本论文根据胶莱盆地受后期改造强烈的特点，针对困扰油气勘探的地质问题，着重进行了以下几个方面的研究：盆地的构造特征及构造单元分析、沉积地层及沉积相特征研究、盆地原型恢复、盆地演化史研究、盆地后期改造、后期油气地质条件评价及保存单元分析等。以下分别说明对这些内容的研究过程及结果。首先根据盆地重、磁力特征及地震，地层、构造分析，并参考前人成果，将胶莱盆地划分为以下几个构造单元。诸城凹陷单元位于胶莱盆地的西南端，界于柴沟隆起与苏鲁造山带之间，呈三角形；柴沟隆起单元南侧以百尺河断裂与诸诚凹陷为邻，北侧以胶县断层为界与高密凹陷相接，西界为沂沐断裂带，呈近东西向延伸；高密凹陷是界于大野头凸起与柴沟隆起之间的负向构造单元；大野头凸起界于莱阳坳陷与高密坳陷之间，总体呈东西向展布；莱阳凹陷单元位于大野头凸起的北侧，以五龙村断层为界，呈南断北超的箕状凹陷；海阳凹陷单元不同于其他凹陷，它的基底为胶南造山带；中楼-石场凹陷单元位于胶莱盆地西南端的五莲-莒县地区；牟-即构造带由一系列NE走向的断裂、残留洼陷和隆起组成，形态复杂。胶莱盆地沉积地层主要的盖层构造层包括白垩系和古近系，白垩系由下白垩统莱阳组和青山组、上白垩统王氏组组成；古近系地层主要为黄县组。胶莱盆地盖层岩系主要是一套陆相碎屑岩和火山岩系。胶莱盆地研究的重要目的层系为下白垩统莱阳组。莱阳组的地层可以分为两个旋回，底部逍仙庄组为一个独立的沉积旋回，代表了胶莱盆地形成初期的沉积建造；止凤庄组、马耳山组、水南组、龙旺庄组、曲格庄组构成了另一个湖进-湖退沉积旋回。基于野外露头资料分析和测井地震等资料的综合分析，总结了胶莱盆地沉积相的类型，主要有：湖泊相，河流相，三角洲前缘相，三角洲平原相和前三角洲相，冲积扇相，等。其中冲积扇相分布在盆地的边缘，粒度较粗；湖相地层主要为泥岩层，分布于断陷槽中深水沉积中。在前人工作成果的基础上，根据盆地构造、沉积、古水流、地震剖面特征、测井资料分析等资料的分析，恢复了胶莱盆地莱阳组沉积时期原型为两个独立的槽状断陷带：一个沿牟即断裂构造带发育，呈NNE向展布，称之为朱吴-即墨断槽带；另一个沿沭河裂谷带和诸城凹陷发育，总体也呈NNE向展布，称为苴县-诸城断槽带。为了更好的分析盆地的演化及改造，进行了盆地沉降史的分析，主要的方法是去压实作用法。沉降历史计算结果表明，胶莱盆地不同成盆时期的沉降速率明显不同。总体来说，莱阳期为快速断陷阶段，青山期和王氏期为相对缓慢沉降的断陷期，从空间分布上看，同一沉积时期，不同凹陷之间的沉降速率存在很大差异。在莱阳组沉积时期，沉降作用的区域性差异显著，青山组和王氏组沉积时期，各凹陷的沉积-沉降作用区域性差异不明显。根据盆地叠合原理，对胶莱盆地的演化历史进行了研究。将胶莱盆地演化历史划分为3个显著不同的伸展阶段和3类不同性质原形盆地的叠合。在莱阳期NE-NNE向断陷槽之上叠加了青山期火山岩盆地，王氏期近W-E向拉分盆地叠加在前两期盆地之上。胶莱盆地不同于大多数含油气盆地的特点在于它是一个经历了强烈改造后的改造型盆地，对后期改造的类型和强度进行了研究表明：热力改造，构造变形，抬升剥蚀，叠合深埋是主要的改造类型，分别研究了它们的作用范围和强度。其中对油气保存起到有利作用的改造是叠合深埋。根据胶莱盆地沉积特征和烃源岩及有机质测试等资料分析，总结出胶莱盆地具有油气勘探前景的构造单元为莱阳凹陷、姜山洼陷(高密凹陷的次级构造单元)、高密凹陷和诸城凹陷。