两北地区是指阿瓦提北区块、顺托果勒北区块，位于塔里木盆地东北凹陷区西部。本论文以塔里木盆地两北地区二叠系中下二叠统库普库兹满组和中二叠统开派兹雷克组的火山-沉积岩为主要研究对象，采用地质、地震、测井等多学科相结合的研究思路，利用研究区丰富的二维地震、钻井岩心、测井录井、地质等相关资料，在井震结合精确标定层位的基础上，分析各类火山-沉积岩的测井特征和地震反射特征，运用岩石物理特征分析、测井相分析、地震相分析，地震模型正演验证等多种技术手段，建立火山-沉积岩相与地震相、测井相之间的相互关系；在此基础上，通过单井相和连井相解释，分析两北地区火山活动方式及火山喷发旋回；采用地震属性分析技术，结合地震剖面精细解释，分析地震相类型及平面分布，研究两北地区火山-沉积岩相类型及其空间分布规律；总结两北地区火山-沉积岩相模式，初步预测火山-沉积岩有利储集相带。研究取得的主要成果和认识如下：　　 1．两北地区二叠系火山岩分布广泛，大套的中酸性火山岩层主要在中二叠统开派兹雷克组发育，早-中二叠统库普库兹满组仅见少量的薄层基性火山岩，分布有限。岩性较复杂，分布不均，厚度变化大，大体可分为熔岩类、火山碎屑岩类和次火山岩类三大类。　　 2．两北地区火山岩的测井识别有一定的规律性。从基性到酸性熔岩，自然伽马曲线感应最明显，其值逐渐升高、曲线平滑，声波速度和密度值均呈降低的趋势且具一定程度的齿化；从火山碎屑岩到熔岩，电阻率增大、密度增高，声波时差和中子孔隙度降低；火山碎屑岩层顶部和底部的密度和声波速度值相对于中部较低。　　 3．两北地区二叠系火山岩地震响应特征明显。地震相类型主要有：块状空白地震相、平行席状地震相、亚平行席状地震相、杂乱地震相、楔状地震相、透镜状地震相和前积充填地震相等。薄层熔岩一般表现为高振幅、低频、中高连续，厚层熔岩层内部表现为空白反射，而高密度快速堆积的火山碎屑岩在地震剖面上多表现为同相轴短小、波状起伏的杂乱反射。通过地震正演模拟认为工区西侧的高振平行席状地震相和前积充填地震相分别为泛流玄武质熔岩和枕状熔岩的地震反射特征。　　 4．两北地区库普库兹满组火山喷发方式为基性玄武质岩浆溢流，火山堆积物可能来自两个不同的火山口，胜利1井东北侧的火山口出现3次间断的喷发，火山活动的能量较弱、持续时间较短，而工区外侧西南端的火山口可能存在2次较大规模不同性质的连续喷发。开派兹雷克组火山活动能量强，存在两个不同类型的火山口，阿北区块Ⅰ号火山具有4个喷发旋回，火山活动影响范围广，早期以中酸性岩浆溢流和爆发为主，中晚期逐渐演化为中基性、基性溢流和爆发；顺北区块Ⅱ号火山同样发育4个喷发旋回，火山活动方式以酸性岩浆溢流为主，夹短暂的爆发，在大规模酸性岩浆溢流之前出现厚度相对较薄的玄武岩和玄武质凝灰岩，巨厚层英安岩为该时期顺北区块火山活动的主体，火山产物只分布在顺北区块。　　 5．库普库兹满组火山-沉积岩相分为溢流相和次火山岩相。大量基性岩浆从工区外侧西南端火山口持续溢出，在阿北区块西侧堆积形成大面积的高振平行席状和前积充填结构的溢流相；低能量的熔岩在中北部火山口附近地势低洼处聚集，呈条带状展布。在中北部火山口附近发育次火山岩相，地震上表现为切割围岩、近直立的柱状杂乱反射体，向下与大型侵入岩株接触。　　 6．开派兹雷克组火山-沉积岩相类型及平面分布特征在早期和晚期有一定的差异，早期火山活动相对较强烈，火山-沉积岩相的类型有爆发-溢流相、溢流相、火山碎屑流相、火山沉积相、次火山岩相5种，晚期岩浆从中酸性、酸性逐渐演化为中基性、基性，火山-沉积岩相的类型有溢流相、火山碎屑流相和空落相3种。爆发-溢流相和溢流相大多分布在火山口附近，范围有限；火山碎屑流相在阿北区块胜利1井西侧和顺北区块顺8井西侧大面积分布，整体上呈楔形；在远火山口，火山碎屑流相逐渐过渡为火山沉积相，根据沉积环境的差异，火山沉积相可进一步分为三角洲相和中深湖相；晚期在阿北区块西南侧和顺北区块东侧发育较大面积的空落相，主要由细粒凝灰岩组成，均分布在火山口的西南侧，可能指示开派兹雷克晚期的风向主要为自东北向西南。　　 7．两北地区二叠系火山-沉积岩相模式有三类：泛流玄武岩模式、盾火山模式、层火山模式。库普库兹满组来自工区西南侧火山口的低粘度、较高流速的溢流玄武质岩浆迁移很长的距离，形成厚度较大、分布较广的泛流玄武岩；而马纳1井附近的溢流熔岩分布范围很有限，受地形控制仅在近火山口地势低洼处堆积。开派兹雷克组火山活动强烈，中酸性岩浆从马纳1井附近火山口猛烈爆发和溢流，溢流熔岩由于流动性较弱在火山口附近堆积，多层多成因的大量火山碎屑、在火山口附近堆积的短的熔岩流、浅成侵入的次火山岩和穹状外形共同构成了阿北区中北部的层火山。来自跃南1井东侧火山口的高粘度、不易流动的酸性英安质熔岩流，在火山口附近堆积形成厚层块状外形的溢流相，夹相对薄层的火山碎屑岩，沿火山斜坡堆积形成宽阔穹状缓坡度的盾火山。　　 8．有利储层位于顺北区块T51尖灭线以东的火山碎屑流相，这是因为：发育大量的原生粒间孔缝和粒内缝；与不整合面接触，说明经过后期风化淋滤作用，形成大量的溶蚀孔缝；构造活动强烈，可能发育大量的构造裂缝，增加空隙间的连通性，改善储集性能。另外，T51尖灭线以西的火山碎屑岩相在一定条件下可成为中等储层。