根据前人成果和石油勘探资料,对塔里木盆地进行了解剖,认为自寒武纪以来,它经历了寒武纪—志留纪—泥盆纪、石炭纪—二叠纪、三叠纪—侏罗纪、白垩纪—新生代等四大构造演化阶段。寒武纪—泥盆纪盆地演化阶段受周缘板块裂离与汇聚的控制,以碳酸盐岩、膏盐岩和碎屑岩建造为特征,盆地基底整体由早期的西高、东低向东高西低翘倾转变,中奥陶世末的构造事件形成了沙雅、塔中和塔西南古隆起,志留纪晚期的构造事件导致了盆地的整体隆升与剥蚀。石炭纪—二叠纪进入陆表海盆地和陆内坳陷演化阶段,以碳酸盐岩和膏泥岩建造为主要特征,整体表现为西南降、东北抬的构造格局。二叠纪沉积末的构造事件导致了盆地隆升与剥蚀,北部构造变形、剥蚀强烈。三叠纪形成了南、北山前坳陷和台内坳陷盆地,侏罗纪沉积主要在山前坳陷。自白垩纪—古近纪,盆地整体沉降,发生了海侵,逐渐形成大型陆内坳陷盆地,白垩纪末构造事件导致了巴楚隆起的初步形成和地层的剥蚀,新近纪晚期的构造事件形成库车、塔西南前陆盆地和中央隆起带。盆地叠合演化形成了中-下寒武统、中-上奥陶统、三叠系-侏罗系等多套富含有机质的烃源岩,与盆地内叠合联片发育的中-下寒武统膏泥岩、上奥陶统泥岩、石炭系膏泥岩、三叠系-侏罗系泥岩、煤系和古近系-新近系膏盐岩、泥岩构成了盆地内最佳的源盖组合,成为油气富集的基础。碳酸盐岩岩溶储层、碎屑岩中的砂岩储层与构造作用形成的圈闭形成了盆地良好的储-圈组合,成为油气富集的必要条件。盆地的多期叠合演化形成了台盆区下组合、中组合和山前坳陷区上组合三大勘探层系。勘探成果显示,古隆起、古斜坡和烃源岩的分布控制盆地内油气分布。