随着石油、常规天然气、煤炭等传统能源矿藏储量的不断减少，天然气水合物成为21世纪被重视的非常规油气新能源之一。论文以构造地质学、沉积学、岩石学、油气地质学等理论为指导，结合研究区地质、钻井、岩芯等资料。以研究区天然气水合物储层的粘土矿物分析与流体包裹体分析为主要手段，从储层地质与流体包裹体的信息特征研究入手，对祁连山木里冻土区天然气水合物储层矿物流体特征及成藏系统研究，得到以下几点结论：　　（1）开展研究区储层天然气水合物烃类气源运移研究。包裹体岩相学特征与包裹体均一温度(Th)的研究表明，研究区历史上有至少2次主要烃类流体运移期，时间对应晚侏罗世至早白垩世（160Ma~140Ma）以及白垩纪-新近纪（140Ma~30Ma）以及一次热液运移期，时间对应早白垩世至第三纪（80Ma~20Ma）。　　（2）显微激光拉曼成分为CH4、CO2、SO2、HCO3-(含CO32-)等，测试结果显示了不同期次的矿物流体包裹体具有不同成分的特征。　　（3）研究区前两次主要烃类流体运移成藏的过程，尽管产生了大量油气，但由于后期构造破坏作用，并不利于烃类气藏的保存。第三期深部高成熟烃类流体的运移与热液活动，烃类流体可以运移和聚集在封闭性断层与页岩裂缝中，形成断层性油气藏与裂缝性油气藏。　　（4）研究区储层粘土矿物主要类型有绿泥石，伊利石，高岭石，伊-蒙混层。成分随深度变化显示出伊利石的相对含量的变化基本上是随埋深增加而增大的特征，结合伊利石结晶度，多为有序的伊-蒙混层，表明成岩作用是形成本区特有粘土矿物特征的主要因素。　　（5）根据粘土矿物特征在垂向上的变化，将中侏罗统岩层划为中成岩作用A-B，将三叠系尕勒得寺组岩层划为晚成岩作用。　　（6）分析水合物烃源流体充注与成藏成矿的空间耦合关系、研究区天然气水合物成藏系统的控制因素、对研究区天然气水合物成藏系统进行了有益的探索和综合探讨，提出了木里多年冻土区天然气水合物的成藏的5种模式。