本文以伊犁盆地中二叠世以来的成盆系统、成烃与成藏系统和改造系统以及它们之间的转换关系的动态过程为主线,以板块构造理论和含油气系统理论为指导,遵循地质、地球化学、地球物理等多学科结合的研究思路,利用有机地化、软件模拟等多种手段,分层次、有步骤的开展伊犁盆地构造演化与油气藏的关系研究工作。伊犁盆地夹持于中亚地区的天山造山带中复合叠置山间盆地,本文以伊犁地区的大地区域构造为切入点,区域大地构造是伊犁盆地构造演化的框架,是伊犁盆地形成发展的背景。本文认为,天山造山带的演化直接影响和控制着研究区的构造演化,立足前人的研究,基于现有的地质地球物理资料,将研究区及邻区的区域大地构造形成与演化划分为：元古代超级大陆的裂解和拼合、新元古代罗迪尼亚超级大陆形成与裂解、早古生代早期古天山洋的形成与消亡阶段、早古生代晚期古准噶尔洋的形成与闭合阶段、晚古生代的陆内裂谷作用阶段、中生代(板内走滑)逆冲位移和新生代山间盆地形成阶段等七个大地构造阶段。本文重新梳理了盆地的地层组成,厘定了地层的划分,认为伊犁盆地的基底为前震旦系岩层,之后先后沉积了石炭系裂谷型火山岩和海相碳酸盐建造、二叠系陆相火山岩和碎屑岩组合、三叠系河流湖泊沉积和侏罗系河湖相共生的煤系地层,普遍缺失下白垩统,新生代以河流冲积扇相沉积为主。伊犁盆地早古生代之前为新疆古大陆的一部分,之后伊犁盆地成为一个独立的单元,在晚古生代早期,相继与准噶尔地块和塔里木板块碰撞拼合,盆地以陆内裂谷盆地为演化起点,直到新生代的山间盆地,期间经历了二叠纪坳陷-伸展期、三叠系萎缩期和侏罗纪伸展期,白垩纪盆地抬升剥蚀,也是一个萎缩期。盆地石炭纪-二叠纪为一个过热盆地,三叠系时成为一个冷盆地,现今盆地叠加了多次构造运动的影响,变形强烈,改造较为严重。通过对伊犁盆地石炭系-侏罗系各典型野外地质剖面和单井烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等的综合分析和评价,石炭系阿克沙克组碳酸盐岩属于较差烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主,处于过成熟阶段；上二叠统塔姆其萨依组暗色泥岩(P2t)属于中等烃源岩,有机质类型以III型为主,处于成熟-过成熟阶段；中上三叠统小泉沟群(T2-3xq)暗色泥岩属于中等烃源岩,有机质类型以Ⅲ1型为主,处于未成熟-低成熟阶段；中下侏罗统水西沟群八道湾组(J1b)的煤系地层,其岩性变化较大,且分布不均匀,泥岩和煤岩属于差烃源岩,有机质类型以III型为主,处于未成熟-低成熟阶段。本文利用宁3井的声波测井曲线估算出现今剥蚀厚度为400m左右,而早白垩世的剥蚀地层厚度约为1600m。利用BasinMod软件重建了宁3井的埋藏史和热史,结果显示从280Ma(中晚二叠世)到144Ma(早白垩世),沉降/沉积的速率都是比较大的,这一时期伊犁盆地沉积了厚约1500m的地层。144Ma到130Ma发生明显的沉积间断,130-96Ma期间(即早白垩世),伊犁盆地抬升隆起,剥蚀了将近1600m的沉积地层,同一时期在伊宁凹陷的南缘剥蚀地层将近2000m,大约从晚白垩世开始,伊犁盆地重新接受沉积,65-6Ma,伊犁盆地的沉积速率缓慢增加,6-2.5Ma伊犁盆地再次隆升,剥蚀了约400m的沉积地层。盆地主要的二叠系烃源岩塔姆其萨依组第三系时的最大埋深就达到了4500m,温度达到了200℃。模拟的结果显示,二叠系塔姆其萨依组为盆地主力烃源岩,早三叠世(240Ma)进入了生油门限,中侏罗世(180Ma)达到了生油高峰,早白垩世(140Ma)生油基本结束,早侏罗世(200Ma)开始生气,早白垩世(140Ma)达到了生气高峰,早白垩世晚期(120Ma)生气结束,已达高成熟演化阶段。通过分析盆地构造演化对油气成藏的影响,可以得出以下的观点：海西期和印支期形成的的圈闭,与二叠系的油气运移和成藏完全配套,其中就有可能汇聚或汇聚过二叠系的油气,但是燕山运动和喜山运动对这些圈闭的的破坏较为严重,已丧失了勘探价值。然而,燕山期和喜山期圈闭滞后于二叠系油气的第一次运移和成藏过程,但在合适条件下,可形成次生油气藏。