巴彦浩特盆地位于阿拉善地块东南缘,是经过不同时期、多次构造运动改造而形成的复合-叠加型盆地。前人对巴彦浩特盆地沉积地质条件展开了一定的研究,证实了该盆地可能保存有较厚的石炭系且具有良好的油气条件。但由于盆地地质情况复杂,后期改造强烈,油气勘探始终未能取得突破。因此,无论是从油气勘探还是科学研究方面,对研究区石炭纪之后的构造变动和后期改造进行综合研究都具有重要的现实意义。针对巴彦浩特盆地晚古生代沉积构造面貌不清、盆地后期改造强烈、断裂展布不清的问题,本次研究采用盆地周缘野外露头、盆地内部地震资料和钻井取心相结合的方法,从区域沉积-构造背景、盆地后期改造两方面入手,相互约束,明确盆地的改造形式、恢复盆地动态演化过程,进而确定后期改造对油气的地质意义。综合分析大量地震资料,结合前人研究成果,对盆地断裂特征、形成期次以及构造样式进行了系统总结。巴彦浩特盆地断层走向为北东向、北北东向、北西-北北西向和近东西向,其中以北北东向和北东向为主;断裂活动时期主要为石炭纪、晚侏罗世、晚侏罗世末-早白垩世以及新生代,部分断层具有继承性,呈现出多期活动的特点。由于盆地经历多期挤压隆升和伸展断陷,导致广泛发育挤压、伸展、走滑以及反转等构造样式,在研究区共识别出地堑-地垒组合、半地堑、阶梯状断层组合、裂陷伸展构造、纵弯背斜、断展背斜、叠瓦状逆冲断层组合、背冲构造以及对冲组合等9种构造样式。借助于盆地已有的钻井和地震资料,对研究区石炭系及其上覆地层的分布情况以及不整合面进行了综合分析,认为研究区石炭系遭受了晚海西-印支期、燕山期和喜山期3期构造运动的改造,改造类型主要有挤压褶皱变形、抬升剥蚀、叠合深埋和热力作用等。晚海西-印支期构造改造是整个盆地最强烈的改造期,造成了石炭系的差异抬升剥蚀,而燕山期构造改造主要是使石炭系强烈逆冲变形、抬升剥蚀和岩浆活动造成的热力改造,喜山期的改造是使石炭系进一步叠合深埋。巴彦浩特盆地石炭系后期改造整体上具有西强东弱、北强南弱的特征。且在后期改造的过程中,巴彦浩特盆地从早期到晚期堆积中心具有由南东向北西,再向北东方向顺时针迁移的规律,反映了不同时期构造改造方式的变化和盆地沉积动力学机制的变动。综合研究认为,巴彦浩特盆地自晚古生代沉积以来遭受了强烈的后期改造,尤其是晚海西-印支和燕山构造运动对于盆地的改造较为明显,使得石炭系烃源岩主要呈狭长带状分布在盆地的东部和南部坳陷。并且,燕山期广泛发育的岩浆活动促进了研究区烃源岩的演化,不同期次的隆升和沉降对油气的后期成藏也有较大的影响。