吐哈盆地位于我国新疆吐鲁番-哈密地区,为我国西北地区主要的含油气盆地之一。盆地基底具有双层结构,既有前寒武系结晶基底,又有古生代石炭-二叠系褶皱基底。随着吐哈盆地油气勘探近年来在二叠系-石炭系获得了重大突破,明确盆地古生界基底结构及构造演化势在必行。论文结合地震、重磁电、露头与钻井资料,分析盆地古生界基底结构及沉积环境,划分构造演化阶段,分析各阶段构造应力场,并利用平衡剖面的绘制与剖面缩短率的分析,对盆地基底构造演化进行研究。将主要研究成果概括为以下几点:(1)盆地基底石炭系与下二叠统在全区分布广泛,其中石炭系有西厚东薄、北厚南薄的特点,下二叠统各地区沉积厚度差异较小。中、上二叠统在全区分布局限,主要在中部与北部,厚度较薄。(2)盆地基底断裂的分区特征明显,断裂走向主要为EW向和NEE向。结合盆地结晶基底在东西向的不均衡隆起和基底断裂展布特征,将盆地古生界褶皱基底划分为吐鲁番坳陷、了敦隆起和哈密坳陷三个一级构造单元。(3)盆地古生代褶皱基底划分为4个演化阶段:(1)石炭纪,弧后裂陷阶段,(2)早二叠世,造山后伸展阶段,(3)中二叠世,后碰撞挤压阶段,(4)晚二叠世,陆内挤压阶段。(4)沉积环境:石炭纪-早二叠世,为海相环境,伴随着火山作用。中二叠世以后,盆地进入陆相环境。(5)不同时期构造运动对盆地基底改造作用强度不同。吐鲁番坳陷在晚喜山期地层缩短最为剧烈,在燕山、印支期大致有“西强东弱”的特点。哈密坳陷在印支期地层缩短最为剧烈,燕山期具有“西强东弱”的特点,印支、海西晚期具有“东强西弱”的特点。(6)吐哈盆地各构造单元的演化差异主要表现在哈密坳陷形成时间要早于吐鲁番坳陷。哈密坳陷在晚古生代应力反转时间要早于吐鲁番坳陷。吐鲁番坳陷变形最强烈的时期为喜山期,哈密坳陷变形最强烈时期则为印支期。