通南巴背斜地理上处于四川省东北缘,地处通江县、南江县与巴中市之间,大地构造上既处于上扬子板块北缘与南秦岭板块交接部位,亦属于川东北米仓山—大巴山前陆盆地的一部分,其构造形成与演化主要受控于米仓山与大巴山两大造山带的影响。研究通南巴背斜既对揭示川东北盆山耦合关系,构造叠加以及陆内变形作用具有重要科学意义,亦对勘探程度相对较低川东北地区具有实际的油气勘探指导意义。本论文利用四川盆地东北部最新的二维及三维地震剖面及钻井资料,并结合野外资料等证据,通过研究通南巴背斜几何学、运动学特征,建立精细的通南巴背斜几何学,运动学模型;并且通过区域构造长剖面的分析与磷灰石裂变径迹热模拟分析,探讨米仓山与大巴山对通南巴背斜的形成与演化的影响。最后通过构造三维复原的分析与应用,讨论通南巴背斜构造对油气成藏的控制。此次研究主要取得以下几点认识与结论:(1)通南巴背斜主体NE向构造平面上分为三段,从西南段向北东段构造样式由断层转折褶皱与被突破的断层传播褶皱混合模型向构造楔与前翼褶皱调节断层的混合模型转变;NW向构造则受到来自大巴山的构造叠加的影响,表现为分层叠加,上部为一系列NW向断层与褶皱的叠加,下部为黑池梁地区叠瓦与双重构造的叠加。(2)研究区垂向上受控于三叠系嘉陵江—雷口坡组膏盐滑脱层,志留系泥岩局部滑脱层和寒武系泥岩滑脱层,划分为上、中、下、深4套构造层,整体表现为多重滑脱变形系统特征,不同构造层具有不同的构造样式与强度。其中,中部构造层缩短率最大,构造变形最为强烈,发育一系列次级褶皱和断层,局部可见叠瓦和双重构造。(3)通南巴背斜的形成与演化受控于米仓山以及大巴山方向的控制,表现为米仓山方向的位移沿前震旦系滑脱层向盆地内部传递,在米仓山地区被大量吸收,表现为基底卷入式的大规模冲断变形,位移继续传递至通南巴地区,导致通南巴地区褶皱变形。大巴山方向的位移主要沿三叠系嘉陵江组滑脱层向盆地传递,被上覆岩层逐渐吸收,形成一系列NW向褶皱以及断层,基底未卷入变形。(4)通南巴背斜在须家河组—下侏罗统沉积时期已经形成雏形,在晚侏罗世受米仓山大规模冲断影响,通南巴背斜NE向构造基本成型。早白垩世晚期—晚白垩世早期,受米仓山背驮式冲断构造向东南传递的影响,通南巴背斜的NE向构造基本定型,在新生代晚期,受青藏高原构造活动影响,通南巴背斜的NE向构造最终定型。另外一方面,在晚白垩世和晚中新世,分别受大巴山方向的逆冲推覆影响,前后导致一系列叠瓦构造以及NW向褶皱以及断层的形成。(5)利用Gocad对多个层位的三维构造复原分析,通南巴背斜河坝场高点,背斜两翼地区,以及马路背构造东北斜坡主要分布较高的应变(Dilatation呈正值),形态上呈片或呈带分布,表明这些局部地区为构造应力相对集中的区域,也是潜在呈规模的断裂带发育的地区。结合储层发育特征,预测通南巴背斜马路背构造东北斜坡—黑池梁地区上二叠统长兴组为最有利的油气勘探区带。