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塔里木盆地是我国西部重要的叠合盆地,在其长期演化过程中存在着多期构造体制的变革。构造变革期的构造特征、温压场及区域应力场变化进一步控制了盆地的油气成藏。本文以塔东地区为主要研究区,基于大量的地震、探井、露头及分析测试资料,确定了关键构造变革期次,探讨了关键构造变革期内的构造特征及成因机制,并采用数值模拟的方法,恢复了研究区的能量场变化,分析了其对油气成藏的控制作用。研究成果对塔东地区的油气勘探具有重要的指导意义。塔东地区存在9个不整合面,不同构造单元内不整合面的分布、叠合关系及剥蚀厚度存在差异。结合不同构造层和不同时期的断裂特征,识别了研究区内加里东中期、海西早期、海西晚期和印支期4期关键构造变革期,其形成与盆地深部动力学机制和周缘沟-弧体系的转变密切相关。数值模拟法为定量揭示研究区的能量场演化提供了有效手段。通过对4个关键构造变革期温度场、压力场和应力场的模拟,发现加里东中期到印支期以来,塔东地区的地温梯度演化经历了降低-升高-再降低的过程。压力异常主要出现在满加尔凹陷和塘古孜巴斯凹陷地区,且剩余压力的数值和分布范围均呈逐渐增大的趋势。应力场方向的变化则经历了从南压北张到南张北压再到南北两端挤压的变化过程。关键构造体制变革期的三场耦合对塔东地区油气成藏具有重要的控制作用。加里东中期,塔东地区寒武系-奥陶系烃源岩层的地层温度大于60℃,油气开始生成,受塔东地区南部挤压应力的影响,塔中低凸起和塔北隆起开始发育,并成为油气运移的指向区。海西早期,寒武系-奥陶系烃源岩层的温度升高,油气的大量生成导致剩余压力产生,成为排烃的主要动力。该时期受塔东地区南部挤压应力的加强,塔中低凸起和塔北隆起形成,仍然是油气运移的主要指向区。海西晚期,烃源岩层内剩余压力增大,分布范围扩大,促进油气从烃源岩排出,该时期受塔东地区北部挤压应力的作用,塔北隆起抬升,成为油气运移的主要指向区。印支期,烃源岩层的排烃能力继续增强,剩余压力分布的层系扩展到上奥陶统。受盆地南北两端的挤压作用,不仅形成大量断裂,构成了油气的主要运移通道,还使隆起区进一步靠近烃源岩中心,有利于油气的运聚。