本项研究以Cross的高分辨率层序地层理论为指导，通过露头、钻井和地震剖面三者的紧密结合，对柴达木盆地西部红狮地区第三系进行了详细的层序地层研究。首次在区内第三系中建立了以三级层序为基本单元的层序地层系统，其中包括42个三级层序、12个超层序、3个超层序组和1个一级巨层序。根据野外露头中识别出的8种典型短期旋回类型和钻井中识别出的5种短期旋回的测井响应特征的组合规律，红狮地区在不同沉积背景上发育有10种不同沉积构成类型的层序。从骨干地震剖面的层序地层分析可知，区内从路乐河组到上干柴沟组可以划分出4个地震层序，相当于超层序，并建立了地震层序地层格架。通过能揭示区内第三系沉积充填特征的连井剖面，结合地震层序地层格架的综合分析，建立起了红狮地区第三系的层序地层格架，探讨了沉积层序的时空分布规律。明确提出了控制红狮地区层序发育和分布特点的主要因素是构造、气候及二者结合的观点。构造运动通过控制基底的沉降幅度和物源供给速度控制层序类型。气候通过降雨量和蒸发量的关系影响湖平面，进而控制层序类型。详细的沉积相研究发现，红狮地区第三系发育有冲积扇、水下冲积扇、河流、三角洲、扇三角洲、湖泊和湖底扇7种主要沉积相类型，并对作为区内主要勘探目的层系的下干柴沟组和上干柴沟组进行了以超层序为单位的沉积相平面编图，以较高的时间分辨率揭示了区内沉积相带的平面展布及其在不同构造背景中的分布规律，比如在北部的凹陷陡坡背景下，上升半旋回低水位期通常发育有水下扇、湖底扇等陡岸近源特征的沉积体系，下降半旋回高水位期，扇三角洲相粗碎屑岩由北向南进积;在南部的凹陷缓坡背景下，上升半旋回主要发育辫状河流相，下降半旋回辫状河三角洲相由南向北进积;而中部红柳泉一狮子沟一带则为湖泊相沉积和盐类沉积。在上述研究的基础上，对区内油气勘探的有利区带进行了预测，指出阿拉尔北东辫状河三角洲相带、阿哈提南东扇三角洲相带和狮子沟一干柴沟湖底扇相带为区内有利的储集相带，是今后勘探的主要目标。 研究发现，第三系中间即上、下油砂山组之间的界面为一剥蚀量大、间断时间长的重要不整合界面，它较之传统认为区内第三系内最重要的油砂山组和干柴沟组之间的界面更为明显。研究还表明，传统岩石地层单位中下干柴沟组底部的砂岩代表了基准面变化旋回不同阶段沉积的产物，它们属于不同的成因单位，也非等时地层单位，因此，在进行陆相层序地层分析时，各级层序尤其是高级层序的识别要充分考虑面上的层序展布特点，这一观点对正确认识柴达木盆地的形成演化和沉积充填历史，指导今后的勘探具有一定的理论和实际意义。