城市扩张是人类活动与地域背景环境在时间和空间上的演化过程与空间表达，城市扩张模式取决于区域内的经济发展需求和资源基础。干旱区绿洲城镇对水源的依赖性极强且生态环境脆弱，经济发展与生态环境有序并进有利于玛纳斯河流域的可持续化发展。为探究绿洲城市结构、城市化水平、城市扩张模式与驱动机制，寻找适合绿洲城市发展机制，本文基于玛纳斯河流域绿洲城镇结构现状，采用GIS空间分析方法、地理探测器等方法，以探究绿洲城镇的空间扩张模式与驱动力，借助ENVI5.3、ArcGIS10.3软件平台对流域遥感影像进行土地利用分类，并提取及叠加2000年、2008年、2016年3期的流域绿洲城镇建设用地矢量边界，分析了绿洲城镇整体空间形态扩张模式，同时运用景观扩张指数方法以探究绿洲城镇建设用地扩张类型，依此总结了各阶段流域城市扩张的整体形态模式（同心圆模式、多核心模式、扇形模式）、扩展模式（旧城改造、摊大饼、造新城）和扩张类型（填充式、边缘式、飞跃式）；其次，综合自然、社会、经济三个维度，利用地理探测器模型对数值数据的社会经济因子和面数据的自然因子分别进行探测，以解释绿洲城镇扩张力度和探讨影响绿洲城市扩张的驱动力；最后，结合地理探测器探测结果以分析绿洲城市的空间形态变化、产业结构变化、工业化、规划管理及市场化结果和总结绿洲城市的扩张机制，结果表明：
　　（1）玛纳斯河流域性别比例协调，人口年龄结构属于成年型人口年龄结构；石河子的城市职能是工业城市，经济结构以工业为主；相比于石河子市，沙湾县的支柱性产业是农业，当前农业比重仍在不断增加，玛纳斯县三大产业经济产值比重均衡；玛纳斯河流域城市化水平滞后，流域内人口城市化率要强于工业化率与土地城镇化率。
　　（2）玛纳斯河流域城镇建设用地扩张由缓慢的紧凑型扩张阶段过渡到多向发散型扩张阶段，形成了以沙湾县三道河子镇、玛纳斯县、石河子市区三点为中心，分别沿东西走向为轴线的312国道和兰新铁路西线扩张，沿南北走向为轴线的216、217国道扩张的多中心沿轴线发展的模式。
　　（3）2000-2008年流域石河子市建设用地扩张模式以飞地式和边缘式为主，飞地式在斑块数量上占优势，边缘式在扩张面积上占优势。2008-2016年流域石河子建设用地扩张模式仍以飞地式和边缘式为主但飞地式在斑块数量和面积上都大于边缘式扩张。整体上，石河子城镇建设用地边缘式扩张依托于交通网络，沿交通干线扩张，飞地式扩张在交通网路附近分布，流域建设用地扩张由缓慢的紧凑型扩张阶段过渡到多向的发散型扩张阶段。
　　（4）社会经济因子和自然因子与其他因子对石河子市建设用地扩张的影响均存在交互作用，且任意两个因素交互后因子对建成区扩张均呈线性增强或非线性增强作用。用因子探测器探测社会经济因子对石河子市建设用地扩张的解释力度时，各因子的PD值较大，且各交互因子之间的解释力均大于85.5%，各因子间的交互作用中均绿化面积、城镇人口、人均国内生产总值、建筑业总产值与其他因子交互后的解释力度显著性较强。用地理探测器探测自然因子与其他因子对石河子市建设用地扩张的解释力度时，各因子的PD值都较小，且各因子交互探测后都呈增强趋势。
　　（5）在倡导生态文明大环境下城市规划与管理指导逐渐成为城镇发展的依据，但玛纳斯河流域城镇扩张的内在驱动来源于三大产业的有机结合与市场的需求，优越的绿洲农业基础为的工业发展提供了有力支持，财富的积累与内需增加为第三产业的蓬勃发展提供了动力。