盆地的热状态是动态变化的，包含现今地温场和古地温场，它们与盆地构造演化过程息息相关。研究盆地现今地温场及其岩石圈热状态对揭示盆地的地球动力学过程具有重要的意义，而在现今地温场基础上进行的盆地热史恢复是为了研究地质历史时期盆地的构造-热演化过程。通过对盆地完整热史的研究，不但可以从地热学角度重建盆地的构造-热演化路径及其深部动力学过程，还可以恢复出盆地内烃源岩的成熟度热演化及油气生成过程。因此，盆地热状态的研究具有理论和应用价值。　　鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地，位于华北克拉通的西部，处于中国东部和西部二种构造环境的过渡区。一方面鄂尔多斯盆地以东的区域（中国东部）发生了晚中生代以来的岩石圈减薄及较为强烈的新构造活动，而鄂尔多斯盆地以西的区域（中国西北）则有着较厚的岩石圈，中-新生代构造改造微弱;另一方面鄂尔多斯盆地在构造演化的过程中同时受到了来自东部的西太平洋的板块俯冲和西南部的印度-欧亚板块碰撞等远程效应的影响。此外，鄂尔多斯盆地现今的年产油气当量位居全国各含油气盆地之首。基于此，对鄂尔多斯盆地的现今地温场、岩石圈热结构、构造-热演化史和烃源岩成熟度史的研究具有重要的意义。　　本论文的研究主要分为今古地温两个方面。今地温方面，通过在鄂尔多斯盆地内开展系统稳态钻井地温测量，以及岩石热物性测试，厘清了盆地现今地温场特征。结合盆地内各构造单元的地壳分层结构，依据一维稳态热传导模型获得了盆地的岩石圈热结构。古地温方面，借助镜质体放射率、裂变径迹和(U-Th)/He等多种古温标，定量反演了盆地的热史。根据盆地热史、埋藏史以及烃源岩有机质类型及其动力学模型，从一维时间上和二维空间上再现了盆地内各烃源岩层的成熟度史，及其时空演化规律。基于以上研究，本论文完成的主要工作和结论如下:　　1.开展了系统稳态钻井测温工作，得到了13口钻井的稳态地温数据。测试了大量盆地沉积层的岩石热导率，建立了盆地沉积层的热导率柱。结合前人的数据结果，鄂尔多斯盆地现今的平均地温梯度为27.7±5.3℃/km，现今平均大地热流为64.7±8.9mW/m2。盆地内部热流分布呈现出由东向西降低的趋势。鄂尔多斯盆地现今的热流与中国大陆地区平均热流值接近，低于中国东部构造活动区的热流，高于中国西北部构造稳定区的热流。　　2.鄂尔多斯盆地内各构造单元的平均地壳热流约为37.88mW/m2，平均地幔热流约为25.82mW/m2，壳幔热流比介于1.25-1.75之间，地壳热流大于地幔热流。盆地的平均莫霍面温度为631.47℃，平均热岩石圈厚度为146.45km，岩石圈底界平均温度为1315.51℃。从盆地内部各构造单元的岩石圈热结构来看，盆地东部和盆地南部的岩石圈热活动性较强，可能是受到了盆地周缘东部及南部新生代裂谷构造活动的影响。　　3.盆地在早古生代表现为稳定的克拉通低热流特征;从二叠纪开始快速沉积沉降，热流升高，在侏罗纪末达到了最高古热流;此后早白垩世期间盆地继续快速沉积埋藏，受此影响，盆地大部分地区地层在晚侏罗世或早白垩世期间达到了最高古地温;自晚白垩世，盆地开始整体大幅度持续抬升剥蚀，盆地热流和地层温度都开始逐渐下降，最终达到现今热状态。根据低温热年代学结果，盆地在晚白垩世的抬升速率较慢，在古近纪抬升速率明显加快，进入新近纪以后抬升速率下降。　　4.鄂尔多斯盆地内各层烃源岩受盆地中生代构造热事件的影响，在中生代内开始快速增熟。晚白垩世盆地开始抬升冷却，各层烃源岩成熟度在此时基本定型。古生界烃源岩在三叠纪时进入生油门限，侏罗纪时开始生气;三叠系烃源岩在早侏罗世进入生油门限，现今仅局部区域开始生气。