准噶尔盆地东南缘目前已成为我国西部重要的油气勘探区,其二叠系芦草沟组页岩是区内重要的烃源岩和非常规油气资源储层,具有较大的页岩油气勘探潜力。本文通过系统的野外地质调查、钻井岩心系统描述、镜下薄片观察和样品分析测试,结合地震资料,利用构造地质学、地层学、沉积学、岩相学定性理论分析与地球化学定量表征相结合的方法,对准东南中-上二叠统各组地层的划分与区域对比、沉积体系类型与空间展布等方面开展了详细研究,探讨了准东南二叠纪的构造-沉积演化史,并针对研究区重点烃源岩-芦草沟组页岩的岩相类型及沉积过程、岩相组合序列及成因演化、页岩有机质的富集机理进行了深入分析。论文取得的主要认识如下:在识别准南地区中-上二叠统内各组之间的岩性界面和测井相界面的基础上,建立了准东南地区中-上二叠统区域等时地层对比格架。厘定了准东南地区中-上二叠统的沉积体系类型、分布与演化,指出芦草沟组沉积期,研究区具有南部依林黑比尔根山前的扇三角洲体系和北部五彩湾凹陷的辫状河三角洲体系等两大沉积体系,此时博格达地区为一水下隆起,两大三角洲沉积体系之间为较广泛的半深湖-深湖沉积。红雁池组沉积时期,湖平面降低,以扇三角洲体系为主。泉子街组下部和上部属于冲积扇泥石流沉积,泉子街组中部属于辫状水道夹泛滥平原沉积。梧桐沟组发育扇三角洲前缘-浅湖沉积,该时期湖平面相对升高,但其沉积体系展布的整体格局与泉子街组相似。在此基础上,提出了准东南地区从中二叠统芦草沟组和红雁池组的扇三角洲-湖泊体系-上二叠统泉子街组的冲积扇体系-梧桐沟组的扇三角洲-湖泊体系的沉积演化序列。在明确准噶尔盆地构造演化阶段的基础上,在准东南地区识别出中-上二叠统乃至整个准噶尔盆地发育的中二叠统与下二叠统之间的不整合面、上二叠统与中二叠统之间的不整合面等两个区域性的不整合面(相当于一级层序界面),根据两个区域不整合面将二叠纪准东南地区构造沉积演化划分为早二叠世-中二叠世的海陆过渡挤压盆地期、晚二叠世-古近纪的陆内挤压盆地期。其中,早二叠世-中二叠世的海陆过渡挤压盆地期包括早二叠世海相挤压阶段和中二叠世陆相挤压盆地阶段,晚二叠世-古近纪的陆内挤压盆地期包括晚二叠世-早三叠世陆内挤压坳陷阶段,建立了准东南地区早二叠世-中二叠世的海陆过渡挤压盆地期(包括早二叠世海相挤压阶段和中二叠世陆相挤压盆地阶段)、晚二叠世-古近纪的陆内挤压盆地期(晚二叠世-早三叠世陆内挤压坳陷阶段)等2期3个阶段的构造演化序列。上二叠统泉子街组角度不整合于中二叠统芦草沟组或红雁池组的角度不整合说明海西运动对准东南及其邻近地区构造运动有非常大的影响。这次构造运动标志着博格达山持续隆升露出水面,整个准东南表现为陆相盆地。晚二叠世,由南向北的挤压强烈,博格达山持续隆升,柴窝堡凹陷与准噶尔盆地的昌吉坳陷分开,从锅底坑组开始准东南地区进入挤压坳陷阶段。将芦草沟组页岩划分为纹层状页岩相、块状-纹层状灰质泥岩相、块状白云质泥岩相、纹层状泥质白云岩相、块状鲕粒灰岩相、块状灰质粉砂岩相等6种岩相类型和LA 1-LA 6等6种岩相组合。其中,纹层状页岩相和块状-纹层状灰质泥岩相主要沉积于半深湖-深湖环境,块状白云质泥岩相沉积于半深湖-浅湖过渡的环境中,纹层状泥质白云岩相沉积于受火山活动和幔源热液活动影响的浅湖环境中,块状鲕粒灰岩相形成于滨浅湖环境,块状灰质粉砂岩相形成于扇三角洲前缘-前扇三角洲环境。提出研究区古气候具有分带和分段性,古气候的分带性说明博格达东北部相比博格达西南部在芦草沟组页岩沉积时期具有更加潮湿的古气候条件;古气候的分段性说明芦草沟组页岩上部和下部岩相组合沉积时期,古气候较潮湿,而芦草沟组页岩中部岩相组合沉积时期古气候较干旱。古气候的分带性控制了准东南博格达东北部和博格达西南部芦草沟组页岩TOC含量的差异及有机质的富集机理、页岩沉积时期古湖泊的类型及发育模式;古气候的分段性控制了准东南准东南博格达东北部和博格达西南部芦草沟组页岩垂向上的岩相组合类型及不同类型古湖泊的垂向演化模式。揭示了准东南地区芦草沟组页岩中有机质分区富集的发育机制。博格达西南部靠近南部物源区的地区芦草沟组页岩中有机质的富集受控于页岩沉积时水体表层的古生产力的大小、水体的氧化还原条件和陆源碎屑的输入量大小。博格达西南部和东北部距离物源区较远的地区,芦草沟组页岩中有机质的富集主要受控于页岩沉积时水体表层的古生产力的大小和一定含量的陆源碎屑输入,而不是水体的氧化还原条件。博格达东北部靠近北部物源区的地区芦草沟组页岩中有机质的富集主要受控于页岩沉积时水体表层的古生产力的大小、其次是水体的氧化还原条件,最后是陆源碎屑输入量大小。