准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底之上的中、新生代沉积盆地,是我国西部目前已知油气资源最为丰富的地区。石炭纪-二叠纪,准噶尔盆地东北缘处于古亚洲洋-陆转换过渡和陆内演化拉开序幕的阶段,海相、海陆交互相、陆相烃源岩及与构造活动伴生的火山岩均有发育。本论文紧密围绕准噶尔盆地东北缘前陆冲断带的沉积-构造地质特征与勘探特点展开,以构造演化为主线,以物质沉积充填为基础,以剖析油气成藏控制要素为主要手段,以探讨东北缘前陆冲断带油气聚集特征为目的,从物质、时间、空间三个方面来进行系统研究。研究工作取得了以下几点成果和认识:1)准噶尔盆地东北缘早二叠世处在碰撞后构造挤压向伸展转化的阶段,而非裂谷环境;准噶尔盆地东北缘在晚古生代存在周缘前陆盆地,主要发育在早石炭世至早二叠世中期,在准噶尔盆地周缘3个前陆盆地体系中,发育时间最短,盆地范围最小。2)提出了准噶尔盆地东北缘统一的岩石地层单元划分方案,并结合野外区域不整合面的识别和地震资料的分析解释,构建了准噶尔盆地东北缘晚古生代-中生代构造层序格架。3)准噶尔盆地东北缘可以分为3个构造单元:克拉美丽山西段、克拉美丽山中段、克拉美丽山东段。其中西段带以基底卷入型+叠瓦冲断席组合为主要构造样式,大中小型断裂均有发育;中段以基底卷入型+断层传播褶皱组合为主要构造样式,大型断裂较少,但紧闭背斜褶皱、断背斜等局部构造发育良好;东段主要表现为基底卷入型构造样式,断裂和褶皱构造均较前两个构造单元弱。4)东北缘前陆冲断带表现为碰撞时代西先东后;碰撞强度西强东弱;碰撞作用方向西部以南北向为主,东部以南西西-北东东向为主,南北向为辅:冲断范围西小东大等特征。5)准噶尔盆地东北缘石炭系油气主要聚集在临近生烃凹陷部位,后期改造是火山岩储层油气成藏的必要条件,二叠系油气资源丰富,裂缝的广泛发育对油气聚集具有“双刃剑”作用。基于此,提出石炭系油气藏“C₁生—C₂b储石油垂向运聚”、“C₂生—C₂b储天然气短距离垂向运聚”两种运聚模式和“上石炭统砂砾岩”、“上石炭统火山岩”和“下石炭统砂砾岩”3种成藏组合以及二叠系油气藏“P₂p生-P₂p储石油短距离运移模式”和“上二叠统砂岩”成藏组合。依次研究结果表明,准噶尔盆地东北缘前陆冲断带地区上古生界油气生成匹配关系良好,油气勘探前景乐观。大井凹陷与梧桐窝子凹陷与五彩湾凹陷相比同样具有较好的生储盖组合和良好的成藏条件,是东北缘油气勘探取得进一步突破的重点所在。