本文以沉积学、层序地层学、岩相古地理和沉积盆地分析等理论为指导,综合露头、钻测井等数据资料,结合区调报告、矿产报告等前人成果,以地层、沉积和构造等多学科融合分析为手段,对乌兰盖盆地白垩系下统巴彦花组进行了岩相古地理和盆地分析研究。在前人和课题组研究成果基础上,进一步将乌兰盖盆地划分为高力罕坳陷、乌尼特坳陷、巴其北坳陷、巴彦呼硕坳陷、白音华坳陷五个次级坳陷,对其白垩系下统巴彦花组地层进行了概括和对比分析。通过野外实测剖面、观察剖面、钻井测井等资料,对岩相类型、沉积构造、剖面结构特征进行系统分析,将乌兰盖盆地白垩系下统巴彦花组划分为冲积扇相、湖泊相、湖底扇相3类沉积相,详细描述了各类沉积相的特征,并进一步得出巴彦花组整体为湖泊相沉积体系,且反映出乌兰盖盆地白垩系下统巴彦花组经历了湖底扇沉积-深湖-浅湖-滨湖平原(冲积扇)的沉积纵向演化序列。在盆地地层和沉积体系分析的基础上,利用层序地层学的原理进一步将白垩系下统巴彦花组分为两个准层序,依据准层序特征和层序格架图发现,乌兰盖盆地白垩系地层经历了2期较大规模的水进-水退旋回,出现了2次最大湖泛面,3个层序界面。沉积区整体处于湖泊相沉积体系中,并可进一步划分出沼泽微相、浅湖砂坝微相、席状砂坝微相、湖湾微相、滨湖滩坝微相等。在前人研究成果基础上,结合沉积体系、地层和层序格架研究,根据课题的研究任务和目的以及各期的客观地质资料、研究程度等,利用点(单个露头或单井)-线(联井剖面)-面(岩相古地理图)的编图方法,尤其是建设性的以煤层作为等时地质体(煤层位于k1b~2段),最终确定k1b~2- k1b~4(k1b~1未打穿)为编图单元,编制了乌兰盖盆地白垩系下统巴彦花组k1b~2- k1b~4段岩相古地理图。结果表明:乌兰盖盆地中轴线地区在早白垩世时期存在三个深湖区,是深色泥岩广泛分布的地区,向北逐渐过渡为灰绿色砂泥岩相的浅湖相带,地形坡度和缓。南侧坡度起伏大,其间发育有平行盆地边缘北东走向浅湖区。向南北两侧伸展浅湖区间隔地带为浅灰色砂砾岩相的滨湖区,继续向南北向延展至剥蚀古陆区域。古地理图作为盆地分析的基础方法,它反映了盆地轮廓、隆起和坳陷等特征。通过盆地岩相古地理及联井剖面特征,我们认为乌兰盖盆地的充填样式和断面形态可以总结出以下几点:(1)白垩系巴彦花组具有明显的南侧厚度大而北部厚度薄的分布特点,南北地层厚度具有非对称性分布的特点。(2)古近系地层超覆在白垩系地层之上,这两套地层可能受不同构造体制控制。(3)煤层的埋深与巴音华组底界的埋深具有同步变化,通过煤层深度等值线图标定的乌兰盖盆地沉积沉降中心位置和形态,乌兰盖盆地的沉积中心应为高力罕坳陷和巴其北坳陷。在盆地分析的基础上,将乌兰盖盆地与其内部发育的构造样式结合分析研究。我们认为乌兰盖盆地演化及控制因素有如下特征:在大地构造上,乌兰盖盆地覆盖于古生代贺根山缝合带之上,盆地中心与缝合带轴心基本重合,暗示着古老基地构造对盆地发育起着重要的控制作用。在印支期以北西-南东向挤压为主,并在华北地区形成加厚地壳,地表出现宏伟的高原即华北古高原,乌兰盖盆地坐落于该中生代早期高原的北缘。晚侏罗世,伴随华北高原的垮塌,盆地进入伸展变形为主的演化阶段,特别是白垩纪,是伸展变形的高峰期。据区域地质资料及钻井资料,乌兰盖盆地早期的盆地成因为断陷,控制盆地的是一系列正断层,我们已经在盆地西缘发现了数条正断层。盆地演化后期转入坳陷,地层倾角变缓,盆地沉积向外围扩展超覆,造成盆地早先的边界断裂普遍遭受覆盖。