砂体(井深3528-3336 m,厚约192 m)形成于距今11.6-5.5 Ma(T40-T30)分布范围跨越中央峡谷的陵水-松南-宝岛段,沉积物构成包括浊积水道沉积、浊积席状砂、块体流沉积、深海泥质沉积、天然堤及漫溢沉积等；第二期砂体(井深4100-3900 m,厚约200 m)形成于距今5.5-4.2 Ma(T30-T29)分布范围跨越中央峡谷的乐东-陵水段,以重力流沉积为主；第三期砂体(深度3630-3400 m,厚约230 m)发育于距今4.2-3.6 Ma(T29-T28)分布于峡谷的乐东-莺东段,以浊积水道沉积为主。三期砂体在琼东南盆地中央坳陷带自东向西、由老到新依次展布,构成了良好的油气储层体。(5)结合总有机碳(TOC)和二价硫(S2-)分析表明,崖城组和陵水组地层为琼东南盆地最为有利的生烃层位,梅山组地层次之。琼东南盆地发育了多套储盖组合,其中以陵水组三段扇三角洲或滨海砂岩为储层,以陵水组二段浅海泥岩为盖层的“黄金组合”,主要分布在盆地北部的崖城和松涛凸起周边、崖北和松西凹陷北缘、松东北斜坡、中部宝岛和长昌凹陷北缘以及陵南低凸起周缘,是琼东南盆地最为重要的勘探目的层。(6)琼东南盆地不同的构造样式控制不同的油气运聚输导方式,使盆地形成了断块型成藏模式、凸起型成藏模式和峡谷型成藏模式等三种油气成藏模式。盆地在不同构造演化阶段形成了以潜山圈闭和构造圈闭为主的Ⅰ类圈闭及以披覆背斜和地层岩性圈闭为主的Ⅱ类圈闭。古近纪裂陷阶段的断层活动对古近纪油气及流体运移的控制主要体现为侧向输导。新近纪裂后坳陷阶段断层活动对油气及流体运移的控制主要体现为垂向输导。