吐哈盆地位于新疆东部,与准噶尔盆地具有相同的结晶基底及相似的构造演化过程,准噶尔盆地在以石炭—二叠系为油源的含油气系统中发现了丰富的油气资源,这对重新认识叶哈盆地石炭—二叠系烃源岩具有十分重要的意义。前人对吐哈盆地地层划分、沉积相展布及烃源岩发育等方面做了很多研究,但过去的研究资料很大程度集中在中浅层,对中深部的烃源岩没有系统的研究,存在相当大的空缺。本论文以石油地质学、层序地层学与沉积学等理论方法为基础，结合区域地质数据、钻测井数据、重磁数据及露头数据,对研究区的地震数据进行了精细的解释,结合层序地层划分和沉积相的研究,对吐哈盆地石炭—二叠系烃源岩进行了预测。在地震数据解释的基础上,通过钻测井及部分区块地震层序界面的识别,对吐哈盆地石炭—二叠系地层层序进行划分和对比,建立了区域范围的层序地层格架;通过地震相、钻井相及露头剖面相分析,结合区域沉积背景,总结了吐哈盆地石炭—二叠系的主要沉积相类型及其特征,阐述了沉积相的平面分布特征：在以上.研究基础上,通过地震属性、重磁及钻井露头特征对吐哈盆地烃源岩特征进行了分析,绘制了吐哈盆地石炭—二叠系烃源岩厚度等值线图,结合钻井、露头资料对石炭—二叠系烃源岩的有机质丰度、有机质类型及成熟度等特征进行分析,最终对吐哈盆地烃源岩生油潜能做出预测。研究表明,(1)吐哈石炭—二叠系可划分为1个一级层序,3个二级层序,5个三级层序；(2)石炭系沉积相主要以滨浅海相为主,局部发育海相三角洲、深海—半深海相及台地潮坪相沉积,下二叠统以火山岩相为主,中二叠统为陆相沉积,主要以滨浅湖相和深湖—半深湖相为主；(3)吐哈盆地石炭—二叠系烃源岩主要发育在下石炭统雅满苏组、上石炭统祁家沟、奥尔吐组和中二叠统塔尔朗组,有机质丰度多数达到较好程度,具有很大的生油潜能。