该文将沁水盆地划分为九个次级构造单元,分析了各单元的主要特征,讨论了盆地的区域构造演化与构造运动特征.结合多方面资料及研究成果编制了沁水盆地上古生界至中生界地层厚度图和晚古生代主要烃源岩燕山期前古埋藏深度及古温度图;建立了沁水盆地的沉降-埋藏及剥蚀史模型,并将其划分为十个阶段.重点应用磷灰石裂变径迹的分析与模拟,配合镜质体反射率的分析与模拟、流体包裹体分析及区域构造地质背景分析,建立了沁水盆地的热史演化模型:(1)早古生代地温梯度稳定,为3℃/100m,晚二叠世至三叠纪地温梯度较前期略有降低;约为2.5-3.0℃/100m;(2)早-中株罗世地温梯度可能开始上升,约为3.0-4.0℃/100m;(3)晚侏罗世-早白垩世本区地温梯度大幅度上升,古地温梯度可能为4.5-6.5℃/100m;(4)晚白垩世至第三纪早、中期可能为高地温场的延续时期,地温梯度为6.5-5.5℃/100m;(5)早第三纪晚期-晚第三纪早期地温梯度大幅度降低,可能从6.0℃/100m骤降至4.2℃/100m左右;(6)中新世以来地温场逐渐趋于稳定,地温梯度可能由4℃/100m演变到接近现代地温场的3℃/100m左右.该文最后分析了沁水盆地的有机质成熟史与生烃史特征,将盆地晚古生代煤系烃源岩的成熟与生烃史划分为六个演化阶段.