本文以层序地层学、古地理学、古沉积学、古构造分析、地震岩性预测等理论为指导,以钻井、测井、地震资料为主,结合地表露头,建立层序地层格架,综合分析了塔中地区中上奥陶统层序、沉积相、古沉积环境特征,识别、总结了该区地质异常体类型及分布特征,分析了塔中地区已钻中上奥陶统的异常体的类型及分布规律,逐个解剖新发现的异常体,开展了地震多属性分析,采用波动方程进行地震正演研究,并结合重、磁、电联合反演,探讨每个异常体的地质属性,由定性到半定量预测了异常体的地球物理属性,形成一套识别、预测、评价异常体的有效方法技术,拓展了该区地质综合评价,为油气勘探部署提供了依据和建议.通过研究进一步确定了塔中地区奥陶系可分为上、中、下三统,包括上统桑塔木组、良里塔格组、恰尔巴克组;中统一间房组;下统鹰山组、蓬莱坝组.厘定了塔中地区中晚奥陶世沉积序列.沉积相主要包括局限台地、开阔台地、台地边缘—斜坡、开阔(或混积)陆棚、浅海—深海盆地等.塔中地区晚奥陶世良里塔格组沉积早期,以开阔台地相为主,具有局限台地—开阔台地—台缘、斜坡—开阔陆棚的沉积格局,晚奥陶世中期,沉积相与早期相似,但台地相带向中央断垒带收缩.晚奥陶世晚期,以开阔陆棚相为主,沉积格局演变为孤立台地—台地边缘—开阔陆棚.划分了塔中地区中晚奥陶世台地边缘、台地缓坡沉积相带,指出相带具有由北向南迁移的趋势.塔中1号断裂带是良里塔格组沉积时期台地边缘相带发育的区带,该相带东窄西宽,预示着西部台地边缘相带更为广阔.桑塔木组沉积期台地边缘相带沿奥陶纪中期定型的塔中隆起西部的低隆起的坡折带分布,即围绕塔中2号构造带南侧、塔中10号构造带北侧、TZ64井西部北东向的断裂西侧,TZ37井东部北东向断裂东侧分布.此两带是最为有利的礁、丘、滩沉积相带.桑塔木组沉积晚期形成的礁丘规模较良里塔格组时小.塔里木盆地已发现的礁、丘分布表明,生物礁发育层位主要集中在中奥陶统,生物灰泥丘发育层位主要集中在上奥陶统.发现塔中地区中上奥陶统地质异常体发育.在时代上可以分为晚奥陶世早期、中期和晚期三期,从形态特征上主要可以分为丘状、丘状前积体、阶状、楔状、透镜状等,从形成成因上可分为台缘礁丘、台内礁丘、丘间充填和盆底(滑塌)扇等几种类型;在平面展布上,较大规模丘形、阶状、透镜体主要主要沿着塔中隆起塔中1号断裂带西段及阿东、顺托果勒西、顺托果勒区块分布;较小规模的丘形主要分布在卡塔克1区块、塔中1号断裂带东段;楔状体则主要分布在顺托果勒区块和顺托果勒南区块.异常体有纵向叠置、横向侧向叠加现象.塔中地区阿东、顺托果勒西、卡塔克1区块发育浅水碳酸盐台地、台缘斜坡相沉积,具有形成生物礁(丘)的古地理、古环境背景,中晚奥陶世是礁生物繁殖演化达到繁盛的时代,具备形成生物礁的物质基础.分析认为地质异常体多为浅水台地碳酸盐岩隆(生物礁、灰泥丘).在高保真的地震资料基础上,精细解释,识别出规模较大的地震反射异常体8个,开展了波阻抗反演、层速度研究,分析了不同异常体速度展布情况;开展三瞬剖面分析、地震模型正演及高精度的重、磁、电、震联合反演,进一步确定了异常体的地质属性.