南祁连盆地二叠系-三叠系海相地层是中国西北地区晚古生代-早中生代海相地层重要组成部分,同时也是我国西北地区油气资源勘探的目标层系。南祁连盆地位于祁连山造山带西南缘,属于祁连构造带的重要组成部分。祁连造山带是我国内陆地区典型的加里东期构造带,其古生代的大地构造位置比较特殊,在不同构造阶段分别受控于华北板块、祁连板块、柴达木-西秦岭板块、巴颜喀拉板块和扬子板块等板块之间的相互作用。南祁连盆地经过海西、印支、燕山和喜马拉雅期构造活动改造与叠加,形成了加里东构造带基础上的二叠系-三叠系的海相残留盆地。本论文以沉积盆地地球动力学理论为基础,以二叠系-三叠系构造-沉积特征作为研究对象,以野外地质剖面实测、碎屑岩和碳酸盐岩地球化学测试和泥岩有机元素测试等作为研究方法,综合研究中新生代盆地构造样式、海相二叠系-三叠系沉积特征及石油地质条件。依据南祁连盆地及邻区现有地质、地球物理和地球化学资料的基础上,根据地层间的接触关系,不整合面上下不同时代岩性、岩相变质程度、岩浆活动、构造变形、沉积厚度等的巨大差异揭示研究区构造演化阶段经历了石炭纪陆内稳定拗陷阶段、二叠纪陆内裂陷阶段、三叠纪陆内稳定拗陷阶段以及侏罗纪-早白垩世陆内强烈隆升阶段和古近纪广盆形成阶段和新近纪强烈冲断作用阶段等。根据南祁连盆地基底性质,盖层结构组成,构造格局排列方向和区域大断裂,结合研究区实际地质特征,将研究区划分为十一个一级构造单元及若干个二级构造单元。北部地区主要由单向冲断型半背斜,对冲型单斜和对冲型复式半向斜构成；中部地区主要由背冲型、单向冲断型和对冲型复向斜,背冲型复背斜组成；西南部地区主要由对冲型半背斜,断隆,单向冲断型复向斜和复背斜及复杂断块组成。根据研究区二叠系-三叠系砂岩、泥岩样品地球化学分析数据,探讨了沉积水体古盐度、水动力,沉积物离岸距离远近、沉积速率和古生产力特征,指出二叠系-三叠系以缺氧-还原程度中等的浅水沉积,水体古盐度整体偏低,沉积物受陆地影响较大；二叠系沉积物古生产力整体较差,三叠系明显高于二叠系,海侵背景下水体水动力能量大,海退时较小。南祁连盆地二叠纪海相地层构造环境由勒门沟期被动陆缘转变成哈吉尔期活动陆缘环境,陆相二叠系构造环境介于被动、活动陆缘之间。通过对南祁连盆地二叠系-三叠系油气地质条件研究指出,草地沟组(P2c)、大加连组(T2d)碳酸盐岩和尕勒得寺组(T3g)暗色泥页岩为三套有利烃源岩,总体评价碳酸盐岩属差-中等烃源岩,泥页岩为较好烃源岩。中二叠统、中三叠统碳酸盐岩和上三叠统暗色泥页岩可作为盆地的区域性盖层。